|
D (язык программирования)
D (Ди) — мультипарадигмальный статически типизированный компилируемый язык программирования, созданный Уолтером Брайтом из компании Digital Mars. Начиная с 2006 года соавтором также является Андрей Александреску. D является потомком языка C++, но существенно доработан по сравнению с ним. Также он заимствует ряд концепций из языков программирования Python, Ruby, C#, Java, Eiffel. D доступен для операционных систем Windows, Linux, macOS, FreeBSD, OpenBSD. Ведётся работа по портированию на Android[3]. ИсторияВ предисловии к книге А. Александреску «Язык программирования D» Уолтер Брайт пишет, что начал разработку этого языка в 1999 году. Проект задумывался как реинжиниринг языка C++ с целью избавиться от наиболее существенных недостатков исходного языка и внедрить в него современные архитектурные решения. При создании языка D была сделана попытка соединить производительность компилируемых языков программирования с безопасностью и выразительностью динамических. Первоначально автор предполагал назвать язык «Mars», но из-за преемственности по отношению к C++ в обсуждениях язык постоянно называли «D», в результате именно это название и закрепилось за проектом. Стабильная версия компилятора 1.0 вышла 2 января 2007[4]. Вскоре после выхода компилятора 17 июня 2007 года автор перевёл версию 1 в режим поддержки и приступил к разработке версии 2.0, которая изначально не гарантировала обратной совместимости[5]. Эта версия (последняя на сегодняшний день мажорная версия D) развивается и по сей день. Обзор языкаВ языке D реализовано множество синтаксических средств и концепций, отсутствующих в C++: контрактное программирование, встроенные юнит-тесты, модули вместо заголовочных файлов (до C++ 20), поддержка сборки мусора (при сохранении доступности ручного управления памятью), встроенные ассоциативные массивы, замыкания, анонимные функции, значительно переработан механизм шаблонов. СинтаксисD относится к семейству C-подобных языков, в общих чертах его синтаксис похож на C/C++/C#, Java. При разработке языка соблюдается принцип: код, одинаково валидный и в C, и в D, должен вести себя одинаково. «Hello, world!» на D: import std.stdio;
void main()
{
writeln ("Hello, world!");
}
Так же, как в C, функция Конструкции Из дополнительных управляющих конструкций можно отметить МодульностьВ D встроена система разбиения программы на модули (пакеты), обеспечивающая раздельную компиляцию и контролируемый импорт-экспорт. Система пакетов напоминает принятую в Java или Go: пакеты образуют иерархическую структуру, естественно отображаемую на дерево файловой системы. В отличие от C++, в D нет глобального пространства имён, каждое имя определяется в каком-либо пакете. С помощью инструкции Язык предусматривает ряд средств, направленных на обеспечение удобной работы с импортируемыми именами. Есть возможность переименования пакета при импорте, задания альтернативного имени (алиаса) импортируемого пакета, импорта конкретных имён. Кроме того, язык разрешает без каких-либо дополнительных инструкций использовать импортированные имена без квалификации именем пакета. Однако действует ограничение: если в области видимости есть более одного подходящего определения встреченного в программе имени, то компилятор выдаёт ошибку и требует, чтобы имя было явно квалифицировано. Это предотвращает так называемый «угон имён», когда при добавлении в списки импорта нового пакета компилятор начинает связывать некоторое имя в программе не с тем определением, с которым оно связывалось ранее. Универсальный синтаксис вызова функций (UFCS)В D реализован механизм UFCS (Uniform function call syntax), позволяющий вызывать функции для любого объекта так, как будто они являются его методами. Например: import std.stdio;
import std.algorithm;
import std.array;
void main()
{
auto a = [2, 4, 1, 3];
// все три следующих варианта корректны и работают одинаково
writeln(a); // "классический" C-подобный вариант
a.writeln(); // функция вызывается так, как будто является методом объекта "a", хотя и не является таковой
a.writeln; // функцию без параметров можно вызывать без скобок
// это позволяет использовать цепочки вызовов, характерные для функциональных языков
int[] e = a.sort().reverse;
// многострочная цепочка вызовов также возможна
stdin
.byLine(KeepTerminator.yes)
.map!(a => a.idup)
.array
.sort;
}
Атрибуты функцийФункции в D могут быть определены с дополнительными необязательными атрибутами, которые позволяют явно указывать некоторые аспекты поведения этих функций. Например, функция, помеченная атрибутом pure, гарантированно является функционально чистой (с некоторыми оговорками)[6]. Функциональная чистота при этом проверяется на этапе компиляции. Пример объявления функции с атрибутом: pure int sum (int first, int second)
{
return first + second;
}
int sum (int first, int second) pure // атрибуты можно указывать и после списка аргументов
{
return first + second;
}
Примеры атрибутов функций:
Параллельные вычисленияВ язык встроен механизм запуска параллельных подпроцессов с помощью встроенной функции Тем не менее, в случаях, когда это необходимо (например, при передаче между сопрограммами больших объёмов данных) имеется возможность применять традиционный для императивных языков подход с разделяемыми областями памяти и синхронизацией доступа через семафоры и мьютексы. Для поддержки такого обмена:
Для всех встроенных средств синхронизации компилятор автоматически отслеживает и запрещает попытки изменять внутри синхронизируемого кода неразделяемые данные, доступные более чем одному потоку. Встроенные юнит-тестыВ D юнит-тесты являются частью языка, их можно использовать без подключения дополнительных библиотек или фреймворков. import std.stdio;
int first (int[] arr) {
return arr[0];
}
unittest {
int[] arr1 = [1, 2, 3];
int[] arr2 = [10, 15, 20];
assert(first(arr1) == 1);
assert(first(arr2) == 10);
}
void main() {
// ...
