1.0.0

Habr

Предыдущая обзорная статья на хабре об этом языке была в 2011. Язык с тех пор окреп, обзавелся инструментарием, и я думаю самое время написать о нем подробнее.

Это моя первая статья на хабре и в ней я попытаюсь разобрать Vala максимально подробно, можно даже считать это гайдом т.к. Vala не особо выделяется синтаксисом от других Си подобных языков.

Чего в языке нет:

  • Мета-программирования

  • Ad-hoc полиморфизма

  • Compile Time Function Evaluation

  • Runtime GC

  • UB

А теперь о том что в языке есть:

... Спустя 40 минут после начала написания статьи я понял что статей будет несколько, конкретно эта будет обзорной, а остальные короткие и конкретные

  • Основы <- вы здесь

  • Системы типов

  • Управление памятью

  • C Interop

  • Библиотекb GLib

  • Библиотека GObject

  • Библиотека GIO

  • Библиотека Gee

  • Библиотека GTK

  • ...

Остальные статьи будут маленькими.

Hello World

namespace Example
{
    class Program
    {
        static void main()
        {
            stdout.printf("Hello World!"); // Вывод заданного текста в консоль
            stdin.read_line(); // Ожидание нажатия клавиши пользователем
        }
    }
}
void main(){
    stdout.printf("Hello world");
}
print("Hello World");
init
    print "Hello World!"

В последнем примере используется альтернативный синтаксис, похожий на Python.

Компилятор

Vala является транспайлером в C, поэтому флаги соответствующие.

Запуск: vala filename

Компиляция: valac filename

Компиляция в C: valac -C filename

Вместе с .h файлом: valac filename -C -H hello.h

Пробросить флаг O3 в C компилятор: valac filename -X -O3

Скомпилировать используя только libc(многие фичи будут недоступны): valac filename --profile=posix

Скомпилировать с помощью вашего C компилятора: valac filename --cc=tcc

Синтаксис

Синтаксис Vala будет очень хорошо знаком всем кто когда-нибудь видел любой C-подобный язык. Я не просто так привел первым примером копию hello world из C#. Языки крайне похожи, что может сильно упростить обучение, можно сказать вы уже знаете Vala и простенькие проги можно начать писать прочитав до этого места статьи. Знаю джависта который пришел в наше сообщество писать игровой движок в качестве хобби, по его словам он даже не заметил что пишет на другом языке.

Naming

Стилистика нейминга однако отличается, могу придумать 2 причины:

  1. Совместимость с C где чаще используется snake_case

  2. Использование различных *case для улучшения читабельности

C#

  • classes, structs, delegate types: CamelCase

  • methods, properties, events: CamelCase

  • local variables, fields: mixedCamelCase

  • constants, enum values: CamelCase

Java

  • classes, interfaces, enums: CamelCase

  • methods, local variables, fields: mixedCamelCase

  • constants, enum values: UPPER_CASE

Vala

  • classes, structs, delegate types: CamelCase

  • methods, properties, signals: lower_case

  • local variables, fields: lower_case

  • constants, enum values: UPPER_CASE

Управляющие конструкции

Основные управляющие структуры для протокола:

while (a > b) { a--; }
do { a--; } while (a > b);
for (int a = 0; a < 10; a++) { stdout.printf("%d\n", a); }
foreach (int a in int_array) { stdout.printf("%d\n", a); }

if (a > 0) { stdout.printf("a is greater than 0\n"); }
else if (a < 0) { stdout.printf("a is less than 0\n"); }
else { stdout.printf("a is equal to 0\n"); }

switch (a) {
    case 1:
        stdout.printf("one\n");
        break;
    case 2:
    case 3:
        stdout.printf("two or three\n");
        break;
    default:
        stdout.printf("unknown\n");
    break;
}

Switch работает со строками и проверяет наличие break.

Замечание для C-программистов: условия всегда должны возвращать логическое значение. Это значит, что если вы хотите проверить переменную на равенство null или нулю, вы должны сделать это явно: if (object != null) { } или if (number != 0) { }.

With

В Vala поддерживается Method cascading

Вы можете быть знакомы с этим по другим языкам

; в Smalltalk

.. в Ruby, Dart

with в visual basic

Было добавлено в PR https://gitlab.gnome.org/GNOME/vala/-/merge_requests/117

Синтаксис with был предпочтительным так как он будет близок к уже имеющимся стейтменту lock.

