D — это язык программирования высокого уровня, сочетающий в себе эффективные возможности низкоуровневого программирования с удобством высокоуровневых функций, что делает его подходящим для широкого спектра приложений. Он был разработан как современная альтернатива C и C++, предлагая мощные абстракции и функции без ущерба для производительности. D поддерживает императивные, объектно-ориентированные и функциональные стили программирования, позволяя разработчикам выбирать подход, который лучше всего соответствует их потребностям.
D был создан Уолтером Брайтом в его компании Digital Mars в конце 1990-х годов. Язык изначально разрабатывался как эволюция C и C++, с целью повышения производительности и продуктивности. Первый публичный релиз состоялся в 2001 году, и по мере взросления языка в него были внедрены функции и концепции из других языков, включая Java, C# и Python.
D черпает вдохновение из различных языков программирования, адаптируя свои функции для создания универсальной среды. Он включает аспекты из C и C++ для низкоуровневого управления памятью, а также из Java и C# для сборки мусора и объектно-ориентированного программирования. D также связан с языками, такими как Go и Rust, которые акцентируют внимание на производительности и безопасности.
На октябрь 2023 года D продолжает развиваться, поддерживаемый Фондом языка D и активным сообществом. Совместная разработка привела к улучшению функций и повышению совместимости с другими языками. D все чаще используется для системного программного обеспечения, разработки игр и приложений, требующих высокой производительности.
D имеет сильную статическую типизацию, позволяя разработчикам выявлять ошибки на этапе компиляции. Например:
int x = 10;
string y = "Привет, мир!";
D включает сборщик мусора, освобождая разработчиков от задач ручного управления памятью. Это можно продемонстрировать следующим образом:
void main() {
auto str = new string("Добро пожаловать в D");
writeln(str);
}
D поддерживает мощные возможности шаблонного метапрограммирования, позволяя выполнять обобщенное программирование. Вот пример простого шаблона:
T max(T)(T a, T b) {
return a > b ? a : b;
}
Уникальной особенностью D являются миксины, позволяющие внедрять код на этапе компиляции:
mixin template AddFunction {
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
}
class MyClass {
mixin AddFunction;
}
D рассматривает функции как объекты первого класса, что упрощает передачу функций:
void main() {
auto add = (int a, int b) { return a + b; };
writeln(add(5, 3));
}
D предоставляет встроенную поддержку многопоточности, упрощая параллельное программирование:
import core.thread;
void run() {
// Работа потока
}
void main() {
auto t = new Thread(&run);
t.start();
t.join();
}
D предоставляет нативную поддержку nullable типов, улучшая безопасность при работе с неинициализированными переменными:
void main() {
int? maybeInt = null;
if (maybeInt !is null) {
writeln(maybeInt);
}
}
D предлагает синхронизированные функции для простого управления безопасностью потоков:
synchronized void safeFunction() {
// Безопасный код для потоков
}
D имеет гибкую систему атрибутов для добавления метаданных к функциям, классам и переменным:
@safe void main() {
// Безопасный код
}
D включает встроенную поддержку юнит-тестирования, позволяя легко тестировать код:
import std.stdio;
import std.unittest;
void test_example() {
assert(1 + 1 == 2);
}
unittest {
test_example();
}
D имеет несколько компиляторов, наиболее известными из которых являются DMD (D Digital Mars Compiler), LDC (LLVM D Compiler) и GDC (GNU D Compiler). Эти компиляторы поддерживают различные бэкенды и оптимизации, предоставляя гибкость в зависимости от потребностей проекта.
Популярные IDE для D включают Visual Studio Code с расширением D, Code::Blocks и Eclipse с DDT (D Development Tools). Эти IDE предоставляют подсветку синтаксиса, автозаполнение кода, инструменты отладки и поддержку интегрированной системы сборки.
Для сборки проекта на D разработчики обычно используют инструмент сборки dub, который управляет зависимостями и конфигурацией проекта. Простая сборка может быть выполнена с помощью команды:
dub build
Эта команда компилирует проект на основе настроек, определенных в файле dub.json или dub.sdl.
D используется в различных областях, включая:
Способность производить высокопроизводительное, надежное программное обеспечение делает его подходящим выбором для приложений, критически зависящих от производительности.
Дизайн D имеет сходства и отличия с несколькими языками программирования:
D предоставляет аналогичные низкоуровневые возможности, как C и C++, но с такими функциями, как автоматическое управление памятью и более современный синтаксис. В отличие от C++, D акцентирует внимание на простоте и удобстве использования.
Хотя D поддерживает сборку мусора, как Java и C#, он также позволяет выполнять ручное управление памятью для приложений, критически зависящих от производительности. D также поддерживает шаблоны, что больше похоже на C++, чем на обобщения, найденные в Java и C#.
Python превосходит в удобстве использования и быстром развитии; однако производительность D выделяется в сценариях, требующих высокой скорости и низкоуровневого доступа. Функции D, такие как функции первого класса и миксины, обеспечивают уровень выразительности, близкий к Python, при этом сохраняя производительность.
Go акцентирует внимание на простоте и параллелизме за счет некоторого низкоуровневого контроля. Rust сосредоточен на безопасности памяти и параллелизме, но имеет более крутую кривую обучения. D занимает промежуточное положение, предлагая как производительность, так и безопасные функции параллелизма.
Ruby и PHP разработаны для удобства использования в веб-разработке, в то время как D нацелен на производительность и системное программирование. D может использоваться для бэкенд-сервисов, где скорость имеет решающее значение.
D может служить целевым языком для компиляции из исходного кода благодаря своему близкому представлению C. Используя такие инструменты, как d2c, разработчики могут конвертировать код D в C для совместимости с библиотеками C, что упрощает интеграцию D в существующие проекты на C.