}
Парадигмы программированияD реализует пять основных парадигм программирования — императивное, ООП, метапрограммирование, функциональное программирование и параллельные вычисления (модель акторов). Управление памятьюD использует сборщик мусора для управления памятью, однако возможно и ручное управление с помощью перегрузки операторов SafeDSafeD — название подмножества языка D, использование которого гарантирует безопасность доступа к памяти. Типы данныхЯзык имеет богатый набор определённых типов данных и средств для определения новых типов. Типы в языке D разделяются на типы-значения и типы-ссылки. Базовые типыНабор базовых типов можно разделить на следующие категории[7]:
В отличие от C++ все размеры целочисленных типов определены спецификацией. То есть, тип int будет всегда размером 32 бита. Целочисленные литералы можно записывать в десятичной, двоичной (с префиксом 0b) и шестнадцатеричной (с префиксом 0x) системе счисления. Способ записи литералов в восьмеричной системе в стиле C (то есть с префиксом 0) был убран, так как такую запись легко спутать с десятичной. Если всё-таки нужно использовать восьмеричную систему, можно воспользоваться шаблоном std.conv.octal. Производные типы
Пользовательские типы
Вывод типов, ключевые слова «auto», «typeof» и безымянные («Voldemort») типыВ D реализован механизм вывода типов. Это значит, что тип, как правило, может быть вычислен на этапе компиляции и его не обязательно указывать явно. Например, выражение:
может быть заменено на
// file1.d
int var1;
// file2.d
typeof(var1) var2; // var2 получает тип int
// Функция фактически возвращает результат типа TheUnnameable, но, поскольку этот тип определен внутри функции,
// мы не можем явно задать его как тип возвращаемого значения.
// Тем не менее, мы можем задать возвращаемый тип как "auto", предоставив компилятору вычислить его самостоятельно
auto createVoldemortType(int value)
{
struct TheUnnameable
{
int getValue() { return value; }
}
return TheUnnameable();
}
Безымянные типы неофициально называются Voldemort-типы по аналогии с Воланом-де-Мортом («Тот-Кого-Нельзя-Называть»), главным антагонистом серии о Гарри Поттере[8]. Вывод типов не следует путать с динамической типизацией, поскольку хотя тип не задается явно, вычисляется он на этапе компиляции, а не во время выполнения. Реализации
Инструменты и средства разработкиIDE и редакторыПоддержка D в различных IDE, реализованная с помощью плагинов:
Нативные IDE для языка D:
D поддерживается во множестве текстовых редакторов: Vim, Emacs, Kate, Notepad++, Sublime Text, TextMate и других[11]. Менеджер пакетовDUB — официальный менеджер пакетов D. DUB выполняет функции репозитория пакетов и используется для управления зависимостями, а также в качестве системы сборки. Набор зависимостей, метаданные о проекте и флаги компилятора хранятся в формате JSON или SDL. Пример простого файла проекта (JSON): {
"name": "myproject",
"description": "A little web service of mine.",
"authors": ["Peter Parker"],
"homepage": "http://myproject.example.com",
"license": "GPL-2.0",
"dependencies": {
"vibe-d": "~>0.7.23"
}
}
Утилиты и инструментыrdmd — утилита, идущая в комплекте с компилятором DMD, позволяющая компилировать и запускать файлы с исходным кодом D «на лету». Это позволяет использовать D для небольших программ аналогично bash, perl и python: // myprog.d
#!/usr/bin/env rdmd
import std.stdio;
void main()
{
writeln("Hello, world with automated script running!");
}
Вызов команды DPaste[12] — онлайн-сервис для запуска программ на D в браузере, похожий на сервисы JSBin и CodePen. run.dlang.io[13] — онлайн-компилятор и дизассемблер. Использование, распространениеРаспространение языка D ограничено, но он применяется для реальной промышленной разработки ПО. На официальном сайте[14] приводится список из 26 компаний, успешно использующих D в разработке программных систем, работающих в самых различных сферах, включая системное программирование, веб-проекты, игры и игровые движки, ПО для научных расчётов, утилиты различного назначения и прочее. Продвижением языка D занимается, в частности D Language Foundation — общественная организация, пропагандирующая сам язык D и открытое программное обеспечение, созданное с его использованием. Согласно индексу TIOBE, максимальный интерес к D проявлялся в 2007—2009 годах, в марте 2009 года индекс языка D достиг 1,8 (12-е место), что является для него абсолютным максимумом. После снижения в первой половине 2010-х, к 2016 году он пришёл в относительно стабильное состояние — численное значение индекса колеблется в диапазоне 1,0-1,4, в рейтинге язык находится в третьей десятке. В рейтинге популярности, составленном по результатам агрегации данных о вакансиях разработчиков, язык D не входит ни в основной (top-20), ни в общий (top-43) список, что говорит о невысокой востребованности у работодателей. Примеры кодаПример 1import std.stdio;
void main() {
writeln("Hello, world!");
}
Пример 2Программа, которая выводит аргументы командной строки, с которыми была вызвана import std.stdio: writefln;
void main(string[] args)
{
foreach (i, arg; args)
writefln("args[%d] = '%s'", i, arg);
}
Пример 3Программа, которая построчно считывает список слов из файла и выводит все слова, которые являются анаграммами других слов import std.stdio, std.algorithm, std.range, std.string;
void main()
{
dstring[][dstring] signs2words;
foreach(dchar[] w; lines(File("words.txt")))
{
w = w.chomp().toLower();
immutable key = w.dup.sort().release().idup;
signs2words[key] ~= w.idup;
}
foreach (words; signs2words)
{
if (words.length > 1)
{
writefln(words.join(" "));
}
}
}
См. также
Примечания
Литература
Ссылки
, |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
