ZIG - Il tipo Optional

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In Zig, un optional rappresenta un valore che può essere presente oppure assente in qualche modo può essere visto come l'equivalente di null in altri linguaggi, ma in modo type-safe. In pratica rappresentano un valore di un dato tipo T oppure null.

La definizione formale è molto semplice, basta anteporre un ? davanti al tipo di dato che vorremmo fosse contenuto nella variabile o nella costante che andamo a definire:

Quindi un tipo ?T è un union speciale con due stati:
-- null
-- un valore di tipo T

Il valore null è un singleton del tipo Null. Va evidenziato che il tipo ?T è distinto da T.
NB: gli Optional non sono da confondere con gli Error Union di cui parleremo un apposita sezione.

Come esempi pratici possiamo ad esempio scrivere cose tipo:

var x: ?i32 = 42; // optional con valore
var y: ?i32 = null; // optional vuoto

Vediamo un piccolo programma di prova:

Esempio 19.1

const std = @import("std");

pub fn main() !void {
    const x: ?i32 = 10;
    if (x) |v| {
        std.debug.print("Valore: {}\n", .{v});
    } else {
        std.debug.print("Null!\n", .{});
    }
}

In cui gestiamo in due casi in cui può trovarsi la costante x ovvero contenere un valore di tipo i32 oppure essere null.

Usare if-else è la strada più comune per estrarre e gestire il valore da un Optional. Un altro modo fa uso della keyword orelse:

Esempio 19.2

const std = @import("std");

pub fn main() !void {
    const a: ?i32 = null;
    const b = a orelse 30; // b = 30
    std.debug.print("valore  {}\n", .{b});
    const c: ?i32 = 20;
    const d = c orelse 40; // d = 20
    std.debug.print("valore  {}", .{d});
}

Con questo output:

valore 30 valore 20

In pratica una scrittura tipo:

const y = x orelse 0;

equivale a:

if x == null
usa 0
else
usa il valore di x

Come si può notare non ci sono complessi costruttori o altro, anzi, uno degli aspetti che rende gli Optional di Zig particolarmente eleganti è che si integrano direttamente nella sintassi del linguaggio (if, while, orelse, .?) invece di essere una libreria o un tipo speciale da manipolare con metodi. Questo permette di scrivere codice molto conciso, ma con la sicurezza di un controllo esplicito dell'assenza di valore.

Una particolarità è il cosiddetto unwrap forzato che genera un panic se il valore è null. Da usare solo in casi partciolari e se si è sicuri che il valore sia diverso da null, in pratica qualcuno dice che serve da allarme per situazioni imprevedibili:

const a: ?i32 = null;
const b = a orelse 42; // b = 42

Chiudiamo con una tabella riassuntiva che richiama anche l'argomento dei puntatori:

Concetto	Significato	Esempio
Optional	Valore T o null	?i32
Unwrap forzato	Panic se null	x.?
Default	Sostituisce null	x orelse 0
Optional pointer	Puntatore può essere null	?*T
Pointer to optional	Puntatore valido, contenuto opzionale	*?T