Язык программирования D

Оглавление....5

Об авторе....13

Предисловие Уолтера Брайта....14

Предисловие Скотта Мейерса....18

Предисловие научных редакторов перевода....21

Введение....23

Глава 1. Знакомство с языком D....29

1.1. Числа и выражения....31

1.2. Инструкции....34

1.3. Основы работы с функциями....35

1.4. Массивы и ассоциативные массивы....36

1.4.1. Работаем со словарем....36

1.4.2. Получение среза массива. Функции с обобщенными типами параметров. Тесты модулей....39

1.4.3. Подсчет частот. Лямбда-функции....41

1.5. Основные структуры данных....44

1.6. Интерфейсы и классы....49

1.6.1. Больше статистики. Наследование....53

1.7. Значения против ссылок....55

1.8. Итоги ....57

Глава 2. Основные типы данных. Выражения....59

2.1. Идентификаторы....61

2.1.1. Ключевые слова....61

2.2. Литералы....62

2.2.1. Логические литералы....62

2.2.2. Целые литералы....63

2.2.3. Литералы с плавающей запятой....64

2.2.4. Знаковые литералы....66

2.2.5. Строковые литералы....67

2.2.6. Литералы массивов и ассоциативных массивов....72

2.2.7. Функциональные литералы....73

2.3. Операции....75

2.3.1. L-значения и r-значения....75

2.3.2. Неявные преобразования чисел....76

2.3.3. Типы числовых операций....79

2.3.4. Первичные выражения....80

2.3.5. Постфиксные операции....84

2.3.6. Унарные операции....86

2.3.7. Возведение в степень....89

2.3.8. Мультипликативные операции....89

2.3.9. Аддитивные операции....90

2.3.10. Сдвиг....90

2.3.11. Выражения in....91

2.3.12. Сравнение....92

2.3.13. Поразрядные ИЛИ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и И....94

