Lenguaje de programación C3

• Un lenguaje evolutivo que hereda la sintaxis y la semántica de C mientras refuerza la seguridad y la facilidad de uso, manteniendo un entorno familiar para desarrolladores de C existentes
• Ofrece compatibilidad completa con el ABI de C, por lo que puede integrarse de inmediato en proyectos de C/C++; existe un caso donde parte del código de vkQuake fue convertida a C3 y compilada con el compilador c3c
• Sistema de módulos, sobrecarga de operadores, macros en tiempo de compilación y más para mejorar la estructura y la expresividad del código
• Incluye funciones modernas como programación por contratos (Gradual Contracts), manejo de errores sin sobrecarga, reflexión en tiempo de ejecución y en tiempo de compilación
• En modo debug, proporciona automáticamente verificaciones de seguridad y stack traces detallados, lo que favorece la detección de bugs y la estabilidad

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Resumen de C3

• C3 es un lenguaje de programación desarrollado a partir de la sintaxis (syntax) y la semántica (semantics) del lenguaje C
  • Su objetivo es evolucionar el lenguaje manteniendo una forma familiar para los programadores de C existentes
• Soporta sobrecarga de operadores precisa y orientada a objetivos
  • Permite expresar de forma natural vectores, matrices y operaciones de punto fijo sin la estructura compleja de sobrecarga de C++
• Soporta programación por contratos, lo que permite declarar restricciones en tiempo de ejecución y en tiempo de compilación
  • Refuerza la estabilidad del código y la consistencia de las especificaciones
• Combina las ventajas del manejo de errores basado en Result y las excepciones (exception)
  • Ofrece una estructura de gestión de errores que se integra de forma natural con código C
• Soporta introspección de tipos (type introspection) tanto en tiempo de compilación como en tiempo de ejecución
• Ensamblador en línea: permite escribir ensamblador como si fuera código normal, sin cadenas ni restricciones complejas
• En modo debug, inserta automáticamente verificaciones de límites (bound checks) y verificaciones de valores (value checks) en tiempo de ejecución
• La biblioteca estándar de C3 ofrece por defecto stack traces detallados en builds de depuración
  • Permite identificar la ubicación concreta del error en lugar de un simple “segmentation fault”

Ergonomía y seguridad

• Mediante Optionals, ofrece seguridad en el manejo de errores y de null
• Con la sintaxis defer, soporta automatización de limpieza de recursos
• Con slices y foreach, permite iteración segura
• Con contracts basados en comentarios, permite declarar restricciones del código
• En el contexto @pool, soporta liberación automática de memoria

Rendimiento por defecto

• Permite control a nivel de hardware escribiendo directamente vectores SIMD
• Soporta ajuste fino del rendimiento con varias opciones de asignadores de memoria
• Adopta un diseño de manejo de errores sin sobrecarga
• Aprovecha tiempos de compilación rápidos y optimización con backend LLVM
• Ofrece ensamblador en línea fácil de usar

Biblioteca estándar con todo incluido

• Proporciona estructuras de datos estándar, incluyendo contenedores dinámicos y cadenas
• Garantiza portabilidad entre plataformas mediante abstracciones multiplataforma
• Permite acceso nativo a la plataforma cuando es necesario

Aprovecha bibliotecas existentes de C o C++

• C3 es totalmente compatible con el ABI de C, por lo que no se necesitan “tipos compatibles con C” ni declaraciones de función separadas
• Es posible enlazar código C desde C3, y también enlazar código C3 desde C

Los módulos son simples

• Sistema de módulos simple e intuitivo
  • La configuración predeterminada está organizada de forma razonable y no interrumpe el flujo de desarrollo
• Proporciona gestión de espacios de nombres mediante módulos
• Simplifica la estructura de encapsulación con control explícito
• Las interfaces permiten definir comportamiento compartido
• Ofrece la función de generic modules, que permite implementar la creación de tipos genéricos de forma simple y clara
• Soporta reutilización estructural mediante subtipado de structs

Macros sin un PhD

• Las macros en tiempo de compilación pueden escribirse con una forma similar a las funciones normales
• Soporta macros conscientes de tipos que entienden la información de tipo del código
• Ofrece generación de código más clara y potente que el preprocesador de C

[kayws426]

Están saliendo de muchas formas. LONG LIVE C-LANG !!!
Pero si después sale c4, ¿tendrá una popularidad verdaderamente explosiva...?

