+
+.. Introducción y breve reseña del lenguaje de programación D. También
+ se presentan las necesidades particulares de D con respecto al
+ recolector de basura y su estado actual.
+ ESTADO: TERMINADO
+
+
+.. _ref_d:
+
+El lenguaje de programación D
+============================================================================
+
+
+Historia
+----------------------------------------------------------------------------
+
+D_ es un lenguaje de programación relativamente joven. Nació en 1999 y el
+2 de enero de 2007 salió su `versión 1.0`__. Poco tiempo después se
+continúo el desarrollo del lenguaje en la `versión 2.0`__, aún inestable
+y en la cual se está experimentando principalmente sobre
+multi-procesamiento.
+
+__ `D 1.0`_
+__ `D 2.0`_
+
+El lenguaje fue diseñado e implementado por `Walter Bright`_, desarrollador
+principal de Zortech C++, uno de los primeros compilador de C++ que
+compilaba a código nativo, y está fuertemente influenciado éste. Sin
+embargo toma muchos conceptos de otros lenguajes de más alto nivel, como
+Java_ o incluso lenguajes dinámicos como Perl_.
+
+El origen del lenguaje está plasmado en su sitio web, en donde se cita:
+
+ It seems to me that most of the "new" programming languages fall
+ into one of two categories: Those from academia with radical new
+ paradigms and those from large corporations with a focus on RAD and
+ the web. Maybe it's time for a new language born out of practical
+ experience implementing compilers.
+
+Esto podría traducirse como:
+
+ Parece que la mayoría de los lenguajes de programación "nuevos" caen
+ en 2 categorías: aquellos académicos con nuevos paradigmas radicales y
+ aquellos de grandes corporaciones con el foco en el desarrollo rápido
+ y web. Tal vez es hora de que nazca un nuevo lenguaje de la experiencia
+ práctica implementando compiladores.
+
+La versión 1.0 fue más bien una etiqueta arbitraria que un indicador real
+de estar ante una versión estable y completa. Luego de liberarse se
+siguieron agregando nuevas características al lenguaje hasta que se empezó
+el desarrollo en paralelo de la versión 2.0 al introducirse el concepto de
+inmutabilidad y funciones *puras* [#dpure]_ (a mediados de 2007).
+
+.. [#dpure] Por funciones *puras* en D_ se entiende que no tienen efectos
+ colaterales. Es decir, una función pura siempre que se llame
+ con la misma entrada producirá el mismo resultado. Esto es
+ análogo a como funcionan los lenguajes funcionales en general,
+ abríendo la puerta a la programación de estilo funcional en
+ D_.
+
+A partir de este momento la versión 1.0 quedó *teóricamente* congelada,
+introduciendo solo cambios que arreglen errores (*bug fixes*),
+introduciendo todos las nuevas características solamente en la versión
+2.0 del lenguaje. La realidad es que se hicieron cambios incompatibles a la
+versión 1.0 del lenguaje en reiteradas ocasiones, pero se fue tendiendo
+a cada vez introducir menos cambios incompatibles. Sin embargo al día de
+hoy el compilador de referencia sigue teniendo algunas características
+presentes en la especificación del lenguaje sin implementar, por lo que
+todavía no hay una implementación completa de la versión 1.0 del lenguaje,
+siendo esta etiqueta todavía un poco arbitraria.
+
+El lenguaje ha sido, hasta el desarrollo de la versión 2.0 al menos, un
+esfuerzo unipersonal de `Walter Bright`_, dados sus problemas a la hora de
+delegar o aceptar contribuciones. Esto motivó a la comunidad de usuarios de
+D_ a crear bibliotecas base alternativas a la estándar (llamada Phobos_) en
+las cuales se pudiera trabajar sin las trabas impuestas por el autor del
+lenguaje.
+
+En este contexto nacen primero Mango_ y luego Ares_. Mango_ fue creada por
+Kris Macleod Bell a principios de 2004 como una biblioteca que provee
+servicios básicos de entrada/salida (o *I/O* de *input/output* en inglés)
+de alto rendimiento. Siendo estos servicios algo básico lo más natural
+hubiera sido que se encuentren en la biblioteca estándar de D_ pero por las
+dificultades para contribuir a ésta, se desarrolla como una biblioteca
+separada. A mediados de 2004 Sean Kelly crea Ares_ , con las mismas
+motivaciones pero con la intención de crear una biblioteca base (conocida
+en inglés como *runtime*) que incluye los servicios básicos que necesita el
+lenguaje (información de tipos, manejo de excepciones e hilos, creación
+y manipulación de objetos, recolector de basura, etc.). Al poco tiempo de
+liberarse Ares_, Mango_ empieza a utilizarla como biblioteca base.
+
+Para comienzos de 2006, se empieza a trabajar en la combinación de
+ambas bibliotecas para lograr una biblioteca estándar alternativa
+con un alto grado de cohesión. Finalmente a principios de 2007,
+coincidiendo por casualidad con la aparición de D_ 1.0, se anuncia el
+resultado de este combinación bajo el nombre de Tango_, proveyendo una
+alternativa completa y madura a la biblioteca estándar de D_ Phobos_.
+A principios de 2008 los principales desarrolladores de Tango_ (Kris Bell,
+Sean Kelly, Lars Ivar Igesund y Michael Parker publican el libro llamado
+`Learn to Tango with D`_.
+
+Esto por un lado fue un gran avance porque dio un impulso muy considerable
+al lenguaje pero por otro un gran retroceso, porque todavía al día de hoy
+D_ 1.0 tiene 2 bibliotecas base, una estándar pero de peor calidad y menos
+mantenida y una alternativa de mayor calidad y apertura a la comunidad
+(pero no estándar). El peor problema es que ambas son **incompatibles**,
+por lo que un programa hecho con Tango_ no funciona con Phobos_ y viceversa
+(a menos que el programador haya invertido una cantidad de tiempo no
+trivial en asegurarse de que funcione con ambas).
