标准库索引（地图）

概述

在构建了针对 WASI 和原生平台的可移植应用程序之后，第42章 你现在站在 Zig 标准库的门槛上——这是一个精心策划的集合，包含大约 70 个顶层模块和 30 多个目录，涵盖数据结构、I/O、加密、压缩和编译器内部结构。std.zig

本章作为你的地图：一个导航索引，帮助你在版本 0.15.2 的 zig/lib/std/ 中定位，显示在哪里找到功能以及库分类如何与后续深入章节对齐。

与教程章节不同，这是一个参考指南——没有代码示例，只有组织好的指针。使用它可以快速定位模块，理解标准库的分类法，并跳转到第44-52章的详细处理。第44章 将其视为 Zig "包含电池" 哲学的目录。

学习目标

• 自信地导航zig/lib/std/的物理布局，区分顶层文件与子目录。std
• 识别哪些标准库组件处理集合、I/O、格式化、压缩、时间、进程和调试功能。44
• 识别模块的文件系统路径与其导入名称之间的关系（例如，std.ArrayList映射到array_list.zig）。array_list.zig
• 使用此索引作为跳板进入详细API章节，而不会迷失在100多个源文件中。44

标准库概览

标准库作为Zig编译器安装的一部分提供，位于zig/lib/std/。其根目录包含大约：

• 70个文件提供独立模块（例如，array_list.zig、json.zig、log.zig）
• 30多个子目录分组相关功能（例如，crypto/、compress/、fs/、math/）
• 1个入口点：std.zig，重新导出公共API表面

当你编写@import("std")时，编译器加载std.zig，然后为每个公共符号执行pub const ArrayList = @import("array_list.zig")及类似操作。这种扁平命名空间设计意味着std.ArrayList和std.json位于同一级别，即使某些实现在子目录中跨越多个文件。

目录树（选择性视图）

以下是显示关键目录和代表性文件的ASCII树。这不是详尽的（某些目录包含20多个文件），但它突出显示了用于定位的地标。

std/ ──► Build/ ──► Cache.zig, Fuzz.zig, Module.zig, Step.zig, Watch.zig, WebServer.zig, abi.zig
           │
           ├──► Cache/ ──► DepTokenizer.zig, Directory.zig, Path.zig
           │
           ├──► Step/  ──► CheckFile.zig, CheckObject.zig, Compile.zig, ConfigHeader.zig, Fail.zig,
           │              Fmt.zig, InstallArtifact.zig, InstallDir.zig, InstallFile.zig, ObjCopy.zig,
           │              Options.zig, RemoveDir.zig, Run.zig, TranslateC.zig, UpdateSourceFiles.zig, WriteFile.zig
           │
           └──► Watch/ ──► FsEvents.zig

       └──► Io/ ──► DeprecatedReader.zig, DeprecatedWriter.zig, Reader.zig, Writer.zig, counting_reader.zig
           │
           ├──► fixed_buffer_stream.zig, test.zig, tty.zig
           │
           └──► Reader/ ──► Limited.zig, test.zig

       └──► Random/ ──► Ascon.zig, ChaCha.zig, Isaac64.zig, Pcg.zig, RomuTrio.zig, Sfc64.zig, SplitMix64.zig
           │
           ├──► Xoroshiro128.zig, Xoshiro256.zig, benchmark.zig, test.zig, ziggurat.zig

       └──► Target/ ──► Query.zig, aarch64.zig, amdgcn.zig, arc.zig, arm.zig, avr.zig, bpf.zig, csky.zig
           │
           ├──► generic.zig, hexagon.zig, lanai.zig, loongarch.zig, m68k.zig, mips.zig, msp430.zig
           │
           ├──► nvptx.zig, powerpc.zig, propeller.zig, riscv.zig, s390x.zig, sparc.zig, spirv.zig
           │
           ├──► ve.zig, wasm.zig, x86.zig, xcore.zig, xtensa.zig

       └──► Thread/ ──► Condition.zig, Futex.zig, Pool.zig, ResetEvent.zig, RwLock.zig, Semaphore.zig, WaitGroup.zig
           │
           ├──► Mutex/ ──► Recursive.zig
           │
           └──► Mutex.zig

