プログラミング言語 D - 利便性・表現力・効率性

#!/usr/bin/rdmd
// Computes average line length for standard input.
import std.stdio;

void main() {
    ulong lines = 0;
    double sumLength = 0;
    foreach (line; stdin.byLine()) {
        ++lines;
        sumLength += line.length;
    }
    writeln("Average line length: ",
        lines ? sumLength / lines : 0);
}

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#!/usr/bin/rdmd

// Computes average line length for standard input.

import std.stdio;

void main() {

    ulong lines = 0;

    double sumLength = 0;

    foreach (line; stdin.byLine()) {

        ++lines;

        sumLength += line.length;

    }

    writeln("Average line length: ",

        lines ? sumLength / lines : 0);

}

利便性

• D では、動的言語のように、冗長な型指定なしで長いコード片を記述することができます。 それでも、静的な推論によって型やその他のコードの性質は導出されるため、 静的な世界と動的な世界の両方の恩恵を受けることができます。
  (例を表示)

  void main() {
      // 数値の配列 double[] を定義。
      // コンパイラが初期化子の共通型を認識します。
      auto arr = [ 1, 2, 3.14, 5.1, 6 ];
      // 文字列を整数に写す辞書。型を書くと int[string] です。
      auto dictionary = [ "one" : 1, "two" : 2, "three" : 3 ];
      // 下で定義される min 関数の呼び出し
      auto x = min(arr[0], dictionary["two"]);
  }
  // 型の導出は関数の返値にも働きます。これは、
  // 以下の min など全ての比較可能な型に対して動作するような、
  // 総称的な関数に対して特に重要です。
  auto min(T1, T2)(T1 lhs, T2 rhs) {
      return rhs < lhs ? rhs : lhs;
  }
  

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  void main() {

      // 数値の配列 double[] を定義。

      // コンパイラが初期化子の共通型を認識します。

      auto arr = [ 1, 2, 3.14, 5.1, 6 ];

      // 文字列を整数に写す辞書。型を書くと int[string] です。

      auto dictionary = [ "one" : 1, "two" : 2, "three" : 3 ];

      // 下で定義される min 関数の呼び出し

      auto x = min(arr[0], dictionary["two"]);

  }

  // 型の導出は関数の返値にも働きます。これは、

  // 以下の min など全ての比較可能な型に対して動作するような、

  // 総称的な関数に対して特に重要です。

  auto min(T1, T2)(T1 lhs, T2 rhs) {

      return rhs < lhs ? rhs : lhs;

  }

  Standard input
  

  Command line arguments
  

  Application output
  Running...
• 自動的なメモリ管理が安全で簡潔で頑強なコードに役立ちます。 D は同時にスコープによるリソース管理 (別名 RAII 技法) と scope 文 もサポートし、 決定的なトランザクション的コードを簡単に読み書きできるようにしています。
  (例を表示)

  import std.stdio;
  
  class Widget { }
  
  void main() {
      // 自動管理
      auto w = new Widget;
      // スコープ終了時に必ず実行されるコード
      scope(exit) { writeln("Exiting main."); }
      // Fileはスコープ終了時に決定的に閉じられる
      foreach (line; File("text.txt").byLine()) {
          writeln(line);
      }
      writeln();
  }
  

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  import std.stdio;

  class Widget { }

  void main() {

      // 自動管理

      auto w = new Widget;

      // スコープ終了時に必ず実行されるコード

      scope(exit) { writeln("Exiting main."); }

      // Fileはスコープ終了時に決定的に閉じられる

      foreach (line; File("text.txt").byLine()) {

          writeln(line);

      }

      writeln();

  }

  Standard input
  

  Command line arguments
  

  Application output
  Running...
• 組み込みの配列と連想配列、スライス、そしてレンジの機能が、 日々のプログラミングを簡単で、小規模から大規模まで種々のタスクを楽しいものにします。
  (例を表示)

  #!/usr/bin/rdmd
  import std.range, std.stdio;
  
  // 標準入力の平均行数を計算
  void main() {
      ulong lines = 0, sumLength = 0;
      foreach (line; stdin.byLine()) {
          ++lines;
          sumLength += line.length;
      }
      writeln("Average line length: ",
          lines ? cast(double) sumLength / lines : 0.0);
  }
  

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  #!/usr/bin/rdmd

  import std.range, std.stdio;

  // 標準入力の平均行数を計算

  void main() {

      ulong lines = 0, sumLength = 0;

      foreach (line; stdin.byLine()) {

          ++lines;

          sumLength += line.length;

      }

      writeln("Average line length: ",

          lines ? cast(double) sumLength / lines : 0.0);

  }

  Standard input
  Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Mauris tristique rutrum sem, nec convallis enim bibendum ut. Donec ac dolor tortor, sit amet consequat turpis. In hac habitasse platea dictumst. Fusce lacus dolor, sodales ac consequat eu, ultricies et leo. In commodo scelerisque urna non posuere. Sed justo ipsum, consectetur nec sodales in, faucibus ut nunc. Phasellus nunc metus, mollis eu malesuada at, scelerisque eget nulla.

  Command line arguments
  

  Application output
  Running...

