Язык программирования D

У любого вменяемого программиста который сталкивается с языком программирования С++ должно рано или поздно возникать чувство отвращения и полной богозабытости. И если в случае с Java кто-то еще может поспорить что “светлое будущее впереди” (фиаско с Java 7 как бы намекает), то с С++ мне кажется определились все: и те кто недавно перешли или решили просто попробовать, и те кто с ним работают десятилетиями.

С++ устарел. Программы на С++, как бы красиво они не выглядели, не соответствуют современным реалиям. Попытки пропатчить C++ под 0x/2011 выглядят трезвыми только на фоне того, что в “плюсах” появились лямбда-выражения, а в Java 7 у Oracle нехватило силенок их сделать.

Вообще, мне по большому счету все равно. Все равно насчет Java-стека т.к. на Java я не пишу, на Scala меня не тянет (синтаксис F# на порядок лучше, имхо). С другой стороны, у меня есть небольшие “вкрапления” С++ в проекты, поэтому о них наверное стоит рассказать.

Зачем нужен С++?

Конкретно мне С++ нужен для параллелизации. Нет, поймите меня правильно, я ни в коей случае не против TPL и всяких прелестей вроде Parallel.For или AsParallel(). Более того, все что я сейчас делаю с коллекциями обычно содержит использование TPL т.к. это достаточно безопасный способ ускорить программу.

Но есть ряд областей где .Net-а мало. Возьмем например обработку изображений – даже если вы напишете обработку Bitmap’а в unsafe режиме на C#, это все равно будет существенно медленнее чем использование C++. Особенно если учесть, что в плюсах есть доступ к SSE (__mm_mul_ps и все такое). И самое главное, что манипуляций-то никаких особо не нужно, т.к. класс System.Drawing.Bitmap может выдать указатель на фиксированный блок памяти, который в последствии можно через P/Invoke передать в тело метода на C++. А дальше можно использовать все прелести OpenMP, Threading Building Blocks, а также мощный инструментарий.

Кстати о… думаю стоит пояснить, что я религиозно использую стек Intel, т.е. Intel Parallel Studio со всеми прелестями. Это важно потому что инструментарий этот достаточно хороший и много чего умеет, компилятор С++ от Microsoft в былые годы (до Intel) был ооочень слабоват – в те времена, чтобы заработали примеры из Generative Programming, нужно было использовать KAI C++, Metrowerks или еще какой-то сторонний компилятор. Мне правда повезло – на шаблонное метапрограммирование я так и не подсел, хотя идея конечно заманчива.

Итак, если прорезюмировать то, зачем мне С++ нужен, должен сказать, что нужен он для производительности в параллелизуемых алгоритмах. Для нативных библиотек С++ не критичен, т.к. всегда можно написать P/Invoke обертку или скачать уже готовую, а вот для новых, свежих алгоритмов – при условии что они не требуют качественного библиотечного окружения – С++ очень даже подходит.

А причем тут D?

Я уже давно хотел попробовать D, но все нехаватало времени. Теперь же у меня получилось истратить день на изучение особенностей языка и выборочное читание частей The D Programming Language Александреску. Книга, кстати, классная – объем информации большой, написано с долей весьма своеобразного юмора.

Собственно использование D под Windows требует от вас две вещи.

Во-первых, нужно скачать компилятор. Инсталлятор (MSI) все делает сам, напрягаться толком не нужно.

Во-вторых, хоть это и опционально, можно скачать IDE или пакет поддержки уже существующей IDE. Я конечно же скачал Visual D – пакет для Visual Studio. Особенности пакета:

• Позволяет создавать проекты на языке D и конфигурировать их

• Весьма слабо поддерживает IntelliSense – можно сказать что поддержки практически нет

• Есть отладка (YMMV, конечно же)

• Все это, увы, 32-bit

Одна из фееричных особенностей использования D – это то, что компиляция практически моментальна. Всем кто привык работать со студией это должно выносить мозг. Вы нажали F6, и программа скомпилировалась – вот так, просто.

D vs. C++

В чем же приемущества D? Попробую перечислить то, что бросилось в глаза:

• Нет этого бреда с заголовочными файлами, #pragma once и т.п. Порядок файлов в проекте тоже не важен (F#, я смотрю на тебя). Пишешь module foo в одном файле и import foo в другом.

• Строки… строки вменяемы, почти как в C#. Почти потому что остались извраты с UTF-16 и UTF-32 для тех кто знает в этом толк. Да, естественно что до .Net в плане глобализации не дотянуть – но цель не в этом.

• Сборка мусора. При этом можно выделять память собственноручно если вдруг у вас приступ мазахизма.

• Свойства! Java и С++ могут убить себя об стену, __declspec(property) идет лесом. Свойства, имхо, должны быть в любом современном языке программирования. И тут они есть, и ими приятно пользоваться.

• Piece de resistance: ключевое слово mixin. Самый вменяемый подход к метапрограммированию, который просто ставит в угол Boo, Nemerle и иже с ними.

Язык D отличается очень продуманным, вменяемым дизайном и при этом не несет с собой кучу устаревшей/спорной идеологии на тему того что, например, публичные поля это плохо, надо делать свойства.

Mixin

Как работает метапрограммирование в языках вроде Boo? Там с помощью цитирования создается объектная модель кода – например [| x + y |] превращается в BinaryExpression. Вставки из реального мира делаются с помощью splice-оператора $. Тем самым, чтобы хоть что-то сгенерировать, нужно уметь создавать объектную модель нужного кода.

В большинстве случаев это вообще не нужно. Гораздо проще взять и сгенерировать строку (на подобии T4), которая создает текстовое представление и добавляет его в исходный код на этапе компиляции. Это в 100 раз проще чем мучаться с объектной моделью компилятора.

В языке D, инструкция mixin просто принимает строку. Напишите mixin("string Name;") и вы добавили в класс поле Name. Тривиально. Естественно что строки можно не только передавать напрямую, но и создавать отдельные функции, которые исполняются на этапе компиляции. Это решает проблему метапрограммирования в большинстве случаев.

Недостатки

Куда же без них. Вот то, что я успел заметить:

• Дебаггер порой идет совсем не туда куда нужно. Вложенные функции и делегаты дебажатся “с грехом пополам”.

• Конкретно под Windows, D компилируется только в 32-bit.

• Стандартные библиотеки конечно не дотягивают до какой-нть STL но они намного более вменяемы. Так что это палка о двух концах.

• Стандартных библиотек на самом деле две – Phobos и Tango. Какую использовать – непонятно. В Phobos я уже столкнулся с недопиленностью – например std.xml сейчас переписывается.

• Никто пока не воспринимает D серьезно. Даже у F# больше exposure чем у D, что собственно понятно – ведь F# продвигает Microsoft и этот язык активно используется в quant finance.

• IntelliSense не работает в Visual D. Надо будет еще глянуть на D-IDE которая, кстати, написана под .Net 4 :)

Впечатления

Мне D очень понравился. Это язык с максимальным уровнем вменяемости и достаточно низким уровнем шума. Если вам не нужно завязок на 100 библиотек, D позволит вам быстро разрабатывать и компилировать ваш код. При этом вы не теряете в выразительности – тут и делегаты, и события, и вложенные функции, функциональные литералы (= лямбда-выражения), не говоря уже о совсем продвинутых вещах вроде вариадичных шаблонов.

Резюмируя, должен сказать что D меня очаровал, и в ближайшее время я планирую его использовать к некритичных, non-production проектах дабы прочувствовать все его возможности. А они, судя по первичным наблюдениям, весьма обширны.