D (ohjelmointikieli)

Wikipedia

D on Walter Brightin kehittämä oliopohjainen ohjelmointikieli. Se on kehitetty C/C++:n pohjalta ja siinä on uudistettu monia C++:n ominaisuuksia. Lisäksi hyödyllisiksi havaittuja ominaisuuksia on lainattu muista kielistä.

[muokkaa] Ominaisuudet

D:n suunnittelussa on otettu huomioon C++:n käytössä vuosien aikana kertyneitä kokemuksia. D käyttää monia C++:n konsepteja ja laajentaa toiminnallisuutta toteuttamalla kielen tasolla tuottavuutta lisääviä ominaisuuksia, joita ovat esimerkiksi sopimuspohjainen ohjelmointi, yksikkötestaus, aidot ohjelmamoduulit, roskienkeruu, ensimmäisen luokan oliot, kehittyneet taulukko- ja assosiatiivinen taulukko-tietotyypit, sisäluokat ja -funktiot, sulkeumat ja uudelleen suunniteltu geneerinen ohjelmointi. D mahdollistaa C++:n lailla matalan tason ohjelmoinnin, jossa apuna voidaan käyttää kääntäjän assembleria. C++:n moniperintä on korvattu tavallisella yksinkertaisella perinnällä, rajapinnoilla ja mixineillä. D:n esittelyt, lauseet ja lausekkeet muistuttavat läheisesti C++:n vastaavia.

[muokkaa] Yhteensopivuus muiden järjestelmien kanssa

D tukee täydellisesti C-kielen ABI-rajapintaa (Application Binary Interface) sekä C:n tietotyyppejä ja mahdollistaa näin suoran pääsyn C-kieliseen ohjelmakoodiin ja kirjastoihin. C:n standardikirjasto on osa standardia D-kieltä. Koska D ei vielä ole standardoitu, tarkoitetaan tällä Digital Marsin referenssi-implementaatiota ja -spesifikaatiota.

C++:n ABI ei ole tuettu, mutta D-kielestä voidaan kutsua C-kielen ABI:n kautta C++-koodia, joka on kääritty C-kielisiin funktioihin. D kuitenkin tukee täysin C++-kielistä COM (Component Object Model) koodia.

[muokkaa] Toteutukset

Nykyiset D:n toteutukset kääntävät ohjelmat suoraan natiivikoodiksi. Tällä hetkellä merkittävimmät kääntäjät D:lle ovat Digital Marsin DMD sekä vapaa GDC.

DMD:n etuosa (selaaja, jäsennin) on julkaistu GPL:n ja Artistic License:n alla. Toteutuksen tekijänoikeudet omistaa pääosin Digital Mars, muilta osin koodi on joko public domainia tai muun yhteensopivan vapaan lisenssin alla. Kääntäjä perustuu viralliseen D-spesifikaatioon, mutta on suljettua lähdekoodia ja tukee ainoastaan Windows- ja Linux/x86-alustoja.

Toinen merkittävä D-kääntäjä, GDC, yhdistää DMD:n etuosan GCC:tä käyttävään takaosaan. GDC toimii teoriassa kaikilla alustoilla, joilla GCC:kin, ja on lisäksi julkaistu vapaan GPL-lisenssin alla. GDC on käytännön syistä ajoittain spesifikaation osalta jäljessä virallista kääntäjää. Linux-jakeluista ainakin Debian, Gentoo ja Ubuntu tarjoavat kääntäjää paketinhallintansa kautta. Kääntäjä on mahdollista asentaa myös dsss-järjestelmän kautta. DSSS on esimerkiksi CPAN ja RubyGems -järjestelmiä vastaava asennustyökalu D-kielelle.

D on yhä aktiivisen kehitystyön alla ja kääntäjistä julkaistaan uusia versioita säännöllisesti. Kääntäjän 1.x-haaraan tulee lähinnä bugikorjauksia, mutta 2.x-haaraan epävakaita uusia toimintoja. Ehkä merkittävin muutos 2.x-versioissa on C++-kielen const-järjestelmän vastine.

