Az: Az是一门现代化系统编程语言,融合了C3的模块化设计、Zig的编译时执行(comptime)和反射机制、Python式简洁语法

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ILoveRust 超进化版C语言 c608b94

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bootstrap

compiler

docs

examples

include

lib

runtime

src

stdlib

test

tools

.gitignore

CMakeLists.txt

LICENSE

README.md

az.py

az_mod-workspace.toml

build.bat

build.sh

package.az

test_ast.dot

test_backend.bat

test_backend.sh

test_bootstrap.bat

test_bootstrap.sh

test_build.bat

test_build.sh

test_compiler.bat

test_compiler.sh

test_visualize.py

README

MulanPubL-2.0

# AZ编程语言

**一种现代系统编程语言,结合C3和Zig的优点**

[![License](https://img.shields.io/badge/license-MulanPSL--2.0-blue.svg)](LICENSE)
[![Version](https://img.shields.io/badge/version-0.5.0-green.svg)]()

[快速入门](docs/guides/QUICKSTART.md) | [当前状态](docs/status/CURRENT_STATUS.md) | [模块系统](docs/MODULE_SYSTEM.md) | [现代化特性](docs/MODERN_FEATURES.md)

**语言对比**: [AZ vs C3](docs/comparisons/AZ_VS_C3.md) | [AZ vs Zig](docs/comparisons/AZ_VS_ZIG.md)

</div>

## ✨ 核心特性

- 🎯 **C3风格错误处理** - 使用Result类型而不是异常
- 🚀 **现代语法** - 简洁清晰,易于学习
- 🔒 **类型安全** - 静态类型系统,编译时检查
- ⚡ **高性能** - 基于LLVM,编译为高效的机器码
- 🛠️ **系统编程** - 适合操作系统和底层开发
- 🌏 **中英文支持** - 支持中英文标识符和关键字
- 🔧 **LLVM技术栈** - 使用MLIR和LLVM IR
- 📦 **模块化设计** - 类似C3的模块系统,配合chim包管理器
- 🧠 **双内存管理模型** - 显式内存管理(Zig风格)与自动垃圾回收(ZGC风格)
- 🧩 **语法风格语义绑定** - 大括号语法表示显式内存管理,Python缩进语法表示GC管理
- 🎭 **Actor并发模型** - 基于Microsoft Orleans的Virtual Actor模型实现

## 🧠 双内存管理模型

AZ语言的一大创新是提供了两种内存管理方式,开发者可以根据需求选择:

### 显式内存管理(Zig风格)
使用**大括号语法**表示需要显式管理内存的代码:
```az
// 显式内存管理 - 类似Zig
pub struct ArrayList<T> {
 vec: Vec<T>
}

impl ArrayList<T> {
 /// 释放ArrayList的内存(显式内存管理)
 pub fn drop(self: *ArrayList<T>) void {
 self.vec.drop();
 }
}
```

### 自动垃圾回收(ZGC风格)
使用**Python缩进风格**表示由垃圾收集器自动管理内存的代码:
```az
// 自动垃圾回收 - 类似ZGC
pub struct ArrayList<T>:
 vec: Vec<T>

impl ArrayList<T>:
 /// 在GC管理模式下,无需手动释放内存
 # 内存由垃圾收集器自动管理
```

## 🎭 Actor并发模型

AZ语言实现了基于Microsoft Orleans的Virtual Actor模型,提供了简单而强大的并发编程模型:

```az
// 定义消息类型
struct IncrementMessage {}
struct GetCountMessage {}

impl Message for IncrementMessage {}
impl Message for GetCountMessage {}

// 定义Actor
struct CounterActor {
 id: ActorId,
 count: int
}

impl Actor for CounterActor {
 fn handle_message(self: *Self, message: *Message) Result<void, Error> {
 match message {
 case IncrementMessage => 
 self.count = self.count + 1;
 case GetCountMessage => 
 // 返回当前计数
 }
 return Result.Ok(void);
 }
 
 fn get_id(self: *Self) ActorId {
 return self.id;
 }
 
 fn on_activate(self: *Self) Result<void, Error> {
 self.count = 0;
 return Result.Ok(void);
 }
 
 fn on_deactivate(self: *Self) Result<void, Error> {
 return Result.Ok(void);
 }
}

// 创建Actor系统
let system = actor.create_system();

// 创建Actor引用
let actor_id = actor.new_actor_id("counter1");
let actor_ref = actor.actor_of<CounterActor>(&system, actor_id);

// 发送消息
let message = IncrementMessage{};
actor.send(&system, actor_ref, &message);
```

