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20260608 MoonBit v0.10.0

· 阅读需 8 分钟

对应 moonc 版本：v0.10.0+84519ca0a

需要说明的是，本次月报介绍的是 MoonBit 0.10 版本。它可以看作是 1.0 正式版发布前的一次关键更新，我们正在围绕语言稳定性、工具链完善和生态体验做最后阶段的打磨。按照目前规划，MoonBit 预计将在今年第三季度发布 1.0 正式版，后续进展也会通过月报持续同步给大家。

语言更新​

  1. trait 和 impl 语法现在需要添加 fn 关键字：

    trait I {
  fn f(Self) -> Unit
//^^
}

impl I for Int with fn f(_) {}
//                  ^^

    这一改动主要是为了方便为 trait 添加多态方法支持。现有代码只需要运行 moon fmt 即可自动完成迁移。目前旧的、没有 fn 的语法依然支持。下个版本中旧语法将开始产生警告，并会在未来被移除。

    .mbtp 文件中的 impl 现在也需要强制添加 fn 关键字。

  2. 多态 trait 方法支持

    trait 中的方法现在可以有自己的类型参数了：

    trait Logger {
  fn[X : Show] write_object(Self, X) -> Unit
}

impl Logger for StringBuilder with fn write_object(self, x) {
  self.write_string(x.to_string())
}

    在实现一个多态的 trait 方法时，方法自身的类型参数无需显式标注。如果想要显式标注，需要将方法自身的类型参数标注在 fn 关键字后，而 impl 自身的类型参数依然标注在 impl 关键字后：

    trait Poly {
  fn[X] f(Self, X) -> Unit
}

impl[A] Poly for Array[A] with fn[X] f(self, x : X) {
//  ^^^ impl 的类型参数           ^^^ 方法的类型参数
  ...
}

  3. for .. in 循环支持状态变量的默认更新：

    for i in 0..<10; p1 = 1, p2 = 0; p1 = p1 + p2, p2 = p1 {
                              // ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
                              // 本次新增。语义和 `for` 循环的默认更新一致。
                              // 没有显式调用带参数的 `continue` 时，
                              // 每次循环结束后会根据这里的声明来更新循环变量的值
  println("fib#\{i + 1} = \{p1}")
}

  4. List comprehension 支持 for .. in 的额外循环变量：

    let fibs = [
  for _ in 0..<10
      p1 = 1, p2 = 0
      p1 = p1 + p2, p2 = p1 => {
    p1
  }
]

  5. 使用 list comprehension 构建 Iter 以外的类型时，list comprehension 内部可以包含副作用。例如 raise 和 async。

  6. 字符串插值改进

    • 之前的字符串插值会编译成字符串拼接，现在改为编译成高效的 StringBuilder 写入。例如 let r = "a\{b}c"：

      // 之前的编译结果
let r = "a" + b.to_string() + "c"

// 现在的编译结果
let r = {
  let builder = StringBuilder(size_hint=2)
  builder.write_string("a")
  builder.write(b)
  builder.write_string("c")
  builder.to_string()
}

    • 字符串插值 \{...} 内不再限制 {、}、" 的使用，字符串插值允许嵌套。

      let xs = ["cd", "ef"]
let r1 = "ab\{xs.join(";")}"
assert_eq(r1, "abcd;ef")

    • 字符串插值 \{...} 内支持嵌套匿名函数，这种情况会被特殊处理：

      let r = "a\{builder => builder.f()}"
// 相当于
let r = {
  let builder = StringBuilder()
  builder.write_string("a")
  (builder => builder.f())(builder)
  builder.to_string()
}

  7. 新增模板写入语法 lhs <+ rhs

    我们发现在 web 后端开发时，经常出现用缓冲区拼凑字符串的模式：

    fn render(
  style : String,
  li_class : String,
  items : Array[String],
) -> String {
  let buf = StringBuilder()
  // <ul prop=foo>
  buf..write_string("<ul prop=foo>")
  //   <li class="{li_style}">{item}</li>
  for item in items {
    buf..write_string("<li class=\"")
       ..write(li_class)
       ..write_string("\">")
       ..write(item)
       .write_string("</li>")
  }
  // </ul>
  buf.write("</ul>")
  buf.to_string()
}

    手动调用 StringBuilder::write_string 和 StringBuilder::write 非常繁琐。虽然这一场景也可以使用 HTML DSL 或者模板引擎代替，但它们会引入额外的内存分配和字符串替换开销。模板写入语法提供了一种更轻量、易读、零额外开销的解决方案，下面是使用新特性的等价代码：

    fn render(
  style : String,
  li_class : String,
  items : Array[String],
) -> String {
  let buf = StringBuilder()
  buf <+ "<ul prop=foo>"
  for item in items {
    buf <+ $|<li class="\{li_class}">\{item}</li>
  }
  buf <+ "</ul>"
  buf.to_string()
}

    对于 buf <+ "a\{b}"，它会直接被分解为 buf..write_string("a")..write(b)。

    操作符 <+ 右侧允许下面的表达式：

    • 字符串 "abc\{x}"

    • 多行字符串 #| multiline string...