2.3.14. Логическое И....94

2.3.15. Логическое ИЛИ....94

2.3.16. Тернарная условная операция....95

2.3.17. Присваивание....95

2.3.18. Выражения с запятой....96

2.4. Итоги и справочник....96

Глава 3. Инструкции....100

3.1. Инструкция-выражение....101

3.2. Составная инструкция....101

3.3. Инструкция if....102

3.4. Инструкция static if....103

3.5. Инструкция switch....106

3.6. Инструкция final switch....108

3.7. Циклы....109

3.7.1. Инструкция while (цикл с предусловием)....109

3.7.2. Инструкция do-while (цикл с постусловием)....109

3.7.3. Инструкция for (цикл со счетчиком)....109

3.7.4. Инструкция foreach (цикл просмотра)....110

3.7.5. Цикл просмотра для работы с массивами....111

3.7.6. Инструкции continue и break....114

3.8. Инструкция goto (безусловный переход)....114

3.9. Инструкция with....116

3.10. Инструкция return ....117

3.11. Обработка исключительных ситуаций....117

3.12. Инструкция mixin....119

3.13. Инструкция scope....120

3.14. Инструкция synchronized....125

3.15. Конструкция asm....125

3.16. Итоги и справочник....126

Глава 4. Массивы, ассоциативные массивы и строки....130

4.1. Динамические массивы....130

4.1.1. Длина....132

4.1.2. Проверка границ....132

4.1.3. Срезы....134

4.1.4. Копирование....135

4.1.5. Проверка на равенство....137

4.1.6. Конкатенация....137

4.1.7. Поэлементные операции....137

4.1.8. Сужение....139

4.1.9. Расширение....140

4.1.10. Присваивание значения свойству .length....143

4.2. Массивы фиксированной длины....144

4.2.1. Длина....146

4.2.2. Проверка границ....146

4.2.3. Получение срезов....146

4.2.4. Копирование и неявные преобразования....147

4.2.5. Проверка на равенство....148

4.2.6. Конкатенация....148

4.2.7. Поэлементные операции....149

4.3. Многомерные массивы....149

4.4. Ассоциативные массивы....151

4.4.1. Длина....152

4.4.2. Чтение и запись ячеек....153

4.4.3. Копирование....154

4.4.4. Проверка на равенство....154

4.4.5. Удаление элементов....154

4.4.6. Перебор элементов....155

4.4.7. Пользовательские типы....156

4.5. Строки....156

4.5.1. Кодовые точки....156

4.5.2. Кодировки....157

4.5.3. Знаковые типы ....160

4.5.4. Массивы знаков + бонусы = строки....160

4.6. Опасный собрат массива – указатель....164

4.7. Итоги и справочник....166

Глава 5. Данные и функции. Функциональный стиль....170

5.1. Написание и модульное тестирование простой функции....171

5.2. Соглашения о передаче аргументов и классы памяти....173

5.2.1. Параметры и возвращаемые значения, переданные по ссылке (с ключевым словом ref)....174

5.2.2. Входные параметры (с ключевым словом in)....175

5.2.3. Выходные параметры (с ключевым словом out)....176

5.2.4. Ленивые аргументы (с ключевым словом lazy)....177

5.2.5. Статические данные (с ключевым словом static)....178

5.3. Параметры типов....179

5.4. Ограничения сигнатуры....181

5.5. Перегрузка....183

5.5.1. Отношение частичного порядка на множестве функций....185

5.5.2. Кроссмодульная перегрузка....188

5.6. Функции высокого порядка. Функциональные литералы....190

5.6.1. Функциональные литералы против литералов делегатов....192

5.7. Вложенные функции....193

5.8. Замыкания....194

5.8.1. Так, это работает… Стоп, не должно… Нет, все же работает!....196

5.9. Не только массивы. Диапазоны. Псевдочлены....197

5.9.1. Псевдочлены и атрибут @property....199

5.9.2. Свести – но не к абсурду....201

5.10. Функции с переменным числом аргументов....203

5.10.1. Гомогенные функции с переменным числом аргументов....203

5.10.2. Гетерогенные функции с переменным числом аргументов....205

5.10.3. Гетерогенные функции с переменным числом аргументов. Альтернативный подход....209

5.11. Атрибуты функций....214

5.11.1. Чистые функции....214

5.11.2. Атрибут nothrow....217

5.12. Вычисления во время компиляции....218

Глава 6. Классы. Объектно-ориентированный стиль....225

6.1. Классы....225

6.2. Имена объектов – это ссылки....227

6.3. Жизненный цикл объекта....231

6.3.1. Конструкторы....232

6.3.2. Делегирование конструкторов....233

6.3.3. Алгоритм построения объекта....235

6.3.4. Уничтожение объекта и освобождение памяти....237

6.3.5. Алгоритм уничтожения объекта....237

6.3.6. Стратегия освобождения памяти....239

6.3.7. Статические конструкторы и деструкторы....242

6.4. Методы и наследование....244

6.4.1. Терминологический «шведский стол»....245

6.4.2. Наследование – это порождение подтипа. Статический и динамический типы....246

6.4.3. Переопределение – только по желанию....247

6.4.4. Вызов переопределенных методов....248

6.4.5. Ковариантные возвращаемые типы....249

6.5. Инкапсуляция на уровне классов с помощью статических членов ....251

6.6. Сдерживание расширяемости с помощью финальных методов....251

6.6.1. Финальные классы....253

6.7. Инкапсуляция....254

6.7.1. private....255

6.7.2. package....255

6.7.3. protected....255

6.7.4. public....256

6.7.5. export....256

6.7.6. Сколько инкапсуляции?....257

6.8. Основа безраздельной власти....260

6.8.1. string toString()....260

6.8.2. size_t toHash()....261

6.8.3. bool opEquals(Object rhs)....261

6.8.4. int opCmp(Object rhs)....265

6.8.5. static Object factory (string className)....266

6.9. Интерфейсы....268

6.9.1. Идея невиртуальных интерфейсов (NVI)....269

6.9.2. Защищенные примитивы....272

6.9.3. Избирательная реализация....274

6.10. Абстрактные классы....274

6.11. Вложенные классы....278

6.11.1. Вложенные классы в функциях....280

6.11.2. Статические вложенные классы....281

6.11.3. Анонимные классы....282

6.12. Множественное наследование....283

6.13. Множественное порождение подтипов....287

6.13.1. Переопределение методов в сценариях множественного порождения подтипов....288