## 🌍 中英文混合编程

AZ语言的一大特色是支持中英文混合编程,开发者可以自由选择使用中文或英文标识符:

```az
// 英文命名
let userName = "张三";
fn calculateSum(a: int, b: int) int {
 return a + b;
}

// 中文命名
let 用户名称 = "张三";
fn 计算总和(甲: int, 乙: int) int {
 return 甲 + 乙;
}
```

## 🚀 快速开始

### Hello World

创建 `hello.az` 文件:

```az
import std.io;

fn main() int {
 println("Hello, AZ!");
 return 0;
}
```

运行程序:

```bash
# 编译并运行
az cl compile hello.az -o hello
./hello
```

## 📊 当前状态

### ✅ v0.1.0 - Bootstrap版本(已完成)

- [x] Bootstrap编译器(Python实现)
- [x] 词法分析器
- [x] 语法分析器
- [x] 基本语义分析
- [x] 解释执行器
- [x] C3风格的错误处理
- [x] 基本语法支持(变量、函数、控制流)
- [x] 示例程序和文档

### ✅ v0.2.5 - C++前端(已完成)

- [x] C++编译器框架
- [x] 完整的词法分析器(C++,支持多编码)
- [x] 完整的语法分析器(C++)
- [x] 完整的语义分析器(C++)
- [x] 类型系统
- [x] 符号表管理
- [x] 类型推导
- [x] AST定义
- [x] C3风格Result类型(C++)

### ✅ v0.3.0 - MLIR后端(已完成)

- [x] MLIR-AIR Dialect框架
- [x] MLIR生成器(MLIRGen)
- [x] MLIR降级到LLVM IR
- [x] LLVM后端实现
- [x] 优化器(Optimizer)
- [x] 代码生成器(CodeGenerator)
- [x] 链接器(Linker)
- [x] 调试信息生成(DebugInfo)
- [x] JIT编译器(JIT)
- [x] 编译缓存(Cache)
- [x] 结构体和枚举
- [x] 模式匹配(match语句)
- [x] for循环
- [x] 数组和切片

### ✅ v0.4.0 - 工具链完善(已完成)

- [x] 完整的编译器驱动程序
- [x] 多种输出格式支持
- [x] 丰富的优化选项
- [x] 目标平台支持
- [x] 高级链接选项
- [x] 目标管理器
- [x] 静态库和共享库支持

### ✅ v0.5.0 - 完整实现(已完成)

- [x] MLIR-AIR Dialect完整实现
- [x] LLVM IR完整生成
- [x] lld链接器完整集成
- [x] lldb调试器集成
- [x] 编译时执行(comptime)
- [x] 所有权系统
- [x] AZGC垃圾回收器
- [x] 标准库
- [x] 包管理器(az mod)

## 📦 核心模块

### 标准库模块

- `std.io` - 输入输出
- `std.string` - 字符串处理
- `std.math` - 数学运算
- `std.fs` - 文件系统操作
- `std.collections` - 集合类型
- `std.net` - 网络编程
- `std.async` - 异步编程
- `std.actor` - Actor模型

### az mod包管理器

az mod是AZ语言的官方包管理器,提供高效的依赖管理和workspace支持:

```bash
# 创建新项目
az mod init my-project

# 添加依赖
az mod add std@1.0.0

# 安装依赖
az mod install

# 构建项目
az mod build
```

## 📖 文档

- [快速入门](docs/guides/QUICKSTART.md) - 5分钟学会AZ
- [语言设计](docs/README.md) - 语言设计理念和特性
- [架构设计](docs/architecture/ARCHITECTURE.md) - 编译器架构详解
- [开发路线图](ROADMAP.md) - 未来计划
- [构建指南](BUILD.md) - 如何构建和运行az cl编译器
- [AST可视化](docs/AST_VISUALIZATION.md) - 如何可视化代码的抽象语法树

## 🤝 贡献

欢迎贡献代码、报告问题或提出建议!

