D to język programowania wysokiego poziomu, wieloparadygmatowy, który łączy efektywne możliwości programowania niskopoziomowego z wygodą cech wysokiego poziomu, co czyni go odpowiednim do szerokiego zakresu zastosowań. Został zaprojektowany jako nowoczesna alternatywa dla C i C++, oferując potężne abstrakcje i funkcje bez kompromisów w zakresie wydajności. D wspiera style programowania imperatywnego, obiektowego i funkcyjnego, pozwalając programistom wybrać podejście, które najlepiej odpowiada ich potrzebom.
D został stworzony przez Waltera Brighta w jego firmie Digital Mars pod koniec lat 90. XX wieku. Język został początkowo opracowany jako ewolucja C i C++, mająca na celu poprawę produktywności i wydajności. Pierwsze publiczne wydanie miało miejsce w 2001 roku, a w miarę dojrzewania języka wprowadzano cechy i koncepcje z innych języków, w tym Javy, C# i Pythona.
D czerpie inspirację z różnych języków programowania, dostosowując swoje cechy, aby stworzyć wszechstronne środowisko. Wprowadza aspekty z C i C++ dotyczące zarządzania pamięcią niskiego poziomu oraz z Javy i C# dotyczące zbierania śmieci i programowania obiektowego. D jest również związany z językami takimi jak Go i Rust, które koncentrują się na wydajności i bezpieczeństwie.
Na październik 2023 roku D nadal ewoluuje, jest utrzymywany przez Fundację Języka D oraz aktywną społeczność. Współpraca w rozwoju doprowadziła do ulepszeń funkcji i poprawy interoperacyjności z innymi językami. D jest coraz częściej przyjmowany do oprogramowania systemowego, tworzenia gier oraz aplikacji wymagających wysokiej wydajności.
D charakteryzuje się silnym statycznym typowaniem, co pozwala programistom na wychwytywanie błędów w czasie kompilacji. Na przykład:
int x = 10;
string y = "Witaj, świecie!";
D zawiera zbieracz śmieci, uwalniając programistów od ręcznych zadań zarządzania pamięcią. Można to zobaczyć w następującym przykładzie:
void main() {
auto str = new string("Witamy w D");
writeln(str);
}
D wspiera potężne możliwości programowania metatemplatowego, umożliwiając programowanie generyczne. Oto przykład prostego szablonu:
T max(T)(T a, T b) {
return a > b ? a : b;
}
Unikalną cechą D są mixiny, które pozwalają na wstrzykiwanie kodu w czasie kompilacji:
mixin template AddFunction {
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
}
class MyClass {
mixin AddFunction;
}
D traktuje funkcje jako obywateli pierwszej klasy, co ułatwia przekazywanie funkcji:
void main() {
auto add = (int a, int b) { return a + b; };
writeln(add(5, 3));
}
D zapewnia wbudowane wsparcie dla wielowątkowości, co upraszcza programowanie współbieżne:
import core.thread;
void run() {
// Praca wątku
}
void main() {
auto t = new Thread(&run);
t.start();
t.join();
}
D zapewnia natywne wsparcie dla typów nullable, poprawiając bezpieczeństwo przy pracy z niezainicjowanymi zmiennymi:
void main() {
int? maybeInt = null;
if (maybeInt !is null) {
writeln(maybeInt);
}
}
D oferuje funkcje synchronizowane, aby łatwo zarządzać bezpieczeństwem wątków:
synchronized void safeFunction() {
// Bezpieczny kod wątkowy
}
D ma elastyczny system atrybutów do dodawania metadanych do funkcji, klas i zmiennych:
@safe void main() {
// Bezpieczny kod
}
D zawiera wbudowane wsparcie dla testów jednostkowych, co umożliwia łatwe testowanie kodu:
import std.stdio;
import std.unittest;
void test_example() {
assert(1 + 1 == 2);
}
unittest {
test_example();
}
D ma kilka kompilatorów, z których najbardziej znane to DMD (D Digital Mars Compiler), LDC (LLVM D Compiler) i GDC (GNU D Compiler). Te kompilatory wspierają różne backendy i optymalizacje, oferując elastyczność w zależności od potrzeb projektu.
Popularne IDE dla D to Visual Studio Code z rozszerzeniem D, Code::Blocks oraz Eclipse z DDT (D Development Tools). Te IDE oferują podświetlanie składni, uzupełnianie kodu, narzędzia do debugowania oraz wsparcie dla zintegrowanego systemu budowania.
Aby zbudować projekt D, programiści zazwyczaj korzystają z narzędzia budującego dub, które zajmuje się zarządzaniem zależnościami i konfiguracją projektu. Podstawowe budowanie można wykonać za pomocą polecenia:
dub build
To polecenie kompiluje projekt na podstawie ustawień zdefiniowanych w pliku dub.json lub dub.sdl.
D jest używany w różnych dziedzinach, w tym:
Możliwość produkcji wydajnego, niezawodnego oprogramowania czyni go odpowiednim wyborem dla aplikacji krytycznych pod względem wydajności.
Projekt D dzieli podobieństwa i różnice z kilkoma językami programowania:
D oferuje podobne możliwości niskiego poziomu jak C i C++, ale z takimi funkcjami jak automatyczne zarządzanie pamięcią i bardziej nowoczesna składnia. W przeciwieństwie do C++, D koncentruje się na prostocie i łatwości użycia.
Podczas gdy D wspiera zbieranie śmieci jak Java i C#, dodatkowo pozwala na ręczne zarządzanie pamięcią w aplikacjach krytycznych pod względem wydajności. D wspiera również szablony, co jest bardziej zbliżone do C++ w porównaniu do generyków w Javie i C#.
Python wyróżnia się łatwością użycia i szybkim rozwojem; jednak wydajność D błyszczy w scenariuszach wymagających dużej prędkości i dostępu niskiego poziomu. Cechy D, takie jak funkcje pierwszej klasy i mixiny, zapewniają poziom ekspresyjności bliski Pythona, jednocześnie utrzymując wydajność.
Go kładzie nacisk na prostotę i współbieżność kosztem pewnej kontroli niskiego poziomu. Rust koncentruje się na bezpieczeństwie pamięci i współbieżności, ale ma strome krzywe uczenia się. D zajmuje pośrednią pozycję, oferując zarówno wydajność, jak i bezpieczne funkcje współbieżności.
Ruby i PHP są zaprojektowane z myślą o łatwości użycia w rozwoju aplikacji webowych, podczas gdy D koncentruje się na wydajności i programowaniu na poziomie systemu. D może być używany do usług backendowych, gdzie prędkość jest kluczowa.
D może służyć jako cel dla kompilacji źródło-do-źródła ze względu na swoje bliskie odwzorowanie C. Wykorzystując narzędzia takie jak d2c, programiści mogą konwertować kod D na C w celu interoperacyjności z bibliotekami C, co ułatwia integrację D z istniejącymi projektami C.