Mempelajari C3

• C3 berbasis bahasa C dan menyediakan fitur tingkat lanjut seperti modul, operator overloading, generics, dan eksekusi saat waktu kompilasi
• Sambil mempertahankan sintaks C yang familier, bahasa ini dilengkapi sintaks yang meningkatkan produktivitas dan stabilitas seperti penanganan error, defer, dan foreach
• Dengan diperkenalkannya kontrak deklaratif (contracts) serta optional type dan mekanisme penanganan error, keamanan dan kejelasan meningkat
• Didukung lingkungan pengembangan yang praktis seperti pustaka standar dan integrasi sistem build, serta alokasi memori sementara
• Dalam build, pembuatan proyek, dan struktur kode, ada kemiripan dengan bahasa Zig, sehingga terlihat adanya eksperimen desain bahasa baru

---

Ikhtisar dan Fitur C3

Apa itu C3?

• C3 adalah bahasa yang dibangun di atas bahasa C, mempertahankan sintaks yang familier sambil menyediakan fitur-fitur yang sulit dicapai di C seperti sistem modul, operator overloading, generics, eksekusi saat waktu kompilasi, penanganan error, defer, value methods, contracts bertahap, slices, foreach, dan dukungan tipe dinamis
• Struktur modul berbasis namespace mencegah benturan nama (menggunakan namespace imperatif seperti abc::Context)
• Tujuan utamanya adalah meningkatkan produktivitas dan menyediakan fitur pemrograman sistem modern dengan aman

Karakteristik bahasa

Contoh Hello World

• Secara sintaks mirip dengan C
• Deklarasi fungsi harus secara eksplisit menggunakan keyword fn
• Fungsi pustaka standar seperti I/O sangat kuat dan dapat langsung mencetak berbagai tipe

Loop foreach

• Berbeda dari C, sintaks foreach didukung secara bawaan
• Untuk iterasi melalui referensi, tambahkan & di depan nama variabel (fitur tingkat lanjut)
• Mendukung break dan continue, mirip foreach di bahasa lain

Loop while

• Sebelum C99, deklarasi tidak bisa ditulis di dalam kondisi while, tetapi di C3 deklarasi internal dimungkinkan

enum dan switch

• switch mendukung break implisit (campuran break implisit/eksplisit bisa menimbulkan pro dan kontra)
• Keyword nextcase menyediakan perpindahan case yang jelas (mempermudah implementasi jump table)
• Alur switch-case yang rumit di bahasa seperti Zig dan C bisa dikendalikan dengan lebih ringkas

Keyword defer

• Saat scope berakhir, pernyataan yang dijadwalkan dengan defer dijalankan dalam urutan terbalik, sehingga pembersihan resource lebih aman
• Pemanfaatan defer yang dipadukan dengan catch dan try (mengendalikan alur penanganan error)

struct dan union

• Di dalam struct diperbolehkan sub-struct/union bernama maupun anonim, sehingga mudah merancang pola tagged union
• Perbedaan antara anonim (duplikasi field dengan nama yang sama) dan benturan nama dijelaskan secara ketat

Mekanisme penanganan error

• Tanda ? mendukung optional type, menggabungkan error dan opsi nilai untuk meningkatkan kenyamanan
• Keyword catch memungkinkan percabangan untuk state kosong (tanpa Optional) / error
• Dibanding Rust dan Zig, pemisahan antara error dan nilai opsional lebih lemah (kelebihan: sederhana, kekurangan: tujuan menjadi kurang jelas)
• Operator ! (rethrow) dapat digunakan untuk meneruskan exception

Contracts

• Kondisi sebelum/sesudah fungsi (Require/Ensure) ditulis di antara <* .. *> (kondisi diperiksa saat kompilasi)
• Mendukung analisis fold saat waktu kompilasi (analisis statis belum diimplementasikan)

Method pada struct

• Method terkait dibentuk dengan penulisan tipe + titik (Foo.next), dengan namespace tersedia (termasuk untuk primitive)
• Method diperbolehkan pada semua tipe seperti struct/union/enum

Makro

• Makro berbasis evaluasi saat waktu kompilasi (keyword macro)
• $ dipakai untuk parameter waktu kompilasi, # untuk meneruskan sebelum evaluasi
• Bergaya C (meminimalkan masalah makro yang saling terjerat, menekankan stabilitas AST, pemeriksaan prefiks @, dll.)
• Refleksi tipe dan eksekusi waktu kompilasi ditangani lewat makro