+
+Esto hace que la compatibilidad de programas y bibliotecas esté muy
+fragmentada entre las 2 bibliotecas base. Si bien no parece que vaya
+a haber solución alguna a este problema para D 1.0, D 2.0 va en camino
+a solucionar este problema ya que utiliza DRuntime_, un nuevo intento de
+Sean Kelly por proveer una biblioteca *runtime* bien organizada
+y mantenida, que es una adaptación de la biblioteca *runtime* de Tango_
+a D 2.0. Si bien todavía Tango_ no fue adaptada a D 2.0, se espera que
+cuando esto pase compartan la misma biblioteca *runtime* permitiendo que
+bibliotecas y programas hechos para Tango_ y Phobos_ 2.0 puedan coexistir
+sin problemas.
+
+
+Descripción general
+----------------------------------------------------------------------------
+
+D_ es un lenguaje de programación con sintaxis tipo C, multi-paradigma,
+compilado, con *tipado* fuerte y estático, buenas capacidades tanto de
+programación de bajo nivel (*system programming*) como de alto nivel. Es
+compatible de forma binaria con C (se puede enlazar código objeto C con
+código objeto D). Con estas características, D_ logra llenar un vacío
+importante que hay entre lo lenguajes de alto bajo nivel y los de alto
+nivel [BKIP08]_. Si bien tiene herramientas de muy bajo nivel, que por lo
+tanto son muy propensas a errores, da una infinidad de mecanismos para
+evitar el uso de estas herramientas a menos que sea realmente necesario.
+Además pone mucho énfasis en la programación confiable, para lo cual provee
+muchos mecanismos para detectar errores en los programas de forma temprana.
+
+Si puede pensarse en C++ como un "mejor C", podría decirse que D_ es
+un "mejor C++", ya que el objetivo del lenguaje es muy similar a C++,
+pero implementa muchas características que jamás pudieron entrar en
+el estándar de C++ y lo hace de una forma mucho más limpia, ya que
+no debe lidiar con problemas de compatibilidad hacia atrás, y cuenta
+con la experiencia del camino recorrido por C++, pudiendo extraer de
+él los mejores conceptos pero evitando sus mayores problemas también.
+
+Otra gran diferencia con C++ es la facilidad para ser analizado
+gramaticalmente (*parsing*), ya fue especialmente diseñado para ser
+sencillo y a diferencia de C y C++ su gramática es independiente del
+contexto (*context-free grammar*). Esto permite que D pueda ser compilado
+en pequeños pasos bien separados:
+
+1. Análisis léxico.
+2. Análisis sintáctico.
+3. Análisis semántico.
+4. Optimizaciones.
+5. Generación de código.
+
+Esto favorece la creación de herramientas dada la facilidad de usar
+solamente la cantidad de análisis necesario para cada herramienta (por
+ejemplo un editor de textos puede tener hasta análisis sintáctico para
+proveer resaltado o un entorno de desarrollo puede proveer herramientas de
+re-factorización de código haciendo uso del análisis semántico).
+
+
+Una de las características que nunca pudo entrar en el estándar de C++
+es la recolección de basura. D_ no comete el mismo error.
+
+
+Características del lenguaje
+----------------------------------------------------------------------------
+
+A continuación se enumeran las principales características de D_,
+agrupadas por unidades funcional o paradigmas que soporta:
+
+
+.. _ref_d_generic:
+
+Programación genérica y meta-programación
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+
+La programación genérica se trata de la capacidad de poder desarrollar
+algoritmos y estructuras independientes de los tipos que manipulan (pero de
+forma segura o *type-safe*). Esto fue muy popularizado por C++ gracias a su
+soporte de plantillas (*templates*) y luego otros lenguajes como Java_
+y `C#`_ lo siguieron. Sin embargo otros lenguajes proveen formas más
+avanzadas de programación genérica, gracias a sistemas de tipos más
+complejos (como Haskell_).
+
+La meta-programación se refiere en general a la capacidad de un lenguaje
+para permitir generar código dentro del mismo programa de forma automática.
+Esto permite evitar duplicación de código y fue también muy popularizado
+por el soporte de *templates* de C++, aunque muchos otros lenguajes tienen
+mejor soporte de meta-programación, en especial los lenguajes dinámicos
+(como Python_).
+
+D_ provee las siguientes herramientas para realizar programación genérica
+y meta-programación:
+
+``if`` estático (``static if``):
+ puede verse como similar a la directiva del preprocesador de C/C++
+ ``#if``, pero a diferencia de esto, en D_ el ``static if`` tiene acceso
+ a todos los símbolos del compilador (constantes, tipos, variables, etc).
+
+ Ejemplo::
+
+ static if ((void*).sizeof == 4)
+ pragma(msg, "32 bits");
+
+ Más información en http://www.digitalmars.com/d/1.0/version.html#staticif
+
+Inferencia de tipos básica implícita y explícita (mediante ``typeof``):
+ si no se especifica un tipo al declarar una variable, se infiere del tipo
+ de su inicializador.
+
+ Ejemplo::
+
+ static i = 5; // i es int
+ const d = 6.0; // d es double
+ auto s = "hola"; // s es string (que es un alias de char[])
+
+ Más información en
+ http://www.digitalmars.com/d/1.0/declaration.html#AutoDeclaration
+
+ Mediante el uso de ``typeof`` se puede solicitar el tipo de una expresión
+ arbitraria.