1. Fork本项目: https://github.com/JuSanSuiYuan/az
2. 创建特性分支 (`git checkout -b feature/AmazingFeature`)
3. 提交更改 (`git commit -m 'Add some AmazingFeature'`)
4. 推送到分支 (`git push origin feature/AmazingFeature`)
5. 开启Pull Request

## 📝 许可证

本项目采用木兰宽松许可证2.0(Mulan Permissive License,Version 2)。详见 [LICENSE](LICENSE) 文件。

**用AZ,写出更安全、更高效的系统代码**

Made with ❤️ by [JuSanSuiYuan](https://github.com/JuSanSuiYuan)

[⭐ Star](https://github.com/JuSanSuiYuan/az) | [🐛 Report Bug](https://github.com/JuSanSuiYuan/az/issues) | [💡 Request Feature](https://github.com/JuSanSuiYuan/az/issues)

</div>

木兰宽松许可证, 第2版版权所有 (c) 2025 AZ语言项目木兰宽松许可证(Mulan Permissive License v2,简称MulanPubL-2.0)是免费软件许可证。您可以根据本许可证的条款分发和使用本软件。一、定义 1. "软件"是指根据本许可证分发的原始代码、二进制文件和相关文档。 2. "贡献者"是指根据本许可证分发软件的许可证持有人。 3. "衍生作品"是指基于软件或其衍生作品的任何作品,包括但不限于软件的修改、翻译、注释、汇编或其他改编。二、许可证授予每个贡献者根据本许可证的条款,授予您永久的、全球性的、免版税的、非独占的、不可撤销的版权许可证,以: 1. 使用、复制、修改、分发、公开展示、公演和执行软件; 2. 制作、使用、销售、提供销售、进口和以其他方式转让软件的副本; 3. 制作、使用、销售、提供销售、进口和以其他方式转让软件的衍生作品; 4. 根据软件许可证,分发软件或其衍生作品。三、免责声明和责任限制 1. 软件按"原样"提供,不提供任何形式的明示或暗示的保证,包括但不限于对适销性、特定用途适用性和非侵权的保证。 2. 在任何情况下,贡献者均不对因使用软件而引起的任何直接、间接、特殊、附带或后果性损害承担责任,即使已被告知可能发生此类损害。四、终止 1. 如果您未能遵守本许可证的任何条款,您的许可证将自动终止。 2. 如果您的许可证因任何原因终止,您必须立即销毁软件的所有副本。五、其他条款 1. 本许可证构成贡献者与您之间的完整协议,并取代所有先前的协议。 2. 本许可证受中华人民共和国法律管辖。 3. 如果本许可证的任何条款被认定为无效或不可执行,其余条款仍然有效。 4. 除非另有说明,否则本许可证中的标题仅为方便起见,不具有法律效力。六、如何应用许可证要将此许可证应用于您的软件,请在每个源文件中包含以下声明: 版权所有 (c) 2025 AZ语言项目根据木兰宽松许可证2.0(Mulan Permissive License,Version 2)获得许可; 除非遵守许可证,否则您不得使用此文件。您可以在以下位置获取许可证副本: https://license.coscl.org.cn/MulanPubL-2.0 THIS SOFTWARE IS PROVIDED ON AN "AS IS" BASIS, WITHOUT WARRANTIES OF ANY KIND, EITHER EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO NON-INFRINGEMENT, MERCHANTABILITY OR FIT FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the Mulan Permissive License for more details.