[muokkaa] Esimerkkejä

[muokkaa] Hei maailma

Tämä esimerkki kirjoittaa ruudulle sanat "Hei maailma!" ja sen jälkeen komentorivin argumentit. Jokaisen D-ohjelman suorittaminen alkaa main funktiosta, ja args on merkkijonojen taulukko, jossa komentorivin argumentit ovat. Argumentit ovat valinnaisia. Merkkijonoa kuvataan D:ssä tyypillä string. D 1.x:ssä string on alias merkkijonojen taulukolle(char[]), mutta 2.x estää merkkijonon muokkaamisen. Useiden merkkijonojen taulukko on vastaavasti string[].

import std.stdio;       // tuo writefln()
 
int main(string[] args)
{
    writefln("Hei maailma!");
    foreach(indeksi, arvo; args)
        writefln("args[%d] = '%s'", indeksi, arvo);
    return 0;
}

foreach-lauseella voidaan käydä läpi mikä tahansa kokoelma. Vakiotietotyypit tarjoavat oletustoiminnallisuuden, mutta iterointi voidaan tarvittaessa erikoistaa määritellyissä luokissa. Lause päättelee indeksin ja arvon tyypit automaattisesti, mutta ne voidaan myös ilmoittaa.

[muokkaa] Hajautustaulukot

Esimerkki havainnollistaa hajautustaulujen käyttöä monimutkaisen tietorakenteen rakentamisessa.

import std.stdio;       // tuo writefln()
 
int main(string[] args)
{
    // Määritellään hajautustaulu, jossa arvoina on taulukoita merkkijonoista ja
    // avaimena merkkijono
    string[] [string] säiliö;
 
    // Lisätään säiliöön henkilöitä ja heille esineitä
    säiliö["Tuomikki"] ~= "puukko";
    säiliö["Airikka"] ~= "löylykauha";
    säiliö["Tuomikki"] ~= "puhelin";
 
    // Käydään läpi säiliön henkilöt
    foreach (string henkilö, string[] esineet; säiliö)
        kerro_montako_esinettä(henkilö, esineet);
    return 0; // ohjelma onnistui
}
 
void kerro_montako_esinettä(string henkilö, string[] esineet)
{
    writefln(henkilö, " kantaa ", esineet.length, " esinettä.");
}

[muokkaa] Metaohjelmointi

Esimerkki näyttää, miten D mahdollistaa koodin suorittamisen käännösaikana.

// Malli, joka esittelee static if -lauseen käyttöä.
template Kertoma(ulong n) {
    static if( n <= 1 )
        const Kertoma = 1;
    else
        const Kertoma = n * Kertoma!(n-1);
}
 
// Vertailun vuoksi kertomafunktio
ulong kertoma(ulong n) {
    if( n <= 1 )
        return 1;
    else
        return n * kertoma(n-1);
}
 
// mallin instantiointi, paluuarvon evaluointi,
// tyypin päättely ja vakion asetus
const kert_7 = Kertoma!(7);
 
// käännösaikainen funktion suoritus,
// tyypin päättely ja vakion asetus
const kert_9 = kertoma(9);
 
// arvoja voidaan tulostaa näytölle käännösaikana ja muotoilla
// esimerkiksi printf-tyylisellä Format-mallilla
import std.metastrings;
pragma(msg, Format!("7! = %s", kert_7));
pragma(msg, Format!("9! = %s", kert_9));
 
// käännös voidaan keskeyttää esimerkiksi virhetilanteissa
static assert(kert_7 != 5040, "Laskualgoritmi on virheellinen");

[muokkaa] Aiheesta muualla

• Digital Mars: D programming language
• DSource, Open Source Development for the D Programming Language
• Wiki4D, The wiki for the D Programming Language