ADA語言基礎(chǔ)教程

ADA語言基礎(chǔ)教程（美國軍方的專用計算機

語言?。?/p>

發(fā)表于:個人日記,科技資訊,編程開發(fā)?作者:謀萬世全局者

標簽:ADA,軍方，基礎(chǔ)教程，美國，計算機語言，語言

PS：前天晚上應朋友之邀，過去喝茶聊天。其中有一位美籍臺灣人。原來他還是

IT界的老前輩，家住硅谷。2。多年前就在一家跨國大公司從事數(shù)據(jù)庫管理，我們

聊了很多。他說他以前做工程師時用的是Ada語言，我以前真沒怎么聽說過還有

這種語言，回來查了一下，Ada語言原來是美國軍方的專用計算機語言！據(jù)說中

國軍方目前也在使用！Ada是一種表現(xiàn)能力很強的通用程序設(shè)計語言，它是美國

國防部為克服軟件開發(fā)危機，耗費巨資，歷時近20年研制成功的。它被譽為第四

代計算機語言的成功代表。目前應用廣泛度排16名。

a

Ada語言的中文資料極度缺乏，當當網(wǎng)里居然一本都沒有。找到了一本80年底

翻譯的ada語言基礎(chǔ)。下面這篇ADA語言文檔還不錯，有興趣的同學可以了解

一下，看了一下語法，跟C語言很像，應該屬于C的高級改進版。

第1章Ada簡介

1.1概述(Overview)

Ada語言最初設(shè)計是為了構(gòu)建長周期的、高度可靠的軟件系統(tǒng)。它提供了一系列功

能來定義相關(guān)的數(shù)據(jù)類型(type)、對象(object)和操作(operation)的程序包

(package)o程序包可以被參數(shù)化，數(shù)據(jù)類型可以被擴展以支持可重用庫的構(gòu)建。

操作既可以使用方便的順序控制結(jié)構(gòu)，通過子程序(subprogram)來實現(xiàn)，也可以

通過包含并發(fā)線程同步控制的入口(entry)來實現(xiàn)。Ada也支持單獨編譯(separate

compilation),在物理層上支持模塊性。

Ada包含了很復雜的功能以支持實時(real-time),并發(fā)程序設(shè)計(concurrent

programming)o錯誤可以作為異常(exception)來標示，并可以被明確地處理。

Ada也覆蓋了系統(tǒng)編程(systemprogramming)；這需要對數(shù)據(jù)表示和系統(tǒng)特性訪

問的精確控制。最后，提供了預定義的標準程序包，包括輸入輸出、字符串處理、

數(shù)值計算的基本函數(shù)和隨機數(shù)生成。

譯自《AdaReferenceManual》Sectioni:General

在本章里，我們將會初步介紹一下Ada,以給讀者留下大致的印象。

1.2Ada的歷史(TheHistoryofAda)

為了更好的理解Ada,它的歷史有必要簡要地了解一下。

1974年時:美國國防部(DoD)意識到開發(fā)和維護嵌入式系統(tǒng)(固化在硬件中的系

統(tǒng)，如導彈彈導系統(tǒng))耗費了過多的時間，精力和資金。

當時.，在使用的計算機語言有45。多種，這增加了開發(fā)新系統(tǒng)以及培訓程序員使

熟悉現(xiàn)有系統(tǒng)的時間和成本。維護工作也由于沒有標準化的工具(編輯器，編譯器

等)而受阻。所有這些因素使DoD意識到它需要-們強大的語言，能被所有嵌入

式電腦供應商使用。

開發(fā)工作始于1975年，當時DoD列舉了一系列的語言需求；但沒有一門現(xiàn)有語言

指定了這些特性，因此在1977年，DoD起草了一份建議，開發(fā)一門新的語言。不

像COBOL這些語言由專門的委員會制定，新語言是一場競爭的主題，在產(chǎn)業(yè)界和

學術(shù)界的評估中產(chǎn)生。

在眾多競爭者當中，有4家被選中以完成進一步的工作。最終只剩下Cii-

HoneywellBull公司。這門語言被命名為Ada。設(shè)計小組由JeanIchbiah領(lǐng)導，

對語言全權(quán)負責。

在1983,Ada成為了一個ANSI標準ANSI/MIL-STD-1815A。此年成為一個ISO

標準。在參考手冊中定義的語言通常稱為LRM或ARM（AdaReferenceManual）?