6.14. Параметризированные классы и интерфейсы....290

6.14.1. И снова гетерогенная трансляция....292

6.15. Переопределение аллокаторов и деаллокаторов....294

6.16. Объекты scope....296

6.17. Итоги ....299

Глава 7. Другие пользовательские типы....301

7.1. Структуры....302

7.1.1. Семантика копирования....303

7.1.2. Передача объекта-структуры в функцию....304

7.1.3. Жизненный цикл объекта-структуры....305

7.1.4. Статические конструкторы и деструкторы....316

7.1.5. Методы....317

7.1.6. Статические внутренние элементы....321

7.1.7. Спецификаторы доступа....322

7.1.8. Вложенность структур и классов....323

7.1.9. Структуры, вложенные в функции....324

7.1.10. Порождение подтипов в случае структур. Атрибут @disable....325

7.1.11. Взаимное расположение полей. Выравнивание....328

7.2. Объединение ....331

7.3. Перечисляемые значения....334

7.3.1. Перечисляемые типы....336

7.3.2. Свойства перечисляемых типов....337

7.4. alias....338

7.5. Параметризированные контексты (конструкция template)....341

7.5.1. Одноименные шаблоны....343

7.5.2. Параметр шаблона this....344

7.6. Инъекции кода с помощью конструкции mixin template....345

7.6.1. Поиск идентификаторов внутри mixin....347

7.7. Итоги....348

Глава 8. Квалификаторы типа....349

8.1. Квалификатор immutable....350

8.1.1. Транзитивность....351

8.2. Составление типов с помощью immutable....353

8.3. Неизменяемые параметры и методы....354

8.4. Неизменяемые конструкторы....356

8.5. Преобразования с участием immutable....357

8.6. Квалификатор const....359

8.7. Взаимодействие между const и immutable....361

8.8. Распространение квалификатора с параметра на результат....362

8.9. Итоги ....363

Глава 9. Обработка ошибок....364

9.1. Порождение и обработка исключительных ситуаций....364

9.2. Типы....366

9.3. Блоки finally....369

9.4. Функции, не порождающие исключения (nothrow), и особая природа класса Throwable....370

9.5. Вторичные исключения....370

9.6. Раскрутка стека и код, защищенный от исключений....373

9.7. Неперехваченные исключения....376

Глава 10. Контрактное программирование....377

10.1. Контракты....378

10.2. Утверждения....381

10.3. Предусловия....382

10.4. Постусловия....384

10.5. Инварианты....385

10.6. Пропуск проверок контрактов. Итоговые сборки....389

10.6.1. enforce – это не (совсем) assert....389

10.6.2. assert(false) – останов программы....391

10.7. Контракты – не для очистки входных данных....392

10.8. Наследование....394

10.8.1. Наследование и предусловия....394

10.8.2. Наследование и постусловия....396

10.8.3. Наследование и инварианты....398

10.9. Контракты и интерфейсы....398

Глава 11. Расширение масштаба....401

11.1. Пакеты и модули....401

11.1.1. Объявления import....403

11.1.2. Базовые пути поиска модулей....405

11.1.3. Поиск имен....406

11.1.4. Объявления public import....409

11.1.5. Объявления static import....410

11.1.6. Избирательные включения....411

11.1.7. Включения с переименованием....412

11.1.8. Объявление модуля....414

11.1.9. Резюме модулей....415

11.2. Безопасность....418

11.2.1. Определенное и неопределенное поведение....419

11.3.2. Атрибуты @safe, @trusted и @system....420

11.3. Конструкторы и деструкторы модулей....422

11.3.1. Порядок выполнения в рамках модуля....423

11.3.2. Порядок выполнения при участии нескольких модулей....423

11.4. Документирующие комментарии....424

11.5. Взаимодействие с C и C++....425

11.5.1. Взаимодействие с классами C++....426

11.6. Ключевое слово deprecated....427

11.7. Объявления версий....427

11.8. Отладочные объявления....429

11.9. Стандартная библиотека D....429

11.10. Встроенный ассемблер....431

11.10.1. Архитектура x86....432

11.10.2. Архитектура x86-64....435

11.10.3. Разделение на версии....436

11.10.4. Соглашения о вызовах....437

11.10.5. Рациональность....441

Глава 12. Перегрузка операторов....443

12.1. Перегрузка операторов в D....445

12.2. Перегрузка унарных операторов....445

12.2.1. Объединение определений операторов с помощью выражения mixin....446

12.2.2. Постфиксный вариант операторов увеличения и уменьшения на единицу ....447

