D語言基礎知識有哪些

本篇文章給大家分享的是有關 D語言基礎知識有哪些，小編覺得挺實用的，因此分享給大家學習，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲，話不多說，跟著小編一起來看看吧。

引言

D 語言是一門語法相當優(yōu)雅的編譯型語言，自 1999 年發(fā)布至今已發(fā)展了 20 年，它既擁有 Java 那樣強大的表現(xiàn)力，又具有 C++ 相當?shù)男阅?，本來是一門未來相當明朗的語言，但是當年因為 2.x 版本破壞性升級導致社區(qū)大量核心開發(fā)者將其放棄。

2010 年，伴隨著 Andrei Alexandrescu 新書《The D Programming Language》的出版，D 語言又變得活躍起來，D 語言 2.0 的特性變得穩(wěn)定，運行庫與標準庫的分離，解決了 D 語言 1.0 時期標準庫之爭的問題。

2011 年，D 語言的開發(fā)遷移到了 Github，在有了更好的代碼管理和 bug 跟蹤方式之后，參與到 D 語言編譯器、運行庫和標準庫開發(fā)的人員也有了明顯的增加。次年，D 語言 1.0 版本停止更新，開發(fā)者全力投入到 2.0 的開發(fā)。

2014 年，D 語言編譯器前端代碼的許可協(xié)議變更為更加寬松的 Boost 許可。在 2017 年，編譯器所有代碼最終都使用了 Boost 許可。在解決編譯器源碼許可問題之后，D 語言在開源社區(qū)中變得更加開放，并順利合并進入了 GCC 9.x。

直到 2015 年，D 語言社區(qū)進一步恢復活力，基于包管理的構建方式開始成熟，大量的開發(fā)庫開始涌現(xiàn)并應用到實際項目中。目前，已注冊項目庫達 1 千 6 百多個。

重新燃起希望的 D 語言在版本發(fā)布的規(guī)劃上非常穩(wěn)健，直至今日來說每兩個月都可以保證一個大版本的發(fā)布。平均每個版本的開發(fā)者數(shù)量都有超過 50 個核心貢獻者，最近的 2.087.0 更是達到了 62 位核心開發(fā)者的貢獻。

編程語言的戰(zhàn)爭異常慘烈，本文希望通過介紹，讓開發(fā)者重新來了解一下 D 語言，認識到 D 語言其實是一門能力強大的語言，并且它可以用于不同的場景，生態(tài)也在不斷發(fā)展完善中。

第一部分：D 語言主要特點

D 語言是在吸取 C++ 遇到的各種教訓基礎上設計出來的，擁有與之類似的編程風格，許多概念與 C 或 C++ 都是相通的。不過，D 語言也有自己的一些特點，如支持閉包、匿名函數(shù)、編譯時函數(shù)執(zhí)行、支持垃圾回收等。具體來講，D 語言擁有以下幾個主要特點：

面向對象編程

D 語言允許定義類和接口。像 Java 一樣，D 語言的繼承模型是單類繼承和多接口繼承。所有的類都有一個根類 Object。D 語言的類和接口都是引用類型，而結構是值類型，且不允許繼承。

函數(shù)式編程

D 語言像 C++ 一樣，允許在類或結構外單獨定義函數(shù)。它還提供了各種不可變數(shù)據類型、匿名函數(shù)和閉包、UFCS（統(tǒng)一函數(shù)調用語法）等特性來更好地支持函數(shù)式編程。

泛型編程

D 語言允許定義模型類型，也支持直接定義模板類和模板函數(shù)。模板允許嵌套定義，模板方法甚至允許遞歸調用。通過模板約束可以實現(xiàn)模板類型重載。模板參數(shù)支持不定個數(shù)類型。除此以外，模板參數(shù)類型還支持自動推導。

元編程

D 語言里的純函數(shù)不會對全局變量產生任何影響，因此可以在編譯時直接調用。借助 static if、static foreach、mixin 等語句，可以編寫在編譯時執(zhí)行的代碼，動態(tài)生成代碼，滿足快速定制應用功能的需求。

安全內存

默認支持基于垃圾回收的內存管理方式，從而讓編程變得更簡單，內存變得安全，程序變得更穩(wěn)定。除此之外，也可以根據需要對關鍵的內存資源選擇手動管理方式。借助 scope 語句，可以很好地控制內存資源申請和釋放點。D 語言內部有一套核心的類型定義和實現(xiàn)，它是 D 語言的一個子集，也被稱作 SafeD，用于保護內存的安全。

