Ada (798525), страница 3
Текст из файла (страница 3)
каждый тип данных имеет свое множество допустимых значений3. для каждого типа данных определено свое множество допустимых операций и знаковопераций4. строгое разделение объектов одного типа данных от объектов любого другого типаданныхИсходя из сказанного, в отличие от других языков программирования, Ада не допускаетпрямого присваивания значений одного типа данных другому типу данных и/или любогонеявного преобразования значений одного типа в значения другого типа. В случаенеобходимости преобразования значений одного типа в значения другого типа можно указать(или описать) требуемое правило преобразования, но такое правило преобразования должнобыть указано явно.На первый взгляд, строгое требование явного указания или описания всех правилпреобразования выглядит раздражающе (особенно для тех кто привык к С) - без явного указаниятаких правил компилятор просто отказывается компилировать вашу программу.
Однако, впоследствии это предохраняет от долгих и мучительных поисков, в процессе отладки, тех"сюрпризов" неявного преобразования и/или некорректного присваивания значений различныхтипов, которые допускаются в других языках программирования. Таким образом, подобныйподход является одним из основополагающих факторов обеспечения надежности программногообеспечения.Ада обладает достаточным набором предопределенных встроенных типов, а такжепредоставляет богатые возможности для описания новых типов данных и их подтипов (subtype).Кроме того, в языке представлены средства, которые позволяют гибко управлять внутреннимпредставлением вновь создаваемых типов данных.Приводимая ниже диаграмма демонстрирует общую организацию системы типов Ады.Все типы||- Простые типы||||- Скалярные типы||||||- Вещественные (Real)||||||||- Универсальный Вещественный (Universal_Real)-- все вещественные||||-- литералы||||||||- Корневой Вещественный||||||||- с плавающей точкой||||- с фиксированной точкой (Fixed Point)||||||||- с обычной фиксированной точкой||||||||||||- с десятичной фиксированной точкой|||(Decimal Fixed Point)||||||- Дискретные типы||||||- Целые типы||||||||- Универсальный Целый (Universal_Integer)-- все||||-- целочисленные||||-- литералы||||||||- Корневой Целый (Root_Integer)||||||||- Знаковые Целые||||- Модульные Целые (Modular Integer)||||||- Перечислимые||||||- Символьные(Character, Wide_Character)|||- Логический(Boolean)|||- Определяемые пользователем||||-- Ссылочные типы / указатели(Root_Real)-- только Ada95(Floating Point)(Ordinary Fixed Point)||||- Ссылки на объекты||- Ссылки на подпрограммы-- только Ada95-- только Ada95-- только Ada95(Access)-- только Ada95||- Составные типы||-- Массивы (Array)||||- Строки||- Другие, определяемые пользователем массивы(String)||-- Записи(Record)||-- Тэговые Записи (Tagged Record)-- только Ada95||-- Задачи(Task)||-- Защищенные типы(Protected)-- только Ada95Примечательно, что, в отличие от языка Паскаль, Ада не предоставляет предопределенногомеханизма поддержки множественных типов.
Однако, богатые средства описания типов Ады,при необходимости, позволяют программисту конструировать подобные типы без значительныхусилий.2.2 Целочисленные типы2.2.1 Предопределенный тип IntegerПредопределенный целочисленный тип Integer описан в пакете Standard (пакет Standard ненужно указывать в инструкциях спецификации контекста with и use). Точный диапазонцелочисленных значений, предоставляемых этим типом, зависит от конкретной реализациикомпилятора и/или оборудования. Однако, стандарт определяет минимально допустимыйдиапазон значений для этого типа от -(2 ** 15) до +(2 ** 15 - 1) (например, в случае 32-битныхсистем, таких как Windows или Linux, для реализации компилятора GNAT диапазон значенийтипа Integer будет от -(2 ** 31) до +(2 ** 31 - 1)).Кроме типа Integer, в пакете Standard предопределены два его подтипа (понятие подтипабудет рассмотрено позже) Natural и Positive, которые, соответственно, описываютмножества не отрицательных (натуральных) и положительных целых чисел.2.2.2 Тип Universal_IntegerДля предотвращения необходимости явного преобразования типов при описаниицелочисленных констант, Ада предлагает понятие универсального целого типа Universal_Integer.ВсецелочисленныелитералыпринадлежаттипуUniversal_Integer.
Многие атрибуты языка (обсуждаемые позже) также возвращаютзначения универсального целого типа. Установлено, что тип Universal_Integer совместимс любым другим целочисленным типом, поэтому, в арифметических выражениях, компиляторбудет автоматически преобразовывать значения универсального целого типа в значениясоответствующего целочисленного типа.2.2.3 Описание целочисленных константПри хорошем стиле программирования, принято присваивать целочисленным значениямсимвольные имена. Это способствует улучшению читабельности программы и, принеобходимости, позволяет легко вносить в нее изменения.Приведем простой пример описания константы (именованного числа):Max_Width : constant := 10_000; -- 10_000 - имеет тип Universal_Integer-- это не тип Integer2.2.4 Тип Root_IntegerМодель целочисленной арифметики Ады базируется на понятии неявного типа Root_Integer.Этот тип используется как базовый тип для всех целочисленных типов Ады.