       └──► builtin/ ──► assembly.zig

       └──► c/ ──► darwin.zig, dragonfly.zig, freebsd.zig, haiku.zig, netbsd.zig, openbsd.zig, serenity.zig, solaris.zig

       └──► compress/ ──► flate.zig, lzma.zig, lzma2.zig, xz.zig, zstd.zig
           │
           ├──► flate/ ──► BlockWriter.zig, Compress.zig, Decompress.zig, HuffmanEncoder.zig, Lookup.zig, Token.zig, testdata/
           │
           ├──► lzma/  ──► decode/, decode.zig, test.zig, testdata/, vec2d.zig
           │
           ├──► lzma2/ ──► decode.zig
           │
           ├──► xz/    ──► block.zig, test.zig, testdata/
           │
           └──► zstd/  ──► Decompress.zig

       └──► crypto/ ──► Certificate.zig, Sha1.zig, aegis.zig, aes.zig, aes_gcm.zig, aes_ocb.zig, argon2.zig, ascon.zig, bcrypt.zig
           │
           ├──► benchmark.zig, blake2.zig, blake3.zig, chacha20.zig, cmac.zig, codecs.zig, ecdsa.zig, errors.zig, ff.zig
           │
           ├──► ghash_polyval.zig, hash_composition.zig, hkdf.zig, hmac.zig, isap.zig, keccak_p.zig, md5.zig, ml_kem.zig
           │
           ├──► modes.zig, pbkdf2.zig, phc_encoding.zig, poly1305.zig, salsa20.zig, scrypt.zig, sha2.zig, sha3.zig
           │
           ├──► siphash.zig, test.zig, timing_safe.zig, tlcsprng.zig, tls.zig
           │
           ├──► 25519/ ──► curve25519.zig, ed25519.zig, edwards25519.zig, field.zig, ristretto255.zig, scalar.zig, x25519.zig
           │
           ├──► aes/    ──► aesni.zig, armcrypto.zig, soft.zig
           │
           ├──► codecs/ ──► asn1/, asn1.zig, base64_hex_ct.zig
           │
           ├──► pcurves/ ──► common.zig, p256/, p256.zig, p384/, p384.zig, secp256k1/, secp256k1.zig, tests/
           │
           └──► tls/    ──► Client.zig

       └──► debug/ ──► Coverage.zig, Dwarf.zig, FixedBufferReader.zig, Info.zig, MemoryAccessor.zig, Pdb.zig, SelfInfo.zig
           │
           ├──► no_panic.zig, simple_panic.zig
           │
           └──► Dwarf/ ──► abi.zig, call_frame.zig, expression.zig

       └──► dwarf/ ──► AT.zig, ATE.zig, EH.zig, FORM.zig, LANG.zig, OP.zig, TAG.zig

       └──► fmt/ ──► float.zig, parse_float.zig
           │
           ├──► parse_float/ ──► FloatInfo.zig, FloatStream.zig, common.zig, convert_eisel_lemire.zig
           │
           ├──► convert_fast.zig, convert_hex.zig, convert_slow.zig, decimal.zig, parse.zig

       └──► fs/ ──► AtomicFile.zig, Dir.zig, File.zig, get_app_data_dir.zig, path.zig, test.zig, wasi.zig

       └──► hash/ ──► Adler32.zig, auto_hash.zig, benchmark.zig, cityhash.zig, fnv.zig, murmur.zig, verify.zig, wyhash.zig
           │
           └──► xxhash.zig
           │
           └──► crc/ ──► crc.zig, impl.zig, test.zig

       └──► heap/ ──► FixedBufferAllocator.zig, PageAllocator.zig, SmpAllocator.zig, ThreadSafeAllocator.zig, WasmAllocator.zig
           │
           ├──► arena_allocator.zig, debug_allocator.zig, memory_pool.zig, sbrk_allocator.zig

       └──► http/ ──► ChunkParser.zig, Client.zig, HeadParser.zig, HeaderIterator.zig, Server.zig, test.zig