模塊化編程

D 語言的每一個源文件都被定義為一個模塊(module)，源文件之間的依賴即體現(xiàn)了模塊之間的依賴。同一目錄下的多個模塊可以組成一個包(package)?；谀K的代碼讓項目的邏輯變得更加清晰，也為項目的快速構建和編譯提供了支持。

其他語言交互

D語言的ABI與C語言完全兼容，因此它也具有很好的與其他語言交互的能力，如與 C、C++ 和 Objective-C 等語言進行交互編程。D 語言甚至支持直接嵌入匯編語言，部分性能關鍵的代碼可以直接使用匯編語言來實現(xiàn)。D 語言的 BetterC 特性是 D 語言的一個子集，能完全去除 GC 依賴，并以更好 C 語言的方式來代替 C 語言編程，它能勝任 C 語言做的絕大部分工作。在 Windows 平臺下，可以使用 COM 接口實現(xiàn)與其他語言的交互。

基于包的應用構建

這個不屬于 D 語言本身特性，但是在 D 語言的開發(fā)生態(tài)里，這是一種很非常重要和便捷的 D 語言應用構建方式。dub 是 D 語言的應用構建工具，它可以很好地管理應用包之間的依賴關系，快速地構建出 D 語言應用。

除了上述特點，D 語言還提供了許多其他特性，如內建關聯(lián)數(shù)組、單元測試、內聯(lián)匯編、內嵌文檔等，這些特性讓 D 語言成為了一門功能強大的語言。

第二部分：與其它語言的簡要對比

D 語言與 Java 相比

眾所周知 Java 對工業(yè)化架構的設計非常棒，遠超越 C++、Golang 等語言，能與 Java 相提并論的只有 C#，在研究中我們發(fā)現(xiàn) D 同樣具備工業(yè)化的特性，而且不需要那么龐雜的虛擬機開發(fā)環(huán)境，D 的性能比起 Java 來說好的非常明顯，而且整合 C、C++ 庫的時候也非常方便，而 Java 想整合 C、C++ 就需要非常麻煩的 jni 對去接。畢竟 D 語言是名副其實的系統(tǒng)級開發(fā)語言，D 語言在面向對象方面并不像 Java 那樣強制每個文件都是對象，而更像 C++ 那樣擁有一個 main() 函數(shù)作為程序入口。

示例代碼

import std.stdio;  void main()  {      writeln("Hello world!");  }

D 語言與 C++ 相比

說到性能，C++ 一直占據服務端高性能的首選，但是 D 的性能與 C++ 相比幾乎打成平手，但效率可以 3~5 倍于 C++。當然 D 與 C 語言各種庫整合同樣方便，因為 D 語言是二進制與 C、C++ 兼容的，語法更像是 C++ 的超級升級版，D 在對 hashMap 操作時性能比 C++ 還要高，而且只要是掌握 C++ 的人可以沒有任何門檻地使用 D 語言。

示例代碼

import std.stdio;  void main()  {      foreach(i; 1..10)      {          writeln(i);      }  }

D 語言與 PHP 相比

PHP 是服務端腳本語言占有率最高的語言，PHP 的優(yōu)勢就是簡單，無需引入什么包就可以使用語言本身的所有函數(shù)，但是也就是這樣 PHP 的性能一直沒有明顯改進，雖然說 PHP 7.x 的出現(xiàn)讓 PHP 的性能提升了 2.x 倍，但是那只是和非常慢的 PHP 5.x 相比而已，與編譯型語言相比還是相差太多。PHP 有非常明顯的短板，比如不支持多線程、長連接不友好、弱類型、跨語言 RPC 協(xié)議支持不穩(wěn)定、部署需要 PHP 運行環(huán)境等，而 D 語言具備 C++ 可實現(xiàn)的所有功能，包括內嵌匯編，開發(fā)效率上來講與 PHP 相比只是多了個強類型的概念，而 D 語言標準庫也提供 to 方法讓你非常方便地進行各種類型的轉換。

示例代碼

import std.stdio : writeln;  import std.conv : to;   void main()  {      int i = 10000;      string s = "Is string ";      s ~= i.to!string;    // PHP 使用點連接兩個字符串，而 D 語言使用波浪線連接兩個字符串      writeln(s);    // 輸出結果 Is string 10000  }

