Những điều `comptime` của Zig không làm

• Tính năng comptime của Zig cung cấp khả năng đánh giá mạnh mẽ tại thời điểm biên dịch nhưng bị giới hạn có chủ đích
• Khi thực thi mã ở thời điểm biên dịch, không thể truy cập thông tin của host, một thiết kế phù hợp cho cross-compilation
• Không hỗ trợ sinh mã động, DSL, RTTI, I/O..., thay vào đó dùng chuyên biệt hóa mã dựa trên kiểu một cách tường minh
• RTTI có thể tự triển khai, tức có thể tái cấu trúc thông tin kiểu vốn chỉ tồn tại ở thời điểm biên dịch để dùng được lúc chạy
• Có thể tạo kiểu mới bằng comptime nhưng không thể mở rộng API, không thể thêm method do người dùng định nghĩa

---

Những điều comptime của Zig không làm

• comptime của Zig dù cung cấp các khả năng mạnh như generic, biên dịch có điều kiện, serialization, ORM, v.v. nhưng một số tính năng vẫn bị giới hạn một cách tường minh
• Chính những giới hạn đó lại khiến thiết kế của Zig trở nên ngắn gọn và dễ dự đoán hơn

• Không truy cập được thông tin host (No Host Leakage)

  • Mã comptime hoạt động dựa trên nền tảng đích chứ không phải hệ thống đang chạy đoạn mã đó
  • Trong Zig, ở thời điểm biên dịch không thể dùng thông tin như endianness hay kích thước con trỏ của hệ thống host
  • Mục đích là đảm bảo an toàn khi xét tới cross-compilation
  • Trong ví dụ mã, kết quả xuất byte của số ở định dạng BF16 thay đổi theo nền tảng đích

• Không có sinh mã dựa trên chuỗi (No #eval)

  • Zig không cung cấp khả năng sinh mã động như #include của C, mixin của ngôn ngữ D hay macro của Rust
  • Thay vào đó, nó hỗ trợ đánh giá từng phần (partial evaluation) dựa trên đối số comptime
  • Nếu một đối số nhất định đã được biết tại thời điểm biên dịch, chỉ nhánh tương ứng sẽ được giữ lại, nhờ đó có thể tối ưu hóa mã

• Không thể mở rộng cú pháp DSL (No DSLs)

  • Trong Zig không có khả năng tạo cú pháp do người dùng định nghĩa như trong Lisp hay Rust
  • Mọi dữ liệu chỉ có thể được truyền dưới dạng giá trị (value) theo cú pháp của Zig
  • Những DSL bị giới hạn như chuỗi định dạng (printf) chỉ có thể được triển khai bằng chuỗi comptime

• Không có thông tin kiểu lúc chạy (No RTTI)

  • Zig có thể hoạt động giống ngôn ngữ động như Python, nhưng thông tin kiểu chỉ tồn tại ở comptime
  • Nếu muốn dùng cả ở runtime thì phải tự định nghĩa struct RTTI và thao tác bằng con trỏ
  • Ví dụ: định nghĩa struct RTTI chứa tên trường và thông tin offset của các field, rồi truy cập field bằng con trỏ

• Không thể tạo API mới (No New API)

  • Trong Zig có thể tạo kiểu mới bằng comptime, nhưng không thể thêm method vào kiểu đó
  • Không thể mở rộng API như derive macro của Rust
  • Khi triển khai JSON serialization, không thể thêm method .to_json(), mà phải truyền đối số kiểu cho một hàm toàn cục để triển khai

• Không có IO ở thời điểm biên dịch (No IO)

  • comptime của Zig cấm truy cập tài nguyên bên ngoài như hệ thống tệp, mạng hay cơ sở dữ liệu
  • Nhờ vậy, tính tái lập, độ an toàn và khả năng tận dụng cache được nâng cao
  • Nếu cần IO, có thể dùng hệ thống build là build.zig để import mã Zig đã được sinh trước

• Tổng kết: El Disco (cân bằng giữa trừu tượng hóa và tính đơn giản)

  • Zig cung cấp khả năng metaprogramming mạnh mẽ nhưng vẫn giữ được tính dễ dự đoán nhờ thiết kế rất hạn chế
  • Nhờ các giới hạn này, comptime của Zig vẫn thực dụng và dễ hiểu
  • Dù không có các lớp trừu tượng phức tạp, nó vẫn hữu ích trong thực tế và chỉ vận hành rõ ràng đúng theo những gì được khai báo

[GN⁺]

Ý kiến trên Hacker News

• comptime của Zig có những đặc điểm độc đáo

  • thay thế nhiều tính năng trong các ngôn ngữ khác
  • dễ hiểu nhờ có tính trong suốt tham chiếu
  • cung cấp khả năng mạnh mẽ thông qua introspection
  • cho phép viết mã vừa đơn giản vừa mạnh mẽ theo cách khác với Lisp
  • hiếm có ngôn ngữ nào có thiết kế và cách tiếp cận mới như vậy

• Nhược điểm của comptime trong Zig và cách giải quyết

  • tạo mã qua zig build, sau đó dùng @import để biên dịch
  • cho nhiều tự do hơn và thời gian thực thi không giới hạn, nhưng không có tự do tạo kiểu Zig dưới dạng giá trị trong lần biên dịch hiện tại
  • tương tự với trải nghiệm trước đây khi kết nối Perl và Tcl với C
  • thái độ tự phê bình của cộng đồng Zig đôi khi gây bối rối

• Cụm tiếng Tây Ban Nha được trích từ truyện của Borges nói về một vị thần Bắc Âu

• Tính linh hoạt của comptime

  • có thể thêm vào tham số hàm khi cần thông tin kiểu trong quá trình làm việc
  • khi không thể cung cấp kiểu trong một số tình huống nhất định thì cần giải quyết vấn đề thiết kế

• Điểm nổi tiếng của tính năng comptime trong Zig

  • cung cấp nhiều khả năng như generics, biên dịch có điều kiện, subtyping, tuần tự hóa, ORM, v.v.
  • các ngôn ngữ khác cũng có tính năng đánh giá tại thời điểm biên dịch tương tự

• Một bài viết blog mang tính giáo dục

  • giải thích sự khác nhau giữa comptime for và inline for
  • phiên bản inline chỉ có thể biết độ dài ở comptime

• Ý kiến tích cực về ngôn ngữ và công cụ Zig

  • mong Zig có chế độ an toàn như Rust
  • đã tiến xa hơn rất nhiều so với C/C++
  • rất ấn tượng với trình biên dịch Zig

• Những điểm thú vị về comptime của Zig

  • khả năng biểu diễn kiểu dưới dạng giá trị tại thời điểm biên dịch
  • có thể hiện thực gần giống ngôn ngữ động hoặc phản chiếu lúc chạy mà không có overhead lúc runtime

• Sự bối rối về việc thực thi mã tại thời điểm biên dịch

  • thắc mắc liệu mã thời điểm biên dịch có thực sự chạy trên máy host cục bộ hay không
  • tò mò vì sao Zig che giấu nền tảng host
  • đánh giá tích cực về khả năng cross-compile của Zig