       └──► json/ ──► JSONTestSuite_test.zig, Scanner.zig, Stringify.zig, dynamic.zig, dynamic_test.zig
           │
           ├──► hashmap.zig, hashmap_test.zig, scanner_test.zig, static.zig, static_test.zig, test.zig

       └──► math/ ──► acos.zig, acosh.zig, asin.zig, asinh.zig, atan.zig, atan2.zig, atanh.zig, cbrt.zig, copysign.zig
           │
           ├──► cosh.zig, expm1.zig, expo2.zig, float.zig, frexp.zig, gamma.zig, gcd.zig, hypot.zig
           │
           ├──► ilogb.zig, isfinite.zig, isinf.zig, isnan.zig, isnormal.zig, iszero.zig, lcm.zig, ldexp.zig, log.zig
           │
           ├──► log10.zig, log1p.zig, log2.zig, log_int.zig, modf.zig, nextafter.zig, pow.zig, powi.zig
           │
           ├──► scalbn.zig, signbit.zig, sinh.zig, sqrt.zig, tanh.zig
           │
           ├──► big/ ──► int.zig, int_test.zig
           │
           └──► complex/ ──► abs.zig, acos.zig, acosh.zig, arg.zig, asin.zig, asinh.zig, atan.zig, atanh.zig
                          └──► conj.zig, cos.zig, cosh.zig, exp.zig, ldexp.zig, log.zig, pow.zig, proj.zig, sin.zig
                          └──► sinh.zig, sqrt.zig, tan.zig, tanh.zig

       └──► mem/ ──► Allocator.zig

       └──► meta/ ──► trailer_flags.zig

       └──► net/ ──► test.zig

       └──► os/ ──► emscripten.zig, freebsd.zig, linux.zig, plan9.zig, uefi.zig, wasi.zig, windows.zig
           │
           ├──► linux/ ──► IoUring.zig, aarch64.zig, arm.zig, bpf.zig, bpf/, hexagon.zig, io_uring_sqe.zig, ioctl.zig
           │
           ├──► loongarch64.zig, m68k.zig, mips.zig, mips64.zig, powerpc.zig, powerpc64.zig
           │
           ├──► riscv32.zig, riscv64.zig, s390x.zig, seccomp.zig, sparc64.zig, syscalls.zig
           │
           ├──► test.zig, thumb.zig, tls.zig, vdso.zig, x86.zig, x86_64.zig
           │
           └──► plan9/ ──► x86_64.zig
           │
           └──► uefi/ ──► device_path.zig, hii.zig, pool_allocator.zig, protocol.zig, protocol/, status.zig
           │
           └──► windows/ ──► advapi32.zig, crypt32.zig, kernel32.zig, lang.zig, nls.zig, ntdll.zig
                          └──► ntstatus.zig, sublang.zig, test.zig, tls.zig, win32error.zig, ws2_32.zig

       └──► posix/ ──► test.zig

       └──► process/ ──► Child.zig

       └──► sort/ ──► block.zig, pdq.zig

       └──► testing/ ──► FailingAllocator.zig

       └──► time/ ──► epoch.zig

       └──► unicode/ ──► (empty, API in `unicode.zig`)

       └──► valgrind/ ──► cachegrind.zig, callgrind.zig, memcheck.zig

       └──► tar/ ──► Writer.zig, test.zig
           └──► testdata/

       └──► tz/ ──► (empty)

       └──► zon/ ──► Serializer.zig, parse.zig, stringify.zig

       └──► zig/ ──► Ast.zig, AstGen.zig, AstRlAnnotate.zig, BuiltinFn.zig, Client.zig, ErrorBundle.zig
           │
           ├──► LibCDirs.zig, LibCInstallation.zig, Parse.zig, Server.zig, WindowsSdk.zig
           │
           ├──► Zir.zig, Zoir.zig, ZonGen.zig, c_builtins.zig, c_translation.zig
           │
           ├──► number_literal.zig, parser_test.zig, perf_test.zig, primitives.zig
           │
           ├──► string_literal.zig, system.zig, target.zig, tokenizer.zig
           │
           ├──► Ast/ ──► Render.zig
           │
           ├──► llvm/ ──► BitcodeReader.zig, Builder.zig, bitcode_writer.zig, ir.zig
           │
           └──► system/ ──► NativePaths.zig, arm.zig, darwin.zig, linux.zig, windows.zig, x86.zig
                          └──► darwin/