D 語言可替代 C 語言

前陣子有一篇文章比較火，有一位 i3 核心開發(fā)者在文章中說到，D 才是真正替代 C 的首選語言，他認為 D 二進制與 C、C++ 完全兼容所以可直接使用這兩個語言的二進制庫，D 甚至可以用 dpp 項目直接 #include 語法引入 *.h 文件，作者同時也說到為什么 C 的替代者不是 Rust 和 Golang，有興趣的同學可以自行了解原文《D as a C Replacement》。

gcc 整合 D 語言編譯支持

這是一個非常大的進步，在近期發(fā)布的 gcc 9.1 大版本中整合了 DLang 全新的編譯器前端也就是 gdc，現(xiàn)在整個社區(qū)有更多開發(fā)者對 D 項目進行推進，也有更多人在使用 D 完成之前 C/C++ 的工作。

第三部分：D 語言主要應用

作為一門支持 GC 的系統(tǒng)語言，D 語言已被許多公司采納和應用，其中不乏像 Facebook、eBay 這樣的大公司。D 的應用涉及了游戲、Web 應用、GUI 應用、操作系統(tǒng)、編譯器、嵌入式、科學計算與教育等多個領域。

游戲開發(fā)

Remedy 公司已成功地用 D 語言將一款 3A 游戲 Quantum Break 移植到了 XBox One 和 Windows 10 平臺。另外，有純 D 語言實現(xiàn)的 3D 游戲引擎 Dash 和 D 語言游戲開發(fā)工具庫 gfm。

Web 框架

編程語言在 Web 服務端框架非常重要，有好用的框架可以讓整個語言充滿活力，就像 Java 有一個 Spring Framework 框架，PHP 有一個 laravel 框架，Python 擁有一個 Django，而 Ruby 擁有 Rails，所以既然是構建服務端應用 DLang 也同樣擁有一個代表性的框架 Hunt Framework。

數(shù)據庫操作

數(shù)據庫操作是大部分應用項目都不可或缺的一個基本操作，操作方式主要有兩種：編寫 SQL 腳本和 ORM。

直接操作數(shù)據庫的 D 語言開庫有 ddbc / (http://code.dlang.org/packages/ddbc)hunt-database 等，支持的數(shù)據庫包括 MySQL、PostgreSQL 和 SQLite 等。其中，新版本的 hunt-database 的底層驅動庫已從綁定 C 語言的方式升級為了直接使用 D 語言實現(xiàn)，減少了對第三方庫的依賴。

采用 ORM 方式的 D 語言開庫有 hibernated / hunt-entity 等。其中，hunt-entity 借鑒了 Java JPA 和 spring-data-jpa 的概念，工業(yè)化程度高，操作合理并且易于維護。

微服務相關

hunt-service 是基于 gRPC 協(xié)議的分布式 RPC 服務器與客戶端庫，很容易使用，也非常方便與 hunt-framework 整合構建微服務架構。

neton 是基于 raft 算法的分布式服務發(fā)現(xiàn)注冊應用服務。

GUI 應用

其實 D 語言的推出比較早，所以 GTK 的整合非常完整，眾所周知 gtk 官方的 vala 語言也大量借鑒了 D 的語言設計，所以 gtkd 能夠非常方便的構建客戶端應用，官方也有開發(fā)者推出了新的教程站點非常棒：gtkDcoding | Simple examples of how to use GtkD to build GUI applications(https://gtkdcoding.com/)

此外，純 D 語言實現(xiàn)的跨平臺 GUI 庫 dlangui 也有不俗的表現(xiàn)，有一個 DLangIDE 就是基于它實現(xiàn)的。更多 GUI 庫可以參考這里。

系統(tǒng)應用

在編譯器方面，DMD 前端已實現(xiàn)自舉。在操作系統(tǒng)方面，有 PowerNex(https://github.com/xomboverlord/xomb/tree/unborn) 與 Trinix 等系統(tǒng)嘗試。編譯器 LDC 甚至允許在更多的系統(tǒng)平臺下進行應用開發(fā)，如支持基于 ARM 和 MIPS 架構的嵌入式系統(tǒng)、Android 系統(tǒng)等。

科學計算

現(xiàn)在使用 D 語言可以方便的進行科學計算，mir 是其中的佼佼者，它對多維數(shù)組計算提供了優(yōu)秀的支持，性能超越了許多數(shù)值計算庫，達到商業(yè)水平。

以上就是 D語言基礎知識有哪些，小編相信有部分知識點可能是我們日常工作會見到或用到的。希望你能通過這篇文章學到更多知識。更多詳情敬請關注億速云行業(yè)資訊頻道。