+
+ Ejemplo::
+
+ typeof(5 + 6.0) d; // d es double
+
+ Más información en http://www.digitalmars.com/d/1.0/declaration.html#typeof
+
+Iteración sobre colecciones (``foreach``):
+ cualquier tipo de colección (arreglos estáticos y dinámicos, arreglos
+ asociativos, clases, estructuras o delegados) puede ser iterada mediante
+ la sentencia ``foreach``.
+
+ Ejemplo::
+
+ int[] a = [ 1, 2, 3 ];
+ int total = 0;
+ foreach (i; a)
+ total += i;
+
+*Templates*:
+ clases y funciones pueden ser parametrizadas. Esto permite desarrollar
+ algoritmos genéricos sin importar el tipo de los datos de entrada,
+ siempre y cuando todos los tipos tengan una *interfaz* común. Esto
+ también es conocido como *polimorfismo en tiempo de compilación*, y es la
+ forma más básica de programación genérica.
+
+ Ejemplo::
+
+ T sumar(T)(T x, T y) { return x + y; }
+ auto i = sumar!(int)(5, 6); // i == 11
+ auto f = sumar!(float)(5, 6); // j == 11.0f
+
+ Además se pueden definir bloques de declaraciones parametrizados (esto no
+ es posible en C++), permitiendo instanciar dicho bloque con parámetros
+ particulares. Esto sirve como un mecanismo para la reutilización de
+ código, ya que puede incluirse un mismo bloque en distintos lugares (por
+ ejemplo clases). Un bloque parametrizado puede verse como una especie de
+ módulo.
+
+ Ejemplo::
+
+ template bloque(T, U) {
+ T x;
+ U foo(T y);
+ }
+
+ bloque!(int, float).x = 5;
+ float f = bloque!(int, float).foo(7);
+
+ La utilidad más prominente de los bloques parametrizados se da al
+ acompañarse de *mixins*.
+
+Instanciación implícita de funciones parametrizadas:
+ el lenguaje es capaz de deducir los parámetros siempre que no hayan
+ ambigüedades
+
+ Ejemplo::
+
+ auto i = sumar(5, 6); // i == 11
+ auto f = sumar(5.0f, 6.0f); // f == 11.0f
+
+Especialización explícita y parcial de *templates*:
+ la especialización de *templates* consiste, al igual que en C++, en
+ proveer una implementación especializada para un tipo de dato (o valor)
+ de los parámetros. Especialización parcial se refiere a la capacidad de
+ especializar un parámetro a través de un subtipo. Por ejemplo, se puede
+ especializar un *template* para cualquier tipo de puntero, o para
+ cualquier tipo de arreglo dinámico, sin necesidad de especificar el tipo
+ al que apunta dicho puntero o el tipo almacenado por el arreglo.
+
+ Ejemplo de especialización::
+
+ T sumar(T: int)(T x, T y) { return x + y + 1; }
+ auto i = sumar(5, 6); // i == 12
+ auto f = sumar(5.0f, 6.0f) // f == 11.0f
+
+ Ejemplo de especialización parcial::
+
+ T sumar(T: T*)(T x, T y) { return *x + *y; }
+ int x = 5, y = 6;
+ auto i = sumar(&x, &y); // i == 11
+ float v = 5.0f, w = 6.0f;
+ auto f = sumar(&v, &w); // f == 11.0f
+
+Tipos, valores (incluyendo *strings*) y *templates* como parámetros:
+ esto es otro bloque de construcción importantísimo para la programación
+ genérica en D, ya que combinando *templates* que toman *strings* como
+ parámetro en combinación con *string mixins* pueden hacerse toda clase de
+ meta-programas.
+
+ Ejemplo::
+
+ template hash(string s, uint so_far=0) {
+ static if (s.length == 0)
+ const hash = sofar;
+ else
+ const hash = hash!(s[1 .. length], sofar * 11 + s[0]);
+ }
+ string s = hash!("hola"); // calculado en tiempo de compilación
+
+Cantidad de parámetros variables para *templates*:
+ Esto permite implementar tuplas u otros algoritmos que inherentemente
+ deben tomar parámetros variables en tiempo de compilación.
+
+ Ejemplo::
+
+ double sumar(T...)(T t) {
+ double res = 0.0;
+ foreach (x; t)
+ res += x;
+ return res;
+ }
+ double d = sumar(1, 2.0, 3.0f, 4l); // d == 10.0
+
+*CTFE* (*compile-time function execution*):
+ si una función cumple ciertas reglas básicas (como por ejemplo no tener
+ efectos colaterales) puede ser ejecutada en tiempo de compilación en vez
+ de tiempo de ejecución. Esto permite hacer algunos cálculos que no
+ cambian de ejecución en ejecución al momento de compilar, mejorando la
+ performance o permitiendo formas avanzadas de metaprogramación. Esta
+ característica se vuelve particularmente útil al combinarse con *string
+ mixins*.
+
+ Ejemplo::
+
+ int factorial(int n) {
+ if (n == 1)
+ return 1;
+ else
+ return n * factorial(n - 1);
+ }
+ static int x = factorial(5); // calculado en tiempo de compilación
+ int x = factorial(5); // calculado en tiempo de ejecución
+
+ Esta característica es vital para evitar la duplicación de código.
+
+*Mixins*, incluyendo *string mixins*:
+ la palabra *mixin* tiene significados distintos en varios lenguajes de
+ programación. En D_ *mixin* significa tomar una secuencia arbitraria de
+ declaraciones e insertarla en el contexto (*scope*) actual. Esto puede
+ realizarse a nivel global, en clases, estructuras o funciones. Esto sirve
+ como un mecanismo para evitar duplicación de código que puede ser
+ introducida por la falta de herencia múltiple.