[bus710]

Como Zig trae cambios incompatibles cada año, aunque me gusta el lenguaje, ya no me dan ganas de usarlo. En cambio, viendo la introducción de C3, en general se siente como una mezcla de C + Go, así que parece cómodo de leer y escribir, y da la impresión de que habrá mucho menos estrés con las actualizaciones de versión.

[mhcoma]

También aportando un poco de apoyo... lo he estado usando recientemente y es divertido.
Me gusta porque da la sensación de que solo intenta mejorar los puntos incómodos de C.
La documentación oficial todavía se siente algo inmadura
(para averiguar una u otra función, muchas veces termina descrita en lugares totalmente inesperados...)

[GN⁺]

Opiniones de Hacker News

• Me gusta la dirección sobria de la filosofía de diseño de C3
  No impone un modelo de memoria nuevo ni intenta convertirse en C++
  En especial, gracias a su compatibilidad ABI completa, puedes mezclar archivos de C3 directamente en sistemas de build de C ya existentes sin tener que escribir bindings
  Aplaudo la visión de su mantenedor, que busca evolución en vez de revolución
  Parece un lenguaje recomendable para aprender un fin de semana. Se siente más moderno que C99, pero familiar
  • Me pregunto si se pueden escribir bibliotecas en C3 y exportar símbolos para usarlos desde bindings
    La razón por la que no logro abandonar por completo C es por cstring y los punteros no liberados
  • Dudo que la compatibilidad ABI completa sea realmente tan importante
    C en sí no es tanto un lenguaje peligroso; lo peligroso son las implementaciones y la ABI
    Si aplicas fat pointers, mejoras a varargs, UBSan, MTE, etc., queda bastante bien
• Me surgió una duda al leer la sección Contracts de la documentación oficial de C3
  Si el compilador no tiene que verificar necesariamente los contratos, y al violarlos puede producirse comportamiento indefinido, no sé bien cómo confiar en esto y usarlo
  Es una función interesante, pero se ve algo riesgosa
  • Los contratos son invariantes que expresan “condiciones que siempre deben cumplirse”
    Puedes ignorarlos, verificarlos en runtime, o asumir que siempre son ciertos y aprovecharlos para optimización
    Por ejemplo, puedes validar la validez de un puntero y dejar una condición como “la entrada debe ser impar” solo como suposición
  • Los contratos son un medio para expresar la intención de forma estandarizada
    Los equipos grandes pueden hacerlos obligatorios, y herramientas como Visual Studio pueden solo mostrar advertencias y permitir un aprendizaje gradual
  • Las tres frases del documento significan, respectivamente:
    1. el compilador no tiene por qué usar los contratos obligatoriamente
    2. al violarlos puede haber comportamiento indefinido
    3. en modo seguro se verifican con asserts en runtime
       Es decir, puedes activarlos durante el desarrollo y desactivarlos al desplegar para que no afecten el rendimiento
  • Al final, es una forma de expresar explícitamente en el código las optimizaciones basadas en suposiciones que el compilador ya hace
  • Entiendo los contratos como restricciones suaves para expresar “condiciones a las que casi nunca se llegará”
    Las condiciones que sí deben comprobarse obligatoriamente hay que manejarlas directamente con código dentro de la función
• Hay más detalles en el repositorio de C3 en GitHub
  Entre sus diferencias con C están la ausencia de archivos de encabezado, namespaces basados en módulos, slices, sobrecarga de operadores, módulos genéricos, manejo de errores basado en Result y verificaciones en runtime en modo seguro
  • Las funciones son buenas, pero la composición se siente algo desequilibrada
