Linguagem de programação C3

• Uma linguagem evolutiva que herda a sintaxe e a semântica de C, reforçando segurança e usabilidade, mantendo um ambiente familiar para desenvolvedores de C
• Compatibilidade completa com a ABI de C, permitindo integração imediata em projetos C/C++; há casos em que parte do código do vkQuake foi convertida para C3 e compilada com o compilador c3c
• Sistema de módulos, sobrecarga de operadores, macros em tempo de compilação e outros recursos melhoram a estrutura do código e sua expressividade
• Inclui recursos modernos como programação por contratos (Gradual Contracts), tratamento de erros com zero overhead e reflexão em tempo de execução e em tempo de compilação
• No modo de depuração, fornece automaticamente verificações de segurança e stack traces detalhados, o que favorece a detecção de bugs e a estabilidade

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Visão geral do C3

• C3 é uma linguagem de programação desenvolvida com base na sintaxe (syntax) e na semântica (semantics) da linguagem C
  • O objetivo é evoluir a linguagem mantendo uma forma familiar para programadores de C
• Suporta sobrecarga de operadores precisa e orientada a objetivos
  • Sem a estrutura complexa de sobrecarga do C++, é possível expressar naturalmente vetores, matrizes e operações com ponto fixo
• Suporta programação por contratos, permitindo declarar restrições em tempo de execução e em tempo de compilação
  • Reforça a estabilidade do código e a consistência das especificações
• Combina as vantagens do tratamento de erros baseado em Result com as de exceções (exception)
  • Oferece uma estrutura de gerenciamento de erros que se integra naturalmente ao código C
• Suporta consulta de informações de tipo (type introspection) tanto em tempo de compilação quanto em tempo de execução
• Assembly inline: é possível escrever assembly como código comum, sem strings nem restrições complexas
• No modo de depuração, insere automaticamente verificações de limite (bound checks) e verificações de valor (value checks) em tempo de execução
• A biblioteca padrão do C3 fornece por padrão stack traces detalhados em builds de depuração
  • Em vez de um simples “segmentation fault”, é possível identificar a localização exata do erro

Ergonomia e segurança

• Com Optionals, oferece segurança no tratamento de erros e de null
• Com a sintaxe defer, dá suporte à automação da limpeza de recursos
• Com slices e foreach, permite iterações seguras
• Com contracts baseados em comentários, é possível declarar restrições de código
• No contexto @pool, oferece liberação automática de memória

Performance por padrão

• É possível escrever diretamente vetores SIMD para controle em nível de hardware
• Permite ajuste fino de desempenho com a escolha de diferentes alocadores de memória
• Adota um design sem overhead para tratamento de erros
• Aproveita tempos de compilação rápidos e otimizações do backend LLVM
• Oferece assembly inline fácil de usar

Biblioteca padrão completa

• Fornece estruturas de dados padrão, incluindo contêineres dinâmicos e strings
• Garante portabilidade entre plataformas com abstrações multiplataforma
• Quando necessário, permite acesso nativo à plataforma

Aproveite bibliotecas C ou C++ existentes

• O C3 é totalmente compatível com a ABI de C, sem necessidade de tipos “compatíveis com C” nem declarações especiais de função
• É possível linkar código C a partir do C3, e também linkar código C3 a partir de C

Módulos são simples

• Sistema de módulos simples e intuitivo
  • As configurações padrão são sensatas e não atrapalham o fluxo de desenvolvimento
• Fornece gerenciamento de namespaces por meio de módulos
• Simplifica a estrutura de encapsulamento com controle explícito
• Permite definir comportamentos compartilhados com interfaces
• Oferece generic modules, que permitem implementar de forma simples e clara a criação de tipos genéricos
• Suporta reutilização estrutural por meio de subtipagem de structs

Macros sem precisar de doutorado

• É possível escrever macros em tempo de compilação em uma forma semelhante a funções comuns
• Suporta macros com reconhecimento de tipo, que entendem as informações de tipo do código
• Oferece geração de código mais clara e poderosa do que o pré-processador de C

[kayws426]

Está saindo de várias formas. LONG LIVE C-LANG !!!
Mas, se no futuro surgir o c4, será que ele terá uma popularidade realmente explosiva...

[bus710]

Como o Zig traz breaking changes todo ano, apesar de eu gostar da linguagem, acabei perdendo a vontade de mexer com ela. Por outro lado, vendo a apresentação do C3, no geral ele passa uma sensação de ser uma mistura de C + Go, fácil de ler e escrever, e parece que o estresse com upgrades de versão seria bem menor.

[mhcoma]

Estou até apoiando financeiramente... comecei a usar recentemente e estou achando bem divertido.
Gosto dessa proposta de tentar melhorar só os pontos incômodos do C.
A documentação oficial ainda não está muito madura
(para descobrir certos recursos, muitas vezes a explicação aparece em lugares bem aleatórios...)