+
+ Ejemplo::
+
+ class A {
+ mixin bloque!(int, float);
+ }
+ A a = new A;
+ a.x = 5;
+ float f = a.foo(a.x);
+
+ class B {
+ mixin bloque!(long, double);
+ }
+ B b = new B;
+ b.x = 5l;
+ double d = a.foo(a.x);
+
+ *String mixin* se refiere a la capacidad de *incrustar* un *string* que
+ contenga un fragmento de código en un programa como si este fragmento
+ hubiera sido escrito en el código fuente directamente por el programador.
+ Esto permite hacer manipulaciones arbitrariamente complejas en
+ combinación con funciones ejecutadas en tiempo de compilación.
+
+ Ejemplo::
+
+ string generar_sumar(string var_x, string var_y) {
+ return "return " ~ var_x ~ " + " ~ var_y ~ ";";
+ }
+
+ int sumar(int a, int b) {
+ mixin(generar_sumar!("a", b"));
+ }
+
+ Más información en http://www.digitalmars.com/d/1.0/mixin.html
+
+Expresiones ``is``:
+ las *expresiones ``is``* permiten la compilación condicional basada en
+ las características de un tipo. Esto se realiza en favor a una técnica
+ utilizada en C++ de realizar *pattern matching* sobre los parámetros de
+ las plantillas.
+
+ Ejemplo::
+
+ T foo(T)(T x) {
+ static if (is(T == class))
+ return new T;
+ else
+ return T.init;
+ }
+
+ Esto provee además una forma simple de reflexión en tiempo de
+ compilación.
+
+ Más información en
+ http://www.digitalmars.com/d/1.0/expression.html#IsExpression
+
+
+
+.. _ref_d_low_level:
+
+Programación de bajo nivel (*system programming*)
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+
+Por programación de bajo nivel nos referimos a la capacidad de un lenguaje
+de manipular el hardware directamente, o al menos la memoria. C es
+probablemente el lenguaje de bajo nivel más popular, seguido por C++.
+
+D_ presenta muchas características de bajo nivel:
+
+Compila a código de máquina nativo:
+ no es interpretado ni necesita una máquina virtual como otros lenguajes
+ de más alto nivel como Java_, `C#`_, Python_, etc.
+
+Provee acceso a *assembly*:
+ por lo tanto, acceso directo al *hardware* y la posibilidad de utilizar
+ cualquier característica de éste que no esté disponible en el lenguaje.
+
+ Una ventaja sobre C y C++ es que el lenguaje *assembly* utilizado dentro
+ de D_ está especificado, por lo que se puede mantener la portabilidad
+ entre compiladores incluso cuando se utiliza *assembly* (mientras que no
+ se cambie de arquitectura, por supuesto).
+
+``goto``:
+ al igual que C y C++, D_ provee la flexibilidad del uso de ``goto``.
+
+Compatibilidad con C
+ soporta todos los tipos de C y es ABI [#abi]_ compatible con éste. Esto
+ permite enlazar archivos objeto estándar de C y D_ en un mismo programa.
+ Además permite interoperar con C a través de ``extern (C)``.
+
+ Ejemplo::
+
+ extern (C) printf(const char* format, ...);
+ printf("3 + 5 == %d\n", 3 + 5); // llama al printf de C
+
+Manejo de memoria explícito:
+ permite alocar estructuras en el *stack* o en el *heap*, haciendo uso de
+ los servicios del sistema operativo o la biblioteca estándar de C.
+
+Objetos y arreglos *livianos*:
+ por objetos *livianos* se entiende no-polimórficos. Es decir, un
+ agrupamiento de variables análogo al ``struct`` de C, sin tabla
+ virtual ni otro tipo de *overhead*. Los arreglos *livianos* son
+ arreglos estáticos como en C, cuyo tamaño es fijo, también sin ningún
+ tipo de *overhead* como C. Además puede alocarse un arreglo dinámicamente
+ usando ``malloc()`` y utilizar el operador ``[]`` para accederlo.
+
+ Esto también permite interoperar con C, ya que pueden definirse
+ ``structs`` y arreglos que pueden ser intercambiados con dicho lenguaje
+ sin problemas.
+
+ Ejemplo::
+
+ struct timeval {
+ time_t tv_sec;
+ suseconds_t tv_usec;
+ }
+ extern (C) {
+ void* malloc(size_t);
+ size_t strlen(const char *);
+ int gettimeofday(timeval *, void *);
+ }
+ char* s = cast(char*) malloc(2);
+ s[0] = 'C';
+ s[1] = '\0';
+ size_t l = strlen(s); // l == 1
+ timeval tv;
+ gettimeofday(&tv, null);
+
+Rendimiento:
+ la :ref:`ref_d_generic` permite realizar muchas optimizaciones ya que
+ se resuelve en tiempo de compilación y por lo tanto aumentando la
+ *performance* en la ejecución.
+
+Número de punto flotante de 80 bits:
+ El tipo ``real`` de D_ tiene precisión de 80 bits si la plataforma lo
+ soporta (por ejemplo en i386).
+
+Control de alineación de miembros de una estructura:
+ Mediante ``align`` se puede especificar la alineación a tener en una
+ estructura.
+
+ Ejemplo::
+
+ align (1)
+ struct paquete_de_red {
+ char tipo;
+ short valor;
+ }
+ // paquete_de_red.sizeof == 3
+
+
+.. [#abi] Interfaz de Aplicación Binaria (del inglés *Application Binary
+ Interface*).
+
+
+.. _ref_d_high_level:
+
+Programación de alto nivel
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+
+Programa de alto nivel se refiere a construcciones más avanzadas que un
+loop. Expresiones semánticamente más ricas que permiten mayor expresividad
+al programador o le permiten focalizarse de mejora manera en los algoritmos
+independizándose del *hardware* o de como funciona una computadora. Es
+exactamente el opuesto a :ref:`ref_d_low_level`.
