AtCoderのAPG4b(https://atcoder.jp/contests/APG4b)は初心者向けなので, Zigの入門に使ってみます.
AtCoderのZigは現在(2024/10/06)ではv0.10.1なので, 現行のv0.13.1(?)とちょっと違うっぽいです.

以下を主に参考にしています.

• Zig (https://ziglang.org/)
• Zig Language Reference(https://ziglang.org/documentation/0.10.1/)
• Zigのstdのドキュメント (https://ziglang.org/documentation/0.10.1/std/)

A問題 (Hello, world!を出力する)

提出

const std = @import("std");

pub fn main() !void {
    const stdout = std.io.getStdOut();
    try stdout.writer().print("Hello, world!\n", .{});
}

解説?

• const std = @import("std");
  • モジュールを名前付きで参照するみたいな?
  • @付きのものはbuiltin関数らしいです.
• pub fn main() !void { ... }
  • この中身が実行されるみたいです.
  • !voidはエラーになるかもみたいな感じです?
• std.io.getStdOut()
  • stdモジュールのioモジュールのstd.io.getStdOut()関数?
  • stdout定数はFile型らしい.
• stdout.writer().print(..., ...)
  • エラーになるかもしれないから, tryで受けるようです. (エラー伝播?)
  • printは2変数関数であり, print("Hello, {}\n", .{42})のように{}と第二引数を使うとCのprintfの様にできます.

感想

• モジュールの名前っぽいstdがZig言語の定数っぽい扱いされているっぽい気がしますね.
  • @import 関数でファイルを読み込んでいるっぽい?
• 出力は(今の所)簡単そうに見えますね.
  • フォーマット{}には下のようなものがあるそうです(他にも色々と...).
    • {s}(文字列)
    • {c}(ASCII文字)
    • {any}(全て?, 配列とか)
• 入力は...苦労しました(後述)
• 実行時間が0msです.
  • C言語並に速くてC言語より安全でC言語より面倒くさいって感じでしょうか.

ex1〜2

• ex1
  提出
• ex2
  提出

pub fn main() !void {
    const stdout = std.io.getStdOut();
    try stdout.writer().print("こんにちは\nAtCoder\n", .{});
}

• ASCIIではない"こんにちは"もちゃんと出力されている.

ex3

提出

    const n = 100;
    try stdout.writer().print("{}\n", .{n * (n + 1) / 2});

• format付きの出力ができるのは楽ですね.

ex4

提出

    const seconds_per_year = 365 * 24 * 60 * 60;
    const stdout = std.io.getStdOut();
    for ([_]i32{1, 2, 5, 10}) |y| {
        try stdout.writer().print("{}\n", .{y * seconds_per_year});
    }

• zig0.10.1ではfor文は括弧の中に配列を書いて, |y|の中の変数がその値になる感じですね.
  • zig0.13.1では(0..6)みたいな感じできるようです.
• [_]i32{...} は配列を作る記法で, コンパイル時に値が決まるなら [_] でサイズを自動にできるっぽいですね.

ex5

提出

// from https://zig.guide/standard-library/readers-and-writers/
fn nextLine(reader: anytype, buffer: []u8) !?[]const u8 {
    var line = (try reader.readUntilDelimiterOrEof(
        buffer,
        '\n',
    )) orelse return null;
    return line;
}

• https://zig.guide/standard-library/readers-and-writers/ から拝借したコード.
• reader と buffer を受け取り, line を返している.
  • !?[]const u8 が返り値の型である. めっちゃ驚いている.
  • ! は null を返すかもしれない.
  • ? はエラーを返すかもしれない.
  • 実行時に決まるわけではないのに const が付いている. const キーワードは何のためにあるのだろうか.
    • const なしでも動く上, 文字列を var で受け取れば変更できるので, const は配列を不変にするためなのだろう.
• この関数は reader.readUntilDelimiterOrEof という名は体を表しそうな関数で入力を delimiter か　EOF まで読み込んでそうである.
  • '\n' を変えたらスペースまで読み込めそうなので, nextSpace 関数も同様に定義できる.

    const stdin = std.io.getStdIn();
    var buf: [1024]u8 = undefined;
    const a = std.fmt.parseInt(usize, (try nextSpace(stdin.reader(), &buf)).?, 10) catch unreachable;
    const b = std.fmt.parseInt(usize, (try nextLine(stdin.reader(), &buf)).?, 10) catch unreachable;

    const stdout = std.io.getStdOut();
    try stdout.writer().print("{}\n", .{a + b});

• buf で u8 の配列を自分で確保する. 初期値が要らない場合は undefined を代入してOK.
• std.fmt.parseInt(T, s, base) で 文字列 s を base をベースに型 T に変換をするらしい.

• エラーは後ろに catch 何か でも処理可能?
  • おそらく, try は失敗したら上に伝播させるが, catch はその段階で処理できるのだろう?

• nextSpace と nextLine を使い分けているのは, 入力形式に依存しすぎているので, あんまり綺麗ではない.
  • 全ての文字列を読み込めば, std.mem.tokenize (zig0.13.1ではdeprecatedである.) を使って, " \t\n" で区切れば良さそうである.
• 後は a + b するだけである.
  • 入力の方が問題よりも難しそうなのである.

コントロールフローを隠さない シンプルな言語の片鱗を見ることができたようです.

ex6

提出

    const stdin = std.io.getStdIn();
    var buf: [1024]u8 = undefined;
    const a = std.fmt.parseInt(usize, (try nextSpace(stdin.reader(), &buf)).?, 10) catch unreachable;
    const op = ((try nextSpace(stdin.reader(), &buf)).?)[0];
    const b = std.fmt.parseInt(usize, (try nextLine(stdin.reader(), &buf)).?, 10) catch unreachable;

    // std.debug.print("{c}\n", .{op});

• std.debug.print(fmt, args) で標準エラー出力できます.
• const op = (読み込み)[0]; の [0] で値として取らないと, おかしなことになります...
  • おそらく, buf のポインタと読み込み関数 の返したポインタが同じ場所を指しているため, parseInt や [0] で値として受け取らないといけないのでしょう.

    var ans: usize = undefined;
    const stdout = std.io.getStdOut();
    if (op[0] == '+') {
        ans = a + b;
    } else if (op[0] == '-') {
        ans = a - b;
    } else if (op[0] == '*') {
        ans = a * b;
    } else if (op[0] == '/') {
        if (b == 0) {
            try stdout.writer().print("error\n", .{});
            return;
        }
        ans = a / b;
    } else {
        try stdout.writer().print("error\n", .{});
        return;
    }
    try stdout.writer().print("{}\n", .{ans});

• 条件分岐は if か switch でできます.
  • if, switch は式にもできます.
    • Rust っぽいですね.
• var ans: usize = undefined;
  • var で変数宣言する際に初期値を, コンパイル時に型が分かる必要があるらしいです.
  • var ans = @as(usize, 0); でもコンパイルが通ります... 素直に型宣言(: type)した方が良いでしょう.
• a / b
  • usize の場合は整数除算が / でできます.
  • i32, u64 などの場合は @divFloor 関数を使う必要があります.

ex7

提出

    const a = true;
    const b = false;
    const c = true;

• bool 型があり, 値は true か false です.

    if ((!a) and b) {
        try stdout.writer().print("Bo", .{});
    } else if ((!b) or c) {
        try stdout.writer().print("Co", .{});
    }

• 論理積は and, 論理和は or です.
  • 短絡評価なので, 右の値が評価されないことがあります.
• 否定は ! です.
• 優先度は知りません. (ドキュメントにも書いてない? → Precedence)