    • 多行字符串插值 $| multiline string with \{x}

    • map 字面量 {"k1": v1, "k2": v2}

    操作符 <+ 左侧表达式的类型不要求是 StringBuilder，它可以是任意实现了下面方法的类型 T：

    • T::write_string(T, String)

    • T::write(T, X)

    • （可选）如果要支持写入 map 字面量，需要实现 T::write_object_begin(T)、T::write_object_field(T, String, X) 和 T::write_object_end(T)

    字符串插值 \{...} 的语法规则和普通字符串插值一致。

  8. 新增条件模板写入语法 lhs <? rhs

    在模板写入语法的基础上，写入可以带前置条件。这在 debug logging 等场景非常有用：我们希望程序在调试模式才输出 debug 信息，而正常模式下不会付出 logging 开销。下面的例子中，logger 类型为 Option[T]，调试模式下 logger 的值是 Some(...)，正常模式为 None。

    logger <? "[tag] message \{x}..."
// 等价于
if logger is Some(x) {
  x <+ "[tag] message \{x}..."
}

  9. 移除旧版 struct constructor 语法

    此前已经废弃的 fn new(..) 自定义构造器写法不再被支持，新的构造器写法统一为 fn Type::Type(..)。

  10. 弃用 try? 语法

    编译器检查时会给出迁移建议。

  11. 添加实验性内置 V128 类型

    目前它在 wasm/wasm-gc 后端会编译成 v128 类型；在生成 C 代码的 native 后端中，会在支持 NEON 的 Arm 架构上编译为 uint8x16_t，在支持 SSE2 的 x86 架构上编译为 __m128i。其他情况下会使用两个 uint64 进行模拟。以上内容不作 ABI 承诺，后续会通过标准库提供高效的 V128 操作。

工具链更新​

  1. 新的 MoonBit native 后端已经发布，并可通过 MOONBIT_NEW_NATIVE=1 环境变量试用，仅支持 macOS Apple Silicon；Linux 和 Windows 的支持将会逐步推出。

  2. 新增 moon test --profile 和 moon run --profile 功能。macOS 上会调用 xctrace 对 native 程序进行 profile，Linux 平台支持也已经完成。

  3. 新增 --diagnostics-limit 来限制 error 和 warning 数量，并减少失败时直接打印底层 moonc 命令带来的噪音。

  4. Wasm 后端的 println 已替换为基于 WASI 的实现。

  5. 实验性 moon runwasm 命令和 SKILL 市场

    使用 moon runwasm Yoorkin/cowsay -- hello 可以直接运行在 mooncakes.io 发布的、支持 Wasm target 的包。mooncakes.io 会自动为支持 Wasm 编译目标的包构建经过 wasm-opt 优化的 *.wasm，并将同目录的 SKILL.md 放在 mooncakes.io/skills 页面展示：

    mooncakes.io skills page

    moon runwasm example

  6. 默认使用 moon.mod 代替原 moon.mod.json

    moon.mod 已支持 supported_targets、preferred_target、readme、license、keywords、repository、description 等顶层字段；moon fmt 默认启用从 moon.mod.json 到 moon.mod 的迁移，遇到问题时可通过 NEW_MOON_MOD=0 关闭。

  7. moon add path/to/mod 的行为做了调整：再次添加已有依赖时只给出警告，不再隐式更新版本；需要更新时使用 moon add --upgrade path/to/mod。

  8. Native LSP 已成为默认 LSP，并且新增 moon.mod 和 moon.pkg 的 LSP 支持。

  9. 新增实验性的 moon cram test 命令，用于 MoonBit CLI 应用测试。该命令会首先使用 native 后端构建项目中的 CLI 程序，然后将它们放进 PATH 变量，之后运行 cram test。基本的使用例子请见 moonbit-community/cram_test_poc。

  10. 新增实验性的 moon run --profile 和 moon test --profile 工具，目前仅支持 macOS 和 Linux 平台下的 native 后端，会分别使用 xctrace 和 perf 进行 profile，并对结果中的符号进行 demangle。

标准库更新​

  1. moonbitlang/async 目前最新版本为 0.19.2，自上次月报（0.19.0）以来的主要更新如下：

    • 添加了监听文件系统变动的功能。可以通过 @fs.Watcher(..) 来监听某个目录下的所有子文件/子文件夹中的变动。目前 @fs.Watcher 仅提供了 wait_any 方法，暂不支持汇报具体的变动内容。汇报具体变动内容的功能将在未来添加。更多细节详见 @fs.Watcher 的文档。

    • 添加了 @raw_fd.RawFdStream 类型，该类型类似 @raw_fd.RawFd，但实现了 @io.Reader/@io.Writer。可以用于更方便地操作具有流式语义的 file descriptor。

    • 添加了 @async.Mutex 类型，可以用于在多个并行任务间进行同步。

    • 加入可选的 fd 泄漏检查，可通过 MOONBIT_ASYNC_CHECK_FD_LEAK=1 开启。开启后，如果程序忘记释放一些由 moonbitlang/async 管理的资源（例如文件），程序退出前会 abort 并提示有泄露问题。