Properti tipe

• alignof, kindof, extnameof, sizeof, typeid, methodsof, has_tagof, tagof, is_eq, is_ordered, is_substruct dll.
• Cocok untuk metaprogramming dan refleksi

Literal Base64/Hex

• Urutan byte dapat dideklarasikan langsung dalam bentuk b64"..." dan x"..."
• Kebutuhannya bisa digantikan oleh makro bawaan $embed (dalam praktiknya jarang dipakai)

Tipe primitif

• Berbagai tipe dasar seperti int, uint, char (selalu unsigned), bool, float, int128/uint128
• Tipe terpisah untuk pointer/ukuran seperti iptr, uptr, isz, usz (sedikit kurang intuitif)
• Berbeda dari C, ukuran bit dijamin

Lainnya

• Dilengkapi set fitur yang luas seperti operator overloading, subtyping struct, generics, runtime dispatch, tipe any, dan bitfield struct (bitstructs)

Praktik: Pengalaman mencoba C3

Instalasi C3

• Mendukung dua cara: binary prebuilt dari situs resmi atau build langsung dari source
• Perlu memasang LLVM dan LLD (jika ada masalah linking, gunakan flag CMake -DLLVM_DIR dan -DLLD_DIR)
• Karena beberapa distro tidak menyertakan pustaka LLD, disarankan mengunduh binary secara langsung
• Compiler C3 memerlukan dependensi libtinfo

Membuat proyek

• Perintah c3c init membuat struktur folder standar (LICENSE/README.md/project.json/src dll.)
• Menyusun fondasi proyek seperti Bluild, target build, dan konfigurasi source (mirip Zig dan Cargo)
• File main.c3 bawaan sangat ringkas (pendapat: cocok untuk pengguna baru)

Membuat kalkulator

Desain dan tujuan

• Menerapkan Recursive Descent Parser dan logika inti kalkulator sambil mempraktikkan berbagai sintaks C3 seperti fungsi, I/O, manajemen memori, dan loop
• Tujuannya memahami langsung sisi unggul dan sisi kurang nyaman seperti intuitivitas sintaks dan produktivitas dalam praktik

Pemrosesan input

• Menggunakan allocator sementara (tmem) dengan @pool, dan memori dibebaskan otomatis saat scope berakhir (arena allocator)
• Mendukung tmem (sementara) dan mem (umum) sebagai mekanisme manajemen memori standar, dengan pola pengoper allocator per fungsi (menggabungkan kelebihan Zig dan C)
• Fungsi main wajib secara eksplisit menyatakan nilai balik (dipaksa oleh compiler)
• Fungsi yang aman meski nilai baliknya diabaikan diberi atribut @maydiscard (mencegah pengabaian yang sembrono)

Implementasi tokenizer

• Memecah input pengguna menjadi daftar token
• Memanfaatkan berbagai kontrol alur seperti List dari pustaka standar C3, sintaks foreach, dan switch-case (gabungan nextcase, break implisit/eksplisit)
• Ada kebingungan terkait sintaks slice (indeks kedua ujung sama-sama inklusif) dan slice panjang 0 (ada sintaks terpisah untuk menentukan panjang)
• Penggunaan campuran allocator sementara/umum menunjukkan transparansi dan fleksibilitas dalam manajemen memori, lebih unggul dibanding beberapa bahasa lain seperti Rust

Implementasi parser

• Catatan pengalaman menulis parser secara langsung (diabaikan)

Kesimpulan dan pendapat umum

• C3 mengejar titik temu antara bahasa sistem tradisional dan desain modern
• Bahasa ini dirancang dengan mempelajari Zig, Rust, dan C, sebagai bahasa yang menyeimbangkan performa dan stabilitas kode
• Berbagai fitur menonjol seperti modularitas, penanganan memori/error/contracts yang aman, metaprogramming yang kuat, dan sistem build yang intuitif
• Kurva belajar relatif bisa dimasuki secara bertahap bagi yang sudah berpengalaman dengan C
• Ekosistem seperti language server dan IDE masih belum matang, dan beberapa sintaks masih memecah selera sehingga perlu perbaikan
• Layak diperhatikan sebagai bahasa alternatif generasi berikutnya untuk pengembangan low-level/sistem di dunia kerja