模块分类

以下部分按用途对标准库功能进行分组，将每个类别映射到其详细章节。当你知道需要什么但不知道它在哪里时，请使用此快速参考指南。

专用模块（未详细涵盖）

一些标准库组件高度专业化或主要供编译器内部使用。它们出现在目录树中，但不是后续章节的重点：

导入约定

Zig 的标准库在顶层使用扁平命名空间：std.ArrayList、std.HashMap、std.json 等。在内部，一些模块分布在子目录中（crypto/、compress/），但公共 API 通过根目录中的单个 .zig 文件重新导出。

示例：

• std.crypto.aes → 在 crypto/aes/ 中定义，由 crypto.zig 重新导出
• std.compress.flate → 在 compress/flate/ 中定义，由 compress.zig 重新导出
• std.fs.Dir → 在 fs/Dir.zig 中定义，由 fs.zig 重新导出

导航源代码

要自己探索标准库：

1. 定位你的 Zig 安装：运行 zig env 并注意 lib_dir。#命令行标志

2. 浏览 ：使用 ls、tree 或你的编辑器文件资源管理器。

3. 首先阅读顶层文件：std.zig 显示公共内容；单独的 .zig 文件包含实现。

4. 检查子目录以获取深度：像 crypto/、compress/、math/ 这样的目录包含专门的代码。crypto

下一步

这个索引为你定位方向，但真正的学习发生在详细章节中：

• 第44章：集合与算法—ArrayList、HashMap、PriorityQueue、排序。第44章
• 第45章：文本、格式化与 Unicode—std.fmt、std.ascii、Base64。第45章
• 第46章：I/O 与流—std.Io、std.fs、适配器。第46章
• 第47章：时间、日志记录与进度—std.time、std.log、std.Progress。第47章
• 第48章：进程与环境—std.process、std.posix。第48章
• 第49章：压缩与归档—std.compress、std.tar、std.zip。第49章
• 第50章：随机、数学与哈希—std.Random、std.math、std.crypto。第50章
• 第51章：内存与元数据工具—std.mem、std.meta。第51章
• 第52章：调试与 Valgrind—std.debug、std.valgrind。第52章

每章都提供代码示例、API 演练和实用指南。使用此索引直接跳转到你需要的模块。

注意事项与限制

• 此索引反映 Zig 0.15.2。未来版本可能会重新组织模块或重命名导出。v0.15.2
• 并非所有标准库组件都是稳定的——有些被标记为实验性的，或者在不同版本之间可能会有破坏性更改。
• 编译器自身的内部结构（std.zig.*、std.Build.*）是高级主题。在深入研究 AST 操作之前，先从面向用户的 API（如集合和 I/O）开始。zig

练习

• 运行 zig env 并导航到 lib_dir/std/，然后 ls 根目录以查看所有顶层模块。选择三个你从未听说过的模块，阅读它们的前 20 行以了解它们的用途。
• 在你的编辑器中打开 std.zig 并追踪 std.ArrayList 是如何定义的。（提示：pub const ArrayList = @import("array_list.zig").ArrayList;）
• 在标准库中 grep pub fn 以计算所有模块中存在多少公共函数。使用此来评估标准库的范围。
• 比较 crypto/ 与 compress/ 的目录结构。注意两者都包含特定算法的子目录，这说明了 Zig 的模块化组织哲学。

注意事项、替代方案与边缘情况

• 一些模块同时具有 .zig 文件和目录（例如，fmt.zig 和 fmt/）。文件通常重新导出目录的内容或提供高级 API。fmt.zig
• 标准库不包含包管理器或注册表集成（那是外部工具）。它专注于语言级实用程序和操作系统抽象。
• 第三方库不是 std 的一部分。你将使用 build.zig.zon 和 std.Build.dependency() 来获取它们。