Как это работает

struct Foo{
    int a;

    public void add(int i){
        this.a += i;
    }
    public void mul(int i){
        this.a *= i;
    }
    public void min(int i){
        this.a -= i;
    }
    public void prin(){
        print(@"$a\n");
    }

}

void main(){
    var foo = Foo();
    with (foo){
        add(5);
        min(1);
        add(2);
        mul(7);
        prin(); // 42
    }
}

Пример с UI

Операторы

Арифметика: +, -, /, *, %, +=, -=, /=, *=, %=, ++, --

Битовые операторы: или, исключающее или, и, не. Второе множество включает присвоение и аналогичные арифметические версии. Они могут быть применены к любому простому значению типов. (Нет оператора присвоение для ~, так как это унарный оператор. Эквивалентом является a=~a): |, ^, &, ~, |=, &=, ^= Побитовые сдвиги: <<, >>, <<=, >>=

Логические: ==, <, >, >=, <=, !=, !, &&, ||

Тернарный: ? :

Null оператор: a ?? b эквивалентно a != null ? a : b Этот оператор особенно полезен, например, для предоставление дефолтного в том случае, если ссылка равна null:

print("Hello, %s!\n", name ?? "unknown person");

in проверяет на наличия элемента в коллекции

in, ??,

Планируется добавить .?

Типы

Не вижу особого смысла перечислять базовые типы, но вроде как сложилась традиция.

Struct: bool, char, double, float, int, int16, int32, int64, int8, intptr, long, short, size_t, ssize_t, time_t , uchar, uint, uint16, uint32, uint64, uint8, uintptr, ulong, unichar, unichar2, ushort, va_list

Class:

  • string — cstring(UTF-8)

  • string16 — UTF-16

  • string32 — Тип, который может содержать любой UTF-32 или UCS-4 символ, также известен как Unicode code point

Стандартный тип string является cstring для совместимости, для активной конкатенации есть тип StringBuilder.

В Vala используется строгая статическая типизация.

Присутствуют Value, Reference типы и Pure указатели для ручного контроля.

Структуры

Здесь будет объяснение почему в предыдущем разделе были использованы слова Struct и Class вместо Value type, Reference Type

Дело в том что все типы в vala это биндинги к типам GLib. Это не значит что используя int мы имеем какой то overhead:

В vala очень продвинутая система биндингов к C коду, можно сказать vala на половину из нее состоит.

Тогда откуда тогда у взялись int методы?

Вот отсюда:

//glib-2.0.vapi
[SimpleType]
[GIR (name = "gint")]
[CCode (cname = "gint", cheader_filename = "glib.h", type_id = "G_TYPE_INT", marshaller_type_name = "INT", get_value_function = "g_value_get_int", set_value_function = "g_value_set_int", default_value = "0", default_value_on_error = "-1", type_signature = "i")]
[IntegerType (rank = 6)]
public struct int {
	[CCode (cname = "G_MININT")]
	public const int MIN;
	[CCode (cname = "G_MAXINT")]
	public const int MAX;

	[CCode (cname = "g_strdup_printf", instance_pos = -1)]
	public string to_string (string format = "%i");

	[CCode (cname = "MIN")]
	public static int min (int a, int b);
	[CCode (cname = "MAX")]
	public static int max (int a, int b);
	[CCode (cname = "CLAMP")]
	public int clamp (int low, int high);

	[CCode (cname = "GINT_TO_POINTER")]
	public void* to_pointer ();
	[CCode (cname = "GPOINTER_TO_INT")]
	public static int from_pointer (void* p);

	[CCode (cname = "abs", cheader_filename = "stdlib.h")]
	public int abs ();

	[CCode (cname = "GINT_TO_BE")]
	public int to_big_endian ();
	[CCode (cname = "GINT_TO_LE")]
	public int to_little_endian ();

	[CCode (cname = "GINT_FROM_BE")]
	public static int from_big_endian (int val);
	[CCode (cname = "GINT_FROM_LE")]
	public static int from_little_endian (int val);

	[CCode (cname = "atoi", cheader_filename = "stdlib.h")]
	public static int parse (string str);

	[CCode (cname = "strtol", cheader_filename = "stdlib.h")]
	static long strtol (string nptr, out char* endptr, int _base);

	public static bool try_parse (string str, out int result = null, out unowned string unparsed = null, uint _base = 0) {
		char* endptr;
		errno = 0;
		long long_result = strtol (str, out endptr, (int) _base);
		if (endptr == (char*) str + str.length) {
			unparsed = "";
		} else {
			unparsed = (string) endptr;
		}
		if (int.MIN <= long_result <= int.MAX) {
			result = (int) long_result;
			return errno != ERANGE && errno != EINVAL && unparsed != endptr;
		} else {
			result = int.MAX;
			return false;
		}
	}
}

Все верно, даже базовые value типы на самом деле являются биндингами к типам GLib. То что тип содержит внутри себя функции это иллюзия из-за того что при биндинге их туда положили. Также здесь видно что некоторые функции отсутствующие в GLib пишут на месте(try_parse).

