Loading AI tools
язык программирования Из Википедии, свободной энциклопедии
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 | |
---|---|
![]() | |
Семантика | мультипарадигмальный: императивное, объектно-ориентированное, функциональное, контрактное[1], обобщённое программирование |
Класс языка | объектно-ориентированный, процедурный язык программирования, язык функционального программирования, язык обобщённого программирования[вд], язык параллельного программирования[вд], мультипарадигмальный, императивный, компилируемый язык программирования и язык программирования |
Тип исполнения | компилируемый |
Появился в | 2001 |
Автор | Уолтер Брайт, Андрей Александреску |
Разработчик | Уолтер Брайт и D Language Foundation[вд] |
Расширение файлов |
.d , .dd , .di или .def |
Выпуск | |
Система типов | строгая, статическая, с выводом типов |
Основные реализации | Digital Mars D (эталонная реализация), LDC, GDC |
Испытал влияние | Си, C++, Python, Ruby, C#, Java, Eiffel, Mojo |
Повлиял на | MiniD, DScript, Vala, Qore, Swift, Genie |
Сайт | dlang.org |
![]() |
D доступен для операционных систем Windows, Linux, macOS, FreeBSD. Ведётся работа по портированию на Android[3].
В 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.
В 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.
D 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 main()
является точкой входа.
Конструкции if
, for
, while
, do-while
выглядят и работают аналогично C/C++. Инструкция множественного выбора switch
выглядит аналогично C++, но допускает переменные в метках ветвей case
и требует, чтобы каждая ветвь case
завершалась break
или return
; для перехода на следующую ветвь после обработки текущей необходимо использовать специальную конструкцию goto case
. Также запрещены конструкции switch
без ветви default
.
Из дополнительных управляющих конструкций можно отметить static if
— инструкцию для условной компиляции (условие проверяется статически и в код включается содержимое той ветви, которая ему соответствует), оператор полного множественного выбора final switch
— в отличие от обычного switch
, он работает только со значениями enum
, а компилятор статически проверяет, что в выборе учтены все возможные варианты и выдаёт ошибку в противном случае. Также есть цикл по коллекции foreach
.
В 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 import
модуль программы может импортировать пакет, сделав доступными все имеющиеся в нём определения. Обращение к импортированным именам может выполняться с квалификацией: «имя_пакета.имя_объекта
».
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.
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;
}
Функции 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:
В язык встроен механизм запуска параллельных подпроцессов с помощью встроенной функции spawn()
и обмена данными между параллельно исполняемыми фрагментами кода путём передачи сообщений (функции send()
и receive()
/ receiveTimeout()
). Использование обмена сообщениями считается авторами D предпочтительнее обмена данными через общую память.
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:
shared
могут объявляться данные, разделяемые между потоками, при этом на уровне компилятора блокируются попытки работать с этими данными не-атомарными операциями;Для всех встроенных средств синхронизации компилятор автоматически отслеживает и запрещает попытки изменять внутри синхронизируемого кода неразделяемые данные, доступные более чем одному потоку.
В 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() {
// ...
}
D реализует пять основных парадигм программирования — императивное, ООП, метапрограммирование, функциональное программирование и параллельные вычисления (модель акторов).
D использует сборщик мусора для управления памятью, однако возможно и ручное управление с помощью перегрузки операторов new
и delete
, а также с помощью malloc и free, аналогично C. Сборщик мусора можно включать и выключать вручную, можно добавлять и удалять области памяти из его видимости, принудительно запускать частичный или полный процесс сборки. Существует подробное руководство, описывающее различные схемы управления памятью в D для тех случаев, когда стандартный сборщик мусора неприменим.
SafeD — название подмножества языка D, использование которого гарантирует безопасность доступа к памяти.
Язык имеет богатый набор определённых типов данных и средств для определения новых типов. Типы в языке D разделяются на типы-значения и типы-ссылки.
Набор базовых типов можно разделить на следующие категории[7]:
void
— специальный тип для пустых значенийbool
— логический типbyte
, short
, int
, long
и соответствующие им беззнаковые ubyte
, ushort
, uint
, ulong
float
, double
, real
. Для типов с плавающей точкой есть соответствующие им варианты для мнимых и комплексных чисел:
ifloat
, idouble
, ireal
сfloat
, сdouble
, сreal
char
, wchar
, dchar
, обозначающие кодовые единицы кодировок UTF-8, UTF-16 и UTF-32 соответственно.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.
pointer
— указательarray
— массивassociative array
— ассоциативный массивfunction
— функцияdelegate
— делегатstring
, wstring
, dstring
— удобные псевдонимы для неизменяемых массивов знаковых (символьных) типов immutable(char)[]
, immutable(wchar)[]
и immutable(dchar)[]
, обозначающие неизменяемые (квалификатор immutable) строки Юникода в одной из кодировок UTF-8, UTF-16 и UTF-32 соответственно.alias
— псевдонимenum
— перечислениеstruct
— структураunion
— объединениеclass
— классВ 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:
auto myVar = 10
на этапе компиляции будет преобразовано в int myVar = 10
.
Использование вывода типов дает несколько преимуществ:
VeryLongTypeName var = VeryLongTypeName(/* ... */);
может быть заменено на
auto var = VeryLongTypeName(/* ... */);
// 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.
Поддержка D в различных IDE, реализованная с помощью плагинов:
IDE | Плагин | Платформы |
---|---|---|
IntelliJ IDEA | DLanguage | кроссплатформенный |
Eclipse | DDT | кроссплатформенный |
MonoDevelop / Xamarin | Mono-D | кроссплатформенный |
Visual Studio | Visual-D | Windows |
Visual Studio Code | Code-D | кроссплатформенный |
XCode | D for Xcode | Mac OS X |
Zeus IDE | D for Zeus IDE | Windows |
Нативные IDE для языка D:
D поддерживается во множестве текстовых редакторов: Vim, Emacs, Kate, Notepad++, Sublime Text, TextMate и других[11].
DUB — 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"
}
}
rdmd — 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 ./myprog.d
в консоли автоматически скомпилирует и выполнит программу.
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.
Распространение 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.
import std.stdio;
void main() {
writeln("Hello, world!");
}
Программа, 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);
}
Программа, 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(" "));
}
}
}
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.