[GN⁺]

Comentários do Hacker News

• Gosto da direção comedida da filosofia de design do C3
  Não força um novo modelo de memória, nem tenta virar C++
  Principalmente, graças à compatibilidade ABI completa, dá para misturar arquivos C3 diretamente em sistemas de build de C já existentes, sem precisar escrever bindings
  Aplaudo a visão do mantenedor, que busca evolução em vez de revolução
  Parece uma linguagem recomendável para aprender no fim de semana. É mais moderna que C99, mas ainda familiar
  • Fico curioso se dá para escrever uma biblioteca em C3 e exportar símbolos para usar em bindings
    O motivo de eu não conseguir abandonar C totalmente é por causa de cstring e ponteiros não liberados
  • Tenho dúvidas se compatibilidade ABI completa é realmente tão importante
    C em si não é exatamente uma linguagem perigosa; o que é perigoso são as implementações e a ABI
    Com fat pointers, melhorias em varargs, UBSan, MTE etc., fica bem razoável
• Ao ler a seção de Contracts da documentação oficial do C3, fiquei com uma dúvida
  Se o compilador não precisa necessariamente verificar os contratos, e a violação pode virar comportamento indefinido, não sei muito bem como confiar nisso e usar
  É um recurso legal, mas parece um tanto arriscado
  • Contratos são invariantes que expressam “condições que devem ser sempre verdadeiras”
    Você pode ignorá-los, verificá-los em runtime, ou assumir que são sempre verdadeiros e usá-los para otimização
    Por exemplo, você pode verificar validade de ponteiro e tratar condição de entrada ímpar só como hipótese
  • Contratos são um meio de expressar intenção de forma padronizada
    Equipes grandes podem exigir isso, e ferramentas como o Visual Studio podem apenas emitir avisos, permitindo aprendizado gradual
  • As três frases da documentação significam, respectivamente:
    1. o compilador não precisa necessariamente usar os contratos
    2. a violação pode resultar em comportamento indefinido
    3. no modo seguro, isso é verificado com assert em runtime
       Ou seja, você ativa durante o desenvolvimento e desativa na hora de distribuir, sem impacto em performance
  • No fim, é uma forma de expressar explicitamente no código as otimizações baseadas em suposições que o compilador já faz
  • Entendo contratos como restrições suaves para expressar “condições que quase nunca deveriam ser alcançadas”
    Condições que precisam obrigatoriamente ser verificadas devem ser tratadas diretamente com código dentro da função
• Há mais detalhes no repositório GitHub do C3
  Entre as diferenças em relação a C estão: sem arquivos de cabeçalho, namespaces baseados em módulos, slices, overloading de operadores, módulos genéricos, tratamento de erros baseado em Result e verificações em runtime no modo seguro
  • Os recursos são bons, mas a composição parece um pouco desequilibrada
    Pessoalmente, sinto falta de overloading de funções, parâmetros padrão e retorno de tupla
• Em C3, chamar Result ou Expected de Optional é confuso
  Isso deveria significar “T ou E”, não “T ou vazio”; o nome parece inadequado
  Link para a documentação relacionada
  • O Optional do C3 é diferente de Option<T> ou Result<T, E>
    O tipo de erro é limitado a um único código inteiro, o que combina bem com a filosofia de “evolução, não revolução”
    A sintaxe type? também é intuitiva
  • A palavra “Optional” não é usada diretamente no código
    É um design que mantém o significado de C enquanto reduz a carga dos out params
  • Não gosto muito de renomear conceitos arbitrariamente, mas se só um dos dois for suportado, Optional é o nome mais claro
    Result já carrega o significado mais geral de valor de retorno, então pode causar confusão
  • Ainda assim, “Option” ou “Maybe” têm outro significado, então acho que “Result” ou “Either” seriam mais apropriados
• Há um vídeo do Tsoding fazendo mais de 30 horas de livestream com C3
  Playlist no YouTube
• Já interagi com os desenvolvedores de C3, Odin e Zig
  O que me impressionou foi que as três linguagens, em vez de competir, parecem compartilhar trade-offs e aprender umas com as outras
  • Fico curioso sobre qual linguagem é a mais razoável em ambientes embarcados
  • Dizem que é “aprendizado, não competição”, mas no fim penso se isso não é só uma competição educada na forma de se expressar
• Ao folhear a documentação, duas dúvidas minhas foram resolvidas
  1. é baseado em LLVM, então tem alta portabilidade
  2. não oferece suporte a tagged enum
     Em vez disso, adiciona recursos como macros e reflection
  • Acho tagged union ineficiente em linguagens de sistema
    Ocupa memória conforme o maior tipo, e o fluxo acaba migrando para verificação de tipo em runtime, fazendo perder as vantagens de uma linguagem estaticamente tipada
    Na minha opinião, é melhor implementar isso manualmente quando necessário
• Fico pensando em quando vale a pena criar uma linguagem nova
  Implementei generics, slices e propagação de erro diretamente em C, mas fazer compilador é complexo demais
  Por isso eu acabo conciliando uma variante de C com Go
  • Graças ao LLVM, é mais fácil do que parece criar linguagens da linha “C melhorado”
    A barreira de entrada é baixa a ponto de dar para fazer um protótipo em um dia
  • Criar uma linguagem sempre vale a pena
    É a única forma de transformar um novo paradigma em realidade
    Linguagem exige coordenar sintaxe, biblioteca padrão, tooling e runtime, então é difícil, mas justamente por isso o impacto no futuro é grande
  • O C3 começou como um projeto independente do Christoffer, que contribuía com o C2 e se frustrou com a lentidão do desenvolvimento
    Graças ao LLVM, ele pôde criar um compilador novo por conta própria
  • O valor de uma linguagem está em criar um entendimento compartilhado com outras pessoas
    Uma variante de C usada sozinho pode funcionar bem, mas para colaborar com outros ou usar bibliotecas externas, é preciso uma linguagem comum
• No começo achei que seria uma linguagem simples, mas me surpreendi com a lista rica de recursos
  E é fofo e espirituoso chamarem exceções de “Excuses”
• Acho que esse tipo de site é um modelo de como um site de linguagem de programação deveria ser
  • Por outro lado, o design me pareceu infantil e amador
    Principalmente o link para o Discord na navegação reforçou essa impressão