--------------

СПОЙЛЕР

На самом деле никаких строенных конкретно в Vala типов нет, хотя их можно так назвать. Все типы это биндинги к GLib, по сути в Vala нет ничего кроме высокоуровневых биндингов к GLib, подробнее об этом я расскажу позже, но вот пример того как внутри выглядит начало типа int для затравки:

[SimpleType]
[GIR (name = "gint")]
[CCode (cname = "gint", cheader_filename = "glib.h", type_id = "G_TYPE_INT", marshaller_type_name = "INT", get_value_function = "g_value_get_int", set_value_function = "g_value_set_int", default_value = "0", default_value_on_error = "-1", type_signature = "i")]
[IntegerType (rank = 6)]
public struct int {
	[CCode (cname = "G_MININT")]
	public const int MIN;
	[CCode (cname = "G_MAXINT")]
	public const int MAX;

	[CCode (cname = "g_strdup_printf", instance_pos = -1)]
	public string to_string (string format = "%i");

	[CCode (cname = "MIN")]
	public static int min (int a, int b);
	[CCode (cname = "MAX")]
	public static int max (int a, int b);
	[CCode (cname = "CLAMP")]
	public int clamp (int low, int high);

	[CCode (cname = "GINT_TO_POINTER")]
	public void* to_pointer ();
	[CCode (cname = "GPOINTER_TO_INT")]
	public static int from_pointer (void* p);
  ...

Вот список некоторых типов из GLib просто чтобы пробежаться глазами, самые скучные я удалил.

GLib structs: Cond, Datalist, Date, DebugKey, HashTableIter, LogField, MarkupParser, Mutex, Once, OptionEntry, Pid, PollFD, Quark, RWLock, RecMutex, ScannerConfig, SourceFuncs, Time, TimeSpan, TokenValue, UTimBuf, UriParamsIter, pointer.

GLib classes: AsyncQueue, BookmarkFile, ByteArray, Bytes, Checksum, DateTime, Dir, Error, FileStream, Rand, RecMutexLocker, Regex, (Lexical) Scanner, StringBuilder, TestCase, Thread, ThreadPool, TimeZone, Timer, Uri, Variant.

Классы

Class

Compact

Про Slice аллокатор

GObject

Функции

Nullability

Кодогенерация

C++

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{

    int a = 1;
    int b = ++a + a++;
    cout << b << endl;

    a = 1;
    int c = a++ + ++a;
    cout << c << endl;

    return 0;
}

Vala

void main(){
    int a = 1;
    int b = ++a + a++;
    prin(b);
    
    a = 1;
    int c = a++ + ++a;
    prin(c);
}

[Print] void prin(string str) { print(str + "\n"); }

GIR

Управление памятью

ARC

Compact класс с ARC

Compact класс с копированием

Примеры передачи владения

Фичи

Установка

Linux

Arch: yay -S vala

Fedora: sudo dnf install vala

CentOS: sudo yum install vala

Debian: sudo apt install valac

Для старых deb подобных дистрибутивов есть vala-next репа где публикуются последние версии.

Windows

MSYS2:

pacman -S mingw-w64-x86_64-gcc 
pacman -S mingw-w64-x86_64-pkg-config
pacman -S mingw-w64-x86_64-vala

Mac

brew install vala

Android

Termux: pkg install vala

*BSD

cd /usr/ports/lang/vala/ && make install clean
pkg install vala

Инструменты

Компании которые используют

Genie

Популярные мифы о непопулярном языке

  • Vala каким либо образом зависит от GTK

Нет, только от GLib, о ней будет отдельная статья, вкратце GLib полностью кроссплатформенна, её можно найти в Qt, Android, Windows (dll на Windows весит 2 МБ) и даже на QNX:

Также можно генерировать код без зависимостей, тогда не будет классов, зато есть vapi для posix

Есть PR на добавление compact классов.

Статья 2 Типизации Vala

В Vala используется строгая статическая типизация.

Присутствуют Value и Reference типы

Но также есть возможность использовать pure указатели

История появления

базовые типы данных, строки, массивы, срезы nullability

Функции, делегаты, ref, out, проверки на нулл, ООП ARC, owned unowned дженерики, наследование от дженериков

С интероп, Vapi, фичи при си интеропе вроде noReturn GIR интероп(тут рассказать про GObject)

Кодогенерация with, regexp, async, [Flag] enum, Variable(с toJsonом),

PreviousПродвинуты гайд(WIP)NextПримеры кода

Last updated