+
+En general estas características tiene como efecto secundario una mejora de
+la productividad de los programadores. D_ adopta herramientas de muchos
+lenguajes de alto nivel, como Java_ y Python_, por ejemplo:
+
+Manejo automático de memoria:
+ al igual que C/C++ y prácticamente cualquier lenguaje imperativo maneja
+ automáticamente el *stack*, pero a diferencia de la mayoría de los
+ lenguajes de bajo nivel, D_ permite manejar el *heap* de manera
+ automática también a través de un *recolección de basura*.
+
+Sistema de paquetes y módulos (similar a Java_ o Python_):
+ un módulo es una unidad que agrupa clases, funciones y cualquier otra
+ construcción de lenguaje. Un paquete es una agrupación de módulos. D_
+ asocia un módulo a un archivo fuente (y un archivo objeto cuando éste es
+ compilado) y un paquete a un directorio. A diferencia de C/C++ no
+ necesita de un preprocesador para incluir declaraciones de otros
+ *módulos* (en C/C++ no existe el concepto de módulo, solo de unidades de
+ compilación).
+
+ Ejemplo:
+
+ ``a.d``::
+
+ module a;
+ void f() {}
+
+ ``b.d``::
+
+ module b;
+ void f() {}
+
+ ``c.d``::
+
+ module c;
+ import a;
+ import b: f;
+ a.f();
+ b.f();
+ f(); // ejecuta b.f()
+
+Funciones y delegados:
+ las funciones pueden ser sobrecargadas (funciones con el mismo nombre
+ pero distinta cantidad o tipo de parámetros), pueden especificarse
+ argumentos de entrada, salida o entrada/salida, argumentos por omisión
+ o argumentos evaluados de forma perezosa (*lazy*). Además pueden tener
+ una cantidad de argumentos variables pero manteniendo información de
+ tipos (más seguro que C/C++).
+
+ Los *delegados* son punteros a función con un contexto asociado. Este
+ contexto puede ser un objeto (en cuyo caso la función es un método) o un
+ *stack frame* (en cuyo caso la función es una función anidada).
+
+ Además de esto los delegados son ciudadanos de primera clase
+ [#1stclasscity]_, disponiendo de forma literal (delegado anónimo), lo que
+ permite construcciones de alto nivel muy conveniente. Los argumentos
+ evaluados de forma perezosa no son más que un delegado que se ejecuta
+ solo cuando es necesario.
+
+ Ejemplo::
+
+ bool buscar(T[] arreglo, T item, bool delegate(T x, T y) igual) {
+ foreach (t, arreglo)
+ if (igual(t, elemento))
+ return true;
+ return false;
+ }
+ struct Persona {
+ string nombre;
+ }
+ Persona[] personas;
+ // llenas personas
+ Persona p;
+ p.nombre = "Carlos";
+ bool encontrado = buscar(personas, p,
+ (Persona x, Persona y) {
+ return x.nombre == y.nombre;
+ }
+ );
+
+Arreglos *dinámicos* y arreglos asociativos:
+ los arreglos *dinámicos* son arreglos de longitud variable manejados
+ automáticamente por el lenguaje (análogos al ``std::vector`` de C++).
+ Soportan concatenación (a través del operador ``~``), rebanado
+ o *slicing* (a través del operador ``[x..y]``) y chequeo de límites
+ (*bound checking*).
+
+ Los arreglos asociativos (también conocidos como *hashes* o diccionarios)
+ también son provistos por el lenguaje.
+
+ Ambos son ciudadanos de primera clase, disponiendo de forma literal.
+
+ Ejemplo::
+
+ int[] primos = [ 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19 ];
+ primos ~= [ 23, 29 ];
+ auto menores_que_10 = primos[0..4]; // [ 2, 3, 5, 7 ]
+ int[string] agenda;
+ agenda["Pepe"] = 5555_1234;
+
+*Strings*:
+ al igual que los delegados y arreglos dinámicos y asociativos, los
+ *strings* son ciudadanos de primera clase, teniendo forma literal
+ y siendo codificados en UTF-8/16/32. Son un caso particular de arreglo
+ dinámico y es posible utilizarlos en sentencias ``switch``/``case``.
+
+ Ejemplo::
+
+ string s = "árbol";
+
+ switch (s) {
+ case "árbol":
+ s = "tree";
+ default:
+ s = "";
+ }
+
+``typedef`` y ``alias``:
+ el primero define un nuevo tipo basado en otro. A diferencia de C/C++ el
+ tipo original no puede ser implícitamente convertido al tipo nuevo
+ (excepto valores literales), pero la conversión es válida en el otro
+ sentido (similar a los ``enum`` en C++). Por el contrario, ``alias`` es
+ análogo al ``typedef`` de C/C++ y simplemente es una forma de referirse
+ al mismo tipo con un nombre distinto.
+
+ Ejemplo::
+
+ typedef int tipo;
+ int foo(tipo x) {}
+ tipo t = 10;
+ int i = 10;
+ foo(t);
+ foo(i); // error, no compila
+ alias tipo un_alias;
+ un_alias a = t;
+ foo(a);
+
+Documentación embebida:
+ D_ provee un sistema de documentación embebida, análogo a lo que provee
+ Java_ o Python_ en menor medida. Hay comentarios especiales del código
+ que pueden ser utilizados para documentarlo de forma tal que luego el
+ compilador pueda extraer esa información para generar un documento.
+
+ Más información en http://www.digitalmars.com/d/1.0/ddoc.html
+
+Números complejos:
+ D_ soporta números complejos como ciudadanos de primera clase. Soporta
+ forma literal de números imaginarios y complejos.