表現力

• 最高のパラダイムとは、他のパラダイムに犠牲を強いることが無いことです。 D は古典的な多態性、値セマンティクス、関数型スタイル、 総称性、生成的プログラミング、契約プログラミング、 その他様々な手法を提供します—すべてがハーモニーを奏でる形で。.
  (例を表示)

  // インターフェイスとクラス
  interface Printable {
     void print(uint level)
     in { assert(level > 0); } // 契約
  }
  
  // インターフェイスの実装
  class Widget : Printable {
     void print(uint level) 
     in{ }
     body{ }
  }
  
  // 単一継承
  class ExtendedWidget : Widget {
     override void print(uint level)
     in { /* 事前条件の緩和 */  }
     body {
         //... level may be 0 here ...
     }
  }
  
  // 不変データのスレッド間共有
  immutable string programName = "demo";
  // 可変データはスレッドローカル
  int perThread = 42;
  // 明示的な共有
  shared int perApp = 5;
  
  // 構造体は値セマンティクス
  struct BigNum {
      // コピーへの割り込み
      this(this) { ... }
      // デストラクタへの割り込み
      ~this() { ... }
  }
  
  void main()
  {
      // ...
  }
  

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  // インターフェイスとクラス

  interface Printable {

     void print(uint level)

     in { assert(level > 0); } // 契約

  }

  // インターフェイスの実装

  class Widget : Printable {

     void print(uint level) 

     in{ }

     body{ }

  }

  // 単一継承

  class ExtendedWidget : Widget {

     override void print(uint level)

     in { /* 事前条件の緩和 */  }

     body {

         //... level may be 0 here ...

     }

  }

  // 不変データのスレッド間共有

  immutable string programName = "demo";

  // 可変データはスレッドローカル

  int perThread = 42;

  // 明示的な共有

  shared int perApp = 5;

  // 構造体は値セマンティクス

  struct BigNum {

      // コピーへの割り込み

      this(this) { ... }

      // デストラクタへの割り込み

      ~this() { ... }

  }

  void main()

  {

      // ...

  }

  Standard input
  

  Command line arguments
  

  Application output
  Running...
• Dは並行性へのイノベーティブなアプローチを提供します。 真に変更不可能なデータ、メッセージパッシング、スレッド間での、デフォルトでのデータ非共有、 そして制御された変更可能な共有データなどがあります。詳しくはこちら。
• 簡単なスクリプトから大規模なプロジェクトまで、 Dはどんなアプリケーションの要求にもスケールする幅広さを備えています: 単体テスト、 情報の隠蔽、洗練されたモジュール性、高速なコンパイル、 正確なインターフェイス、など。詳しくはこちら。

効率性

• D は自然に効率的なネイティブコードにコンパイルされます。
• D は最も"自然な"コードが高速で しかも 安全に動作するよう設計されています。 時には、型安全性の保証を回避して、最高速度と完全な制御を必要とする機能もあるでしょう。 そのようなレアケースのために、 D は生のポインタや型キャスト、一切の橋渡し処理なしのC関数の直接呼び出し、 そしてインラインアセンブラをもサポートしています。
  (例を表示)

  import core.stdc.stdlib;
  
  void livingDangerously() {
      // C の mallo と free を使用
      auto buf = malloc(1024 * 1024);
      scope(exit) free(buf); // スコープ終了時の自動解放
      // メモリを float の配列と解釈
      auto floats = cast(float[]) buf[0 .. 1024 * 1024];
      // スタック割り当てすらも可能
      auto moreBuf = alloca(4096 * 100);
      //...
  }
  
  // x86 でさらなる速度を得るためのインラインアセンブラの使用
  uint checked_multiply(uint x, uint y) {
      uint result;
      version (D_InlineAsm_X86) {
          // インラインアセンブラからDの変数が"見える"
          asm {
              mov     EAX,x        ;
              mul     EAX,y        ;
              mov     result,EAX   ;
              jc      Loverflow    ;
          }
          return result;
      } else {
          result = x * y;
          if (!y || x <= uint.max / y)
             return result;
     }
  Loverflow:
     throw new Exception("multiply overflow");
  }
  
  void main()
  {
      // ...
  }
  

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  import core.stdc.stdlib;

  void livingDangerously() {

      // C の mallo と free を使用

      auto buf = malloc(1024 * 1024);

      scope(exit) free(buf); // スコープ終了時の自動解放

      // メモリを float の配列と解釈

      auto floats = cast(float[]) buf[0 .. 1024 * 1024];

      // スタック割り当てすらも可能

      auto moreBuf = alloca(4096 * 100);

      //...

  }

  // x86 でさらなる速度を得るためのインラインアセンブラの使用

  uint checked_multiply(uint x, uint y) {

      uint result;

      version (D_InlineAsm_X86) {

          // インラインアセンブラからDの変数が"見える"

          asm {

              mov     EAX,x        ;

              mul     EAX,y        ;

              mov     result,EAX   ;

              jc      Loverflow    ;

          }

          return result;

      } else {

          result = x * y;

          if (!y || x <= uint.max / y)

             return result;

     }

  Loverflow:

     throw new Exception("multiply overflow");

  }

  void main()

  {

      // ...

  }

  Standard input
  

  Command line arguments
  

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  Running...
• @safe, @trusted, @system の3つのモジュール属性によって、 プログラマは安全性と効率性のトレードオフをアプリケーション毎に最適に選択することができ、 その一貫性をコンパイラに検査させることができます。 詳しくはこちら。