12.2.3. Перегрузка оператора cast....448

12.2.4. Перегрузка тернарной условной операции и ветвления....449

12.3. Перегрузка бинарных операторов....450

12.3.1. Перегрузка операторов в квадрате....451

12.3.2. Коммутативность....452

12.4. Перегрузка операторов сравнения....453

12.5. Перегрузка операторов присваивания....454

12.6. Перегрузка операторов индексации....456

12.7. Перегрузка операторов среза....458

12.8. Оператор $....458

12.9. Перегрузка foreach....459

12.9.1. foreach с примитивами перебора....459

12.9.2. foreach с внутренним перебором....460

12.10. Определение перегруженных операторов в классах....462

12.11. Кое-что из другой оперы: opDispatch....463

12.11.1. Динамическое диспетчирование с opDispatch....465

12.12. Итоги и справочник....466

Глава 13. Параллельные вычисления....469

13.1. Революция в области параллельных вычислений....470

13.2. Краткая история механизмов разделения данных....473

13.3. Смотри, мам, никакого разделения (по умолчанию)....477

13.4. Запускаем поток....479

13.4.1. Неизменяемое разделение....480

13.5. Обмен сообщениями между потоками....481

13.6. Сопоставление по шаблону с помощью receive....483

13.6.1. Первое совпадение....485

13.6.2. Соответствие любому сообщению....486

13.7. Копирование файлов – с выкрутасом....486

13.8. Останов потока....488

13.9. Передача нештатных сообщений....490

13.10. Переполнение почтового ящика....492

13.11. Квалификатор типа shared....493

13.11.1. Сюжет усложняется: квалификатор shared транзитивен....494

13.12. Операции с разделяемыми данными и их применение....495

13.12.1. Последовательная целостность разделяемых данных....496

13.13. Синхронизация на основе блокировок через синхронизированные классы....497

13.14. Типизация полей в синхронизированных классах....502

13.14.1. Временная защита == нет утечкам....503

13.14.2. Локальная защита == разделение хвостов....504

13.14.3. Принудительные идентичные мьютексы....506

13.14.4. Фильм ужасов: приведение от shared....507

13.15. Взаимоблокировки и инструкция synchronized....508

13.16. Кодирование без блокировок с помощью разделяемых классов....510

13.16.1. Разделяемые классы....511

13.16.2. Пара структур без блокировок....512

13.17. Статические конструкторы и потоки....515

13.18. Итоги ....517

Литература....518

Алфавитный указатель....523

D - это язык программирования, цель которого - помочь программистам справиться с непростыми современными проблемами разработки программного обеспечения. Он создает все условия для организации взаимодействия модулей через точные интерфейсы, поддерживает целую федерацию тесно взаимосвязанных парадигм программирования (императивное, объектно-ориентированное, функциональное и метапрограммирование), обеспечивает изоляцию потоков, модульную безопасность типов, предоставляет рациональную модель памяти и многое другое.

«Язык программирования D» - это введение в D, автору которого можно доверять. Это книга в фирменном стиле Александреску - она написана неформальным языком, но без лишних слов и не в ущерб точности. Андрей рассказывает о выражениях и инструкциях, о функциях, контрактах, модулях и о многом другом, что есть в языке D. В книге вы найдете полный перечень средств языка с объяснениями и наглядными примерами; описание поддержки разных парадигм программирования конкретными средствами языка D; информацию о том, почему в язык включено то или иное средство, и советы по их использованию; обсуждение злободневных вопросов, таких как обработка ошибок, контрактное программирование и параллельные вычисления. Книга написана для практикующего программиста, причем она не просто знакомит с языком - это настоящий справочник полезных методик и идиом, которые облегчат жизнь не только программиста на D, но и программиста вообще.