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