Другими словами все целочисленные типы являются производными от типа Root_Integer (см. Производныетипы).ДиапазонзначенийтипаRoot_IntegerопределяетсякакSystem.Min_Int..System.Max_Int. Все знаки арифметических операций описаны так,чтобы они могли выполняться над этим типом.При описании нового целочисленного типа возможны два различных подхода, которые можнопроиллюстрировать на следующем примере:type X is new Integer range 0 .. 100;type Y is range 0 ..
100;Здесь, тип X описывается как производный от типа Integer с допустимым диапазономзначений от 0 до 100. Исходя из этого, для типа X базовым типом будет тип Integer.Тип Y описывается как тип с допустимым диапазоном значений от 0 до 100, и при его описаниине указан тип-предок. В таком случае, он будет производным от типа Root_Integer, но егобазовый диапазон не обязательно должен быть таким же как у Root_Integer. В результате,некоторые системы могут размещать экземпляры объектов такого типа и его базового типа водном байте. Другими словами, определение размера распределяемого места под объекты такоготипа возлагается на компилятор.2.2.5 Примеры целочисленных описанийНиже приводятся примеры различных целочисленных описаний Ады.-- описания целочисленных статических переменныхCountX, Y, ZAmount: Integer;: Integer;: Integer := 0;-- описания целочисленных констант (иначе - именованных чисел)UnitySpeed_Of_LightA_Month: constant Integer := 1;: constant := 300_000; -- тип Universal_Integer: Integer range 1..12;-- описания целочисленных типов и подтипов-- ( см.
разделы "Подтипы" и "Производные типы" )subtype Months is Integer range 1..12;-- огранниченный тип Integer-- подтипы - совместимы с их базовым типом (здесь - Integer)-- например, переменная типа Month может быть "смешана" с переменными-- типа Integertype File_Id is new Integer; -- новый целочисленный тип, производный-- от типа Integertype Result_Range is new Integer range 1..20_000;-- производный тип с объявлением ограниченияtype Other_Result_Range is range 1..100_000;-- тип производный от Root_Integer-- при этом, компилятор будет выбирать подходящий размер целочисленного значения-- для удовлетворения требований задаваемого диапазона2.2.6 Предопределенные знаки операций для целочисленных типовСледующие знаки операций предопределены для каждого целочисленного типа:+, +, -, *, /**modremунарные плюс и минуссложить, вычесть, умножить и разделитьвозведение в степень (только целые значения степени)модульостатокabsабсолютное значение2.2.7 Модульные типыВсе целочисленные типы, которые мы рассматривали ранее, известны как целые числа сознаком.
Для таких типов соблюдается правило - если в случае вычисления результат выходит задиапазон допустимых значений типа, то генерируется ошибка переполнения. Такиецелочисленные типы были представлены стандартом Ada83.Стандарт Ada95 разделяет целочисленные типы на целые числа со знаком и модульные типы. Посуществу, модульные типы являются целыми числами без знака. Характерной особенностьютаких типов является свойство цикличности арифметических операций. Таким образом,модульные типы соответствуют целочисленным беззнаковым типам в других языкахпрограммирования (например: Byte, Word... - в реализациях Паскаля; unsigned_short,unsigned... - в C/C++).В качестве простого примера рассмотрим следующий фрагмент кода:...type Byteis mod 2 ** 8;-- (2 ** 8) = 256Count : Byte := 255;beginCount := Count + 1;.
. .Здесь не производится генерация ошибки в результате выполнения сложения. Вместо этого,переменная Count, после выполнения сложения, будет содержать 0.Кроме этого, с модульными типами удобно использовать знаки битовых операций "and", "or","xor" и "not". Такие операции трактуют значения модульного типа как битовый шаблон.Например:typeByteis mod 2 ** 8;-- (2 ** 8) = 256Some_Var_1 : Byte;Some_Var_2 : Byte;Maskbegin: constant := 16#0F#...Some_Var_2 := Some_Var_1 and Mask;. .
.Поскольку модульные типы не имеют отрицательных значений, для них допускаетсясмешивание знаков битовых операций со знаками арифметических операций в одномвыражении.Следует заметить, что хотя при описании модульных типов зачастую используют степеньдвойки, использование двоичной системы счисления при описании модульных типов неявляется обязательным требованием.Ада допускает выполнение преобразований беззнаковых чисел модульных типов в числа сознаком и обратно. При этом, производится проверка результата преобразования на допустимостьдиапазону значений типа назначения. В случае неудачи будет сгенерировано исключениеConstraint_Error.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