    Personalmente, echo de menos la sobrecarga de funciones, parámetros por defecto y retorno de tuplas
• En C3 es confuso que a Result o Expected se le llame Optional
  No debería significar “T o vacío”, sino “T o E”, así que el nombre parece incorrecto
  Enlace a la documentación relacionada
  • El Optional de C3 no es lo mismo que Option<T> o Result<T, E>
    El tipo de error está limitado a un único código entero, lo que encaja muy bien con la filosofía de “evolución, no revolución”
    La sintaxis type? también es intuitiva
  • En el código no se usa directamente la palabra “Optional”
    Es un diseño que mantiene el significado de C mientras reduce la carga de los out param
  • No me gusta mucho cambiar arbitrariamente el nombre de conceptos, pero si solo vas a soportar uno de los dos, Optional es el nombre más claro
    Result ya tiene el significado común de valor de retorno, así que podría generar confusión
  • Aun así, “Option” o “Maybe” significan otra cosa, así que creo que “Result” o “Either” serían más apropiados
• Tsoding tiene un video de más de 30 horas de livestream programando en C3
  Playlist de YouTube
• He interactuado con los desarrolladores de C3, Odin y Zig
  Me impresionó que, más que competir entre sí, las tres lenguas mantienen una relación donde comparten y aprenden de sus trade-offs
  • Me pregunto cuál de esos lenguajes sería el más razonable en entornos embebidos
  • Dicen que no es competencia sino aprendizaje, pero igual da la impresión de que al final es competencia expresada con cortesía
• Al revisar la documentación resolví dos dudas
  1. está basado en LLVM, así que tiene alta portabilidad
  2. no soporta tagged enum
     En cambio, añade funciones como macros y reflexión
  • Creo que las tagged union son ineficientes en lenguajes de sistemas
    Ocupan memoria equivalente al tipo más grande y desplazan el flujo hacia verificaciones de tipo en runtime, con lo que se pierde la ventaja de un lenguaje con tipado estático
    Me parece mejor implementarlas manualmente cuando hagan falta
• Me pregunto en qué momento realmente vale la pena crear un lenguaje nuevo
  He implementado por mi cuenta genéricos, slices y propagación de errores en C, pero hacer un compilador es demasiado complejo
  Por eso alterno entre variantes de C y Go
  • Gracias a LLVM, hacer un lenguaje de la familia “mejor C” es más fácil de lo que parece
    La barrera de entrada es tan baja que incluso podrías hacer un prototipo en un solo día
  • Crear un lenguaje siempre vale la pena
    Es la única forma de volver realidad un nuevo paradigma
    Como un lenguaje tiene que coordinar sintaxis, biblioteca estándar, tooling y runtime, es difícil, pero por eso mismo su impacto en el futuro es grande
  • C3 originalmente es un proyecto que Christoffer comenzó por su cuenta después de contribuir a C2 y frustrarse con la lentitud del desarrollo
    Gracias a LLVM pudo crear un compilador nuevo por sí mismo
  • El valor de un lenguaje está en crear un entendimiento compartido con otras personas
    Una variante de C usada en solitario está bien, pero para colaborar con otros o usar bibliotecas externas hace falta un lenguaje común
• Al principio pensé que sería un lenguaje simple, pero me sorprendió su lista de funciones bastante amplia
  Y me parece simpático e ingenioso que a las excepciones las llame “Excuses”
• Creo que este tipo de sitio web debería ser el modelo para las páginas de lenguajes de programación
  • En cambio, a mí el diseño me pareció infantil y amateur
    En especial, que haya un enlace a Discord en la navegación refuerza esa impresión