+
+ Ejemplo::
+
+ ifloat im = 5.0i;
+ float re = 1.0;
+ cfloat c = re + im; // c == 1.0 + 5.0i
+
+.. [#1stclasscity] Por ciudadano de primera clase se entiende que se
+ trata de un tipo soportado por completo por el lenguaje, disponiendo de
+ expresiones literales anónimas, pudiendo ser almacenados en variables,
+ estructuras de datos, teniendo una identidad intrínseca, más allá
+ de un nombre dado, etc. En realidad los arreglos asociativos no pueden
+ ser expresados como literales anónimos pero sí tienen una sintaxis
+ especial soportada directamente por el lenguaje.
+
+
+
+Programación orientada a objetos
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+
+La orientación a objetos es probablemente el paradigma más utilizado en la
+actualidad a la hora de diseñar e implementar un programa. D_ provee muchas
+herramientas para soportar este paradigma de forma confiable. Entre las
+características más salientes se encuentran:
+
+Objetos *pesados*:
+ objetos polimórficos como los de cualquier lenguaje con orientación real
+ a objetos. Estos objetos poseen una tabla virtual para *dispatch*
+ dinámico, todos los métodos son virtuales a menos que se indique lo
+ contrario y tienen semántica de referencia [#drefsem]_. Estos objetos
+ tienen un *overhead* comparados a los objetos *livianos* pero aseguran
+ una semántica segura para trabajar con orientación a objetos, evitando
+ problemas con los que se enfrenta C++ (como *slicing* [#dslicing]_)
+ debido a que permite semántica por valor [#dvalsem]_.
+
+ D_ además soporta tipos de retorno covariantes para funciones virtuales.
+ Esto significa que una función sobreescrita por una clase derivada puede
+ retornar un tipo que sea derivado del tipo retornado por la función
+ original sobreescrita.
+
+ Ejemplo::
+
+ class A { }
+ class B : A { }
+
+ class Foo {
+ A test() { return null; }
+ }
+
+ class Bar : Foo {
+ B test() { return null; } // sobreescribe y es covariante con Foo.test()
+ }
+
+ Más información en http://www.digitalmars.com/d/1.0/function.html
+
+Interfaces:
+ D_ no soporta herencia múltiple pero sí interfaces. Una interfaz es
+ básicamente una tabla virtual, una definición de métodos virtuales que
+ debe proveer una clase. Las interfaces no proveen una implementación de
+ dichos métodos, ni pueden tener atributos. Esto simplifica mucho el
+ lenguaje y no se pierde flexibilidad porque puede conseguirse el mismo
+ efecto de tener herencia múltiple a través de interfaces y *mixins* para
+ proveer una implementación o atributos en común a varias clases que
+ implementan la misma interfaz.
+
+Sobrecarga de operadores:
+ la sobrecarga de operadores permite que un objeto tenga una sintaxis
+ similar a un tipo de dato nativo. Esto es muy importante además para la
+ programación genérica.
+
+Clases anidadas:
+ al igual que C (con respecto a ``struct``) y C++, pueden anidarse clases
+ dentro de clases. D_ sin embargo provee la posibilidad de acceder
+ a atributos de la instancia exterior desde la anidada.
+
+ Ejemplo::
+
+ class Exterior {
+ int m;
+ class Anidada {
+ int foo() {
+ return m; // ok, puede acceder a un miembro de Exterior
+ }
+ }
+ }
+
+ Esto tiene un pequeño *overhead* ya que la clase ``Anidada`` debe guardar
+ un puntero a la clase ``Exterior``. Si no se necesita este comportamiento
+ es posible evitar este *overhead* utilizando ``static``, en cuyo caso
+ solo puede acceder a atributos estáticos de la clase ``Exterior``.
+
+ Ejemplo::
+
+ class Exterior {
+ int m;
+ static int n;
+ static class Anidada {
+ int foo() {
+ //return m; // error, miembro de Exterior
+ return n; // ok, miembro estático de Exterior
+ }
+ }
+ }
+
+
+Propiedades (*properties*):
+ en D_ se refiere a funciones miembro que pueden ser tratadas
+ sintácticamente como campos de esa clase/estructura.
+
+ Ejemplo::
+
+ class Foo {
+ int data() { return _data; } // propiedad de lectura
+ int data(int value) { return _data = value; } // de escritura
+ private int _data;
+ }
+ Foo f = new Foo;
+ f.data = 1; // llama a f.data(1)
+ int i = f.data; // llama a f.data()
+
+ Además tipos nativos, clases, estructuras y expresiones tienen
+ *properties* predefinidos, por ejemplo:
+
+ ``sizeof``:
+ tamaño ocupado en memoria (ejemplo: ``int.sizeof`` -> 4).
+
+ ``init``:
+ valor de inicialización por omisión (ejemplo: ``float.init`` -> *NaN*
+ [#dnan]_).
+
+ ``stringof``:
+ representación textual del tipo (ejemplo: ``(1+2).stringof`` -> ``"1
+ + 2"``).
+
+ ``mangleof``:
+ representación textual del tipo *mutilado* [#dmangle]_.
+
+ ``alignof``
+ alineación de una estructura o tipo.
+
+ Estos son solo los *properties* predefinidos para todos los tipos, pero
+ hay una cantidad considerable de *properties* extra para cada tipo.
+
+ Más información sobre *properties* de clases en
+ http://www.digitalmars.com/d/1.0/property.html#classproperties
+ y sobre *properties* predefinidos en
+ http://www.digitalmars.com/d/1.0/property.html
+
+
+.. [#drefsem] Semántica de referencia significa que el tipo es tratado como
+ si fuera un puntero. Nunca se hacen copias del objeto, siempre se pasa
+ por referencia.
