YaoXiang（爻象）编程语言

AI辅助的编译器开发探索。

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简介

YaoXiang（爻象）是一门正在积极开发中的实验性编程语言，旨在探索类型论、所有权模型和自然语法的融合。

项目状态：实验验证阶段 这是一个用于学习编译器开发的研究项目。实现不完整且不适用于生产环境。

核心设计目标

目标	描述
一切皆类型	值、函数、模块、泛型都是类型；类型是一等公民
统一语法	一切皆 name: type = value——一个规则覆盖所有声明
自然语法	Python 般的可读性，接近自然语言
所有权模型	Move 语义 + 借用令牌 + ref 共享——无 GC，无生命周期标注
并发模型	同步语法，异步本质（设计阶段，未实现）
值依赖类型	类型可依赖值，支持编译期维度验证

代码示例

# ═══════════ 类型定义（统一语法：name: type = value）═══════════

# 记录类型
Point: Type = {
    x: Float,
    y: Float,
}

# 泛型类型
Option: (T: Type) -> Type = {
    some: (T) -> Self,
    none: () -> Self,
}

# 接口（字段全为函数类型的记录）
Drawable: Type = {
    draw: (Surface) -> Void,
}

# ═══════════ 函数 ═══════════

add: (a: Int, b: Int) -> Int = a + b

# 泛型函数
map: (T: Type, R: Type) -> ((list: List(T), f: (x: T) -> R) -> List(R)) = ...

# ═══════════ 所有权模型 ═══════════

# Move（默认）：零拷贝所有权转移
p1 = Point(1.0, 2.0)
p2 = p1              # Move，p1 不可再读

# &T / &mut T 借用令牌：零成本编译期访问权限
p2.print()           # 编译器自动创建 &Point 令牌
p2.shift(1.0, 1.0)  # 编译器自动创建 &mut Point 令牌

# ref：共享持有（编译器自动选 Rc 或 Arc）
shared = ref p2      # 跨作用域共享

# clone()：显式深拷贝
backup = p2.clone()

# ═══════════ 方法定义 ═══════════

Point.draw: (self: &Point, surface: Surface) -> Void = {
    surface.plot(self.x, self.y)
}

Point.shift: (self: &mut Point, dx: Float, dy: Float) -> Void = {
    self.x = self.x + dx
    self.y = self.y + dy
}

# ═══════════ 入口点 ═══════════

main: () -> Void = {
    print("Hello, YaoXiang!")
}

类型系统

统一语法模型

YaoXiang 只有一种声明形式：identifier : type = expression

概念	写法
变量	x: Int = 42
函数	add: (a: Int, b: Int) -> Int = a + b
记录类型	Point: Type = { x: Float, y: Float }
接口	Drawable: Type = { draw: (Surface) -> Void }
泛型类型	List: (T: Type) -> Type = { data: Array(T), length: Int }
方法	Point.draw: (self: &Point, s: Surface) -> Void = ...

没有 fn、struct、trait、impl 关键字。 Type 是语言中唯一的元类型关键字。

详见 RFC-010：统一类型语法。

泛型与值依赖类型

YaoXiang 的泛型系统支持类型依赖值，允许在编译期进行维度验证：

# 矩阵类型：维度在编译期确定
Matrix: (T: Type, Rows: Int, Cols: Int) -> Type = {
    data: Array(Array(T, Cols), Rows),
}

# 编译期计算：factorial(3) = 6
vec: Vec(factorial(3)) = Vec(6)()

# 编译期维度验证：维度不匹配在编译期捕获
# multiply(matrix_2x3, matrix_4x2)  # 编译错误：3 != 4

详见 RFC-011：泛型系统设计。

安装与构建

# 克隆项目
git clone https://github.com/yaoxiang-lang/yaoxiang.git
cd yaoxiang

# 一键安装 Z3 依赖（纯 Rust，自动下载预编译包）
cd tools/setup-z3 && cargo run && cd ../..

# 构建
cargo build

# 运行测试
cargo test

# 尝试示例
cargo run --example hello

Z3 是编译器的 SMT 求解模块，用于编译期谓词证明（RFC-027）。tools/setup-z3 自动从 GitHub Releases 下载对应平台的预编译包到 .z3/，写入 .cargo/config.toml。首次运行后 cargo build 即可直接构建。详见 RFC-027。