+.. [#dslicing] Este problema se da en C++ cuando se pasa una clase derivada
+ a una función que acepta una clase base por valor como parámetro. Al
+ realizarse una copia de la clase con el constructor de copia de la clase
+ base, se pierden (o *rebanan*) los atributos de la clase derivada, y la
+ información de tipos en tiempo de ejecución (*RTTI*).
+.. [#dvalsem] Semántica de valor significa que el tipo es tratado como
+ si fuera un valor concreto. En general se pasa por valor y se hacen
+ copias a menos que se utilice explícitamente un puntero.
+.. [#dnan] Del inglés *Not A Number*, es un valor especial que indica que
+ estamos ante un valor inválido.
+.. [#dmangle] *Name mangling* es el nombre dado comunmente a una técnica
+ necesaria para poder sobrecargar nombres de símbolos. Consiste en
+ codificar los nombres de las funciones tomando como entrada el nombre de
+ la función y la cantidad y tipo de parámetros, asegurando que dos
+ funciones con el mismo nombre pero distintos parámetros (sobrecargada)
+ tengan nombres distintos.
+
+
+Programación confiable
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+
+Programación confiable se refiere a las capacidades o facilidades que
+provee el lenguaje para evitar fallas de manera temprano (o la capacidad de
+evitar que ciertas fallas puedan existir directamente). D_ presta
+particular atención a esto y provee las siguientes herramientas:
+
+Excepciones:
+ D_ soporta excepciones de manera similar a Java_: provee ``try``,
+ ``catch`` y ``finally``. Esto permite que los errores difícilmente pasen
+ silenciosamente sin ser detectados.
+
+``assert``:
+ es una condición que debe cumplirse siempre en un programa, como un
+ chequeo de integridad. Esto es muy utilizado en C/C++, donde ``assert()``
+ es una *macro* que solo se compila cuando la *macro* ``NDEBUG`` no está
+ definida. Esto permite eliminar los chequeos de integridad del programa,
+ que pueden ser costosos, para versiones que se suponen estables.
+
+ D_ lleva este concepto más allá y hace al ``assert`` parte del lenguaje.
+ Si una verificación no se cumple, lanza una excepción. El ``assert`` no
+ es compilado cuando se utiliza una opción del compilador.
+
+ Ejemplo::
+
+ File f = open("archivo");
+ assert (f.ok());
+
+Diseño por contrato:
+ el diseño por contrato es un concepto introducido por el lenguaje Eiffel_
+ a mediados/finales de los '80. Se trata de incorporar en el lenguaje las
+ herramientas para poder aplicar verificaciones formales a las interfaces
+ de los programas.
+
+ D_ implementa las siguientes formas de diseño por contrato (todas se
+ ejecutan siempre y cuando no se compile en modo *release*, de manera de
+ no sacrificar *performance* cuando es necesario):
+
+ ure y post condiciones:
+ Ejemplo::
+
+ double raiz_cuadrada(double x)
+ in { // pre-condiciones
+ assert (x >= 0.0);
+ }
+ out (resultado) { // post-condiciones
+ assert (resultado >= 0.0);
+ if (x < 1.0)
+ assert (resultado < x);
+ else if (x > 1.0)
+ assert (resultado > x);
+ else
+ assert (resultado == 1);
+ }
+ body {
+ // implementación
+ }
+
+ Invariantes de representación:
+ La invariante de representación es un método de una clase o estructura
+ que es verificada cuando se completa su construcción, antes de la
+ destrucción, antes y después de ejecutar cualquier función miembro
+ pública y cuando se lo requiere de forma explícita utilizando
+ ``assert``.
+
+ Ejemplo::
+
+ class Fecha {
+ int dia;
+ int hora;
+ invariant() {
+ assert(1 <= dia && dia <= 31);
+ assert(0 <= hora && hora < 24);
+ }
+ }
+
+ Más información en http://www.digitalmars.com/d/1.0/dbc.html
+
+Pruebas unitarias:
+ es posible incluir pequeñas pruebas unitarias en el lenguaje. Éstas son
+ ejecutadas (cuando no se compila en modo *release*) al comenzar el
+ programa, antes de que la función ``main()``.
+
+ Ejemplo::
+
+ unittest {
+ Fecha fecha;
+ fecha.dia = 5;
+ assert (fecha.dia == 5);
+ assert (fecha);
+ }
+
+Orden de construcción estática:
+ a diferencia de C++, D_ garantiza el orden de inicialización de los
+ módulos. Si bien en C++ no hay módulos si no unidades de compilación, es
+ posible que se ejecute código antes del ``main()`` en C++, si hay, por
+ ejemplo, instancias globales con un constructor definido. C++ no
+ garantiza un orden de inicialización, lo que trae muchos problemas. En D_
+ se define el orden de inicialización y es el mismo orden en que el
+ usuario importa los módulos.
+
+Inicialización garantizada:
+ todas las variables son inicializadas por el lenguaje (a menos que el
+ usuario pida explícitamente que no lo sean). Siempre que sea posible se
+ elijen valores de inicialización que permitan saber al programador que la
+ variable no fue inicializada explícitamente, de manera de poder detectar
+ errores de manera temprana.
+
+ Ejemplo::
+
+ double d; // inicializado a NaN
+ int x; // inicializado a 0
+ Fecha f; // inicializado a null
+ byte[5] a; // inicializados todos los valores a 0
+ long l = void; // NO inicializado (explícitamente)
+
+*RAII* (*Resource Adquisition Is Initialization*):
+ es una técnica muy utilizada en C++ que consiste en reservar
+ recursos por medio de la construcción de un objeto y liberarlos cuando
+ se libera éste. Al llamarse al destructor de manera automática cuando
+ se sale del *scope*, se asegura que el recurso será liberado también.
+
+ Esta técnica es la base para desarrollar código seguro en cuanto a
+ excepciones (*exception-safe*) [SUTT99]_.
+
+ En D_ no es tan común utilizar *RAII* dada la existencia del recolector
+ de basura (en la mayoría de los casos el recurso a administrar es
+ sencillamente memoria). Sin embargo en los casos en donde es necesario,
+ puede utilizarse *RAII* mediante la utilización de la palabra reservada
+ ``scope``, que limita la vida de un objeto un bloque de código.
+
+ Ejemplo::
+
+ class Archivo {
+ this() { /* adquiere recurso */ }
+ ~this() { /* libera recurso */ }
+ }
+ void f() {
+ scope Archivo archivo = new Archivo;
+ // uso de archivo
+ } // en este punto se llama al destructor de archivo
+
+Guardias de bloque (*scope guards*):
+ además de poder limitar la vida de una instancia a un *scope*, es posible
+ especificar un bloque de código arbitrario a ejecutar al abandonar un
+ *scope*, ya sea cuando se sale del *scope* normalmente o por una falla.
+
+ Ejemplo::
+
+ int f(Lock lock) {
+ lock.lock();
+ scope (exit)
+ lock.unlock(); // ejecutado siempre que salga de f()
+ auto trans = new Transaccion;
+ scope (success)
+ trans.commit(); // ejecutado si sale con "return"
+ scope (failure)
+ trans.rollback(); // ejecutado si sale por una excepción
+ if (condicion)
+ throw Exception("error"); // ejecuta lock.unlock() y trans.rollback()
+ else if (otra_condicion)
+ return 5; // ejecuta lock.unlock() y trans.commit()
+ return 0; // ejecuta lock.unlock() y trans.commit()
+ }
+
+ Esta es una nueva forma de poder escribir código *exception-safe*, aunque
+ el programador debe tener un poco más de cuidado de especificar las
+ acciones a ejecutar al finalizar el *scope*.
+
+Primitivas de sincronización de hilos:
+ la programación multi-hilo está directamente soportada por el lenguaje,
+ y se provee una primitiva de sincronización al igual que Java_. La
+ palabra reservada ``synchronized`` puede aparecer como modificador de
+ métodos (en cuyo caso se utiliza un *lock* por clase para sincronizar)
+ o como una sentencia, en cuyo caso se crea un *lock* global por cada
+ bloque ``synchronized`` a menos que se especifique sobre qué objeto
+ realizar la sincronización. Por ejemplo::
+
+ class Foo {
+ synchronized void bar() { /* cuerpo */ }
+ }
+
+ Es equivalente a::
+
+ class Foo {
+ void bar() {
+ synchronized (this) { /* cuerpo */ }
+ }
+ }
+
+
+Compiladores
+----------------------------------------------------------------------------
+
+Hay, hasta el momento, 3 compiladores de D_ de buena calidad: DMD_, GDC_
+y LDC_.
+
+DMD_ es el compilador de referencia, escrito por `Walter Bright`_. El
+*front-end* [#frontend]_ de este compilador ha sido liberado bajo licencia
+Artistic_/GPL_ y es utilizado por los otros dos compiladores, por lo
+tanto en realidad hay solo un compilador disponible con 3 *back-ends*
+[#backend]_ diferentes.
+
+Con `DMD 1.041`__ se publicó el código fuente completo del compilador,
+pero con una licencia muy restrictiva para uso personal, por lo que el
+único efecto logrado por esto es que la gente pueda mandar parches
+o correcciones del compilador pero no lo convierte en `Software Libre`_,
+siendo el único de los 3 compiladores que no tiene esta característica.
+
+__ http://www.digitalmars.com/d/1.0/changelog.html#new1_041
+
+El compilador GDC_ es el *front-end* de DMD_ utilizando al compilador GCC_
+como *back-end*. Fue un muy buen compilador pero en la actualidad está
+abandonado. No hay un *release* desde agosto de 2007 y no hay
+actualizaciones serias del código desde mediados de 2008, por lo que no
+parece haber muchas probabilidades de que se siga manteniendo.
+
+LDC_ es lo opuesto; un compilador joven, nacido a mediados de 2007 (aunque
+vio la luz un año después aproximadamente), su primer *release* fue
+a principios de 2009 y tuvo un crecimiento excepcional. En la actualidad
+inclusive pasa más pruebas de estrés que el compilador de referencia DMD_.
+Como *back-end* utiliza LLVM_, otro proyecto joven y con una tasa de
+crecimiento muy alta.
+
+Además de estos compiladores hay varios otros experimentales, pero ninguno
+de ellos de calidad suficiente todavía. Por ejemplo hay un compilador
+experimental que emite *CIL* (*Common Intermediate Language*), el
+*bytecode* de `.NET`_, llamado DNet_. También hay un *fron-end* escrito en
+D_, llamado Dil_
+
+Originalmente, dado que GDC_ estaba siendo mantenido y que LDC_ no existía,
+este trabajo iba a ser realizado utilizando GDC_ como compilador, dado que
+al ser `Software Libre`_ podía ser modificado de ser necesario. Finalmente,
+gracias a la excepcional tasa de crecimiento de LDC_ y al abandono de GDC_
+se terminó desarrollando el trabajo utilizando LDC_.
+
+
+.. [#frontend] *Front-end* es la parte del compilador encargada de hacer el
+ análisis léxico, sintáctico y semántico del código fuente, generando una
+ representación intermedia que luego el *back-end* convierte a código de
+ máquina.
+.. [#backend] El *back-end* es la parte del compilador encargada de
+ convertir la representación intermedia generada por el *front-end*
+ a código de máquina.
+
+
+.. include:: links.rst
+
+.. vim: set ts=2 sts=2 sw=2 et tw=75 :
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