开发环境配置

我们使用 pre-commit 在提交前运行项目检查（跨平台）。仓库包含 .pre-commit-config.yaml，运行 cargo fmt 和 cargo clippy。

推荐安装方式（使用 pipx，避免污染全局 site-packages）：

python3 -m pip install --user pipx
python3 -m pipx ensurepath
pipx install pre-commit
pre-commit install

快速安装（不使用 pipx）：

python -m pip install --user pre-commit
pre-commit install

本地运行检查：

pre-commit run --all-files

与现有语言的对比

⚠️ YaoXiang 处于实验阶段，以下"当前"列反映真实状态，"目标"列是设计方向。

维度	YaoXiang 当前	YaoXiang 目标	Rust	Python	Go	Java	TypeScript
生产就绪	❌ 实验阶段	✅ 稳定发布	✅	✅	✅	✅	✅
类型安全	🚧 精化类型 编译期证明	✅ 精化类型 编译期证明	✅	❌ 动态	❌ 弱	✅ 强	🚧 有逃逸
运行时性能	🚧 未测量	✅ 接近 Rust	✅	❌ 慢	✅ 快	✅ 快	❌ 慢
学习曲线	🚧 待验证	✅ 平滑	❌ 陡峭	✅ 平滑	✅ 平滑	✅ 中等	✅ 中等
开发体验	🚧 基础 LSP	✅ 完善	✅ rust-analyzer	✅ 成熟	✅ 成熟	✅ 成熟	✅ 成熟
包管理/生态	❌ 无	✅ 统一包管理中心	✅ crates.io	✅ PyPI	✅ 标准库	✅ Maven	✅ npm
内存管理	✅ 所有权模型	✅ 低成本所有权	✅ 所有权	❌ GC	❌ GC	❌ GC	❌ GC
并发编程	🚧 设计中	✅ 安全并发	✅ Send+Sync	❌ GIL	✅ goroutine	🚧 线程模型	❌ 单线程
编译速度	🚧 快速检查/new	💥极其慢（编译期证明）/增量编译优化	💥慢/增量编译优化	✅ 无编译	✅ 快速	✅ 快速	🚧 tsc慢
启动速度	🚧 解释器初始化+JIT等待	✅ 解释器模式/AOT双模式	✅ 无预热	🚧 解释器初始化+JIT等待	✅ 无预热	❌ JVM预热	🚧 解释器初始化+JIT等待
泛型/多态	🚧 基础实现	✅ 完整泛型	✅ trait 系统	✅ 鸭子类型	❌ 无	✅ 擦除式	✅ 结构化

核心 RFC

RFC	标题	描述
RFC-009	所有权模型	Move + 借用令牌 + ref——无 GC，无生命周期
RFC-010	统一类型语法	一切皆 name: type = value
RFC-011	泛型系统	值依赖类型，零成本抽象

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贡献

欢迎贡献！请阅读 贡献指南。

社区

• GitHub Issues：功能建议、问题报告
• Discussions：讨论交流

许可

本项目采用 MIT 许可证，详见 LICENSE。

致谢

YaoXiang 的设计灵感来自以下项目和语言：

• Rust — 所有权模型、零成本抽象
• Python — 语法风格、可读性
• Idris/Agda — 依赖类型、类型驱动开发
• TypeScript — 类型注解、运行时类型
• MoonBit — AI 友好设计

没错，目前还是个实验性项目

想喷之前，可以先看看这个：

• 爻象设计宣言 WTF 版 — DeepSeek 锐评

「道生一，一生二，二生三，三生万物。」 ——《道德经》

类型如道，万物皆由此生。

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