在Ada的相關(guān)書籍和編譯器的報錯信息中經(jīng)常出現(xiàn)手冊內(nèi)容的引用。對于任何

Ada站點，參考手冊都是推薦的；雖然很難閱讀，但它是所有Ada問題的最權(quán)威

解釋（一個小組正在澄清語言定義中已發(fā)現(xiàn)的語義不清的內(nèi)容）。

Ada也經(jīng)過了一次修正，即1995的新的ISO標準。新標準修正了Ada83的很多

缺陷，并進一步擴展了它的功能（在修正工作中，有個臨時的標準，即Adagx,不

少Ada文章是在這段時間寫的，因此有些內(nèi)容在細節(jié)上可能與Ada95有所區(qū)別，

但主要原理差不多）。

為了防止Ada編譯器的不兼容版本的擴散，AdaJointProgramOffice（控制Ada

語言的執(zhí)行部門，于1998年10月1日關(guān)閉，見AdaJointProgramOffice

closed）采取了不尋常的做法-他們注冊Ada商標。除非通過他們的兼容性測

試，編譯器廠商不允許出售‘Ada'編譯器。這在不久以后放松了，保護協(xié)議變成了

'ValidatedAda'。因而產(chǎn)生的Ada確認證書被限制在一定的時間內(nèi)并有一個期滿

時間。當時間過期后，該編譯器不能再被標記為'ValidatedAda'編譯器。通過這

種方式，AJPO確保當前市場上的編譯器與當前標準相一致。

目標是使所有的Ada程序能在所有系統(tǒng)上被編譯-在這點上，AJPO比其它語言小

組做得好。

上述內(nèi)容基本上是從QuickAda翻譯過來的（以前翻譯該教材“半途而廢”的殘留

品，直接引用一下了），Ada語言的詳細歷史細節(jié)見TheHistoryofAda

1.3與C和C++的比較（Contrast:AdaandC,C++）

由于Ada出生年月遲了一點，而且目前的操作系統(tǒng)基本上由C,C++寫成，導致

Ada在"平民層”的推廣比較糟糕，至今還不是很流行，WhyAdaisn'tPopular-

對此有比較詳細的解釋。而Ada愛好者們?yōu)榱孙@示Ada的優(yōu)越性（這種心情相當

能理解），將Ada與C,C++做了一系列比較，其結(jié)果反正綜和指數(shù)都是Ada

高，這方面文章有不少，ComparingDevelopmentCostsofCandAda,

Contrasts:Ada95&C++。在這里，我們只初略地了解一下Ada的優(yōu)勢即可，在

讀者朋友接下去的學習中，應該是能從心里感受到Ada的優(yōu)點。

1.更高的安全性、可靠性。Ada中對于訪問內(nèi)存、數(shù)值計算等很多方面有一

些嚴格的規(guī)定，而沒有C和C++那么自由；程序的錯誤絕大部份能在編譯和

運行時檢測到，以至于可以不需要編譯器，另外，語言也包含異常特性，能方

便地處理錯誤。

2.更高的移植性。在Unix和Windows下有C編程經(jīng)驗的朋友應該對于兼容

性深有體會，很多代碼純粹是為了適應不同的系統(tǒng)增添的，對于實際工作沒多

大用處。但Ada的初始語言環(huán)境中就有了異常(約等于Unix下的Signal)、

任務(wù)(線程)、分布式計算、隨機數(shù)產(chǎn)生、寬字符集很多特性的支持，而在現(xiàn)

在的具體操作系統(tǒng)中，這些特性往往隨系統(tǒng)而異。即使Ada95里缺少一些功

能，也可以通過額外標準和函數(shù)庫來彌補：GDI庫，可以用GtkAda,

在Windows和X下通用；Ada也有一個Posix接口的標準，可以使用函數(shù)

庫Florist來調(diào)用Posix的函數(shù)用戶層是大大省力一只要自己的操作系統(tǒng)上

有所需的編譯器和函數(shù)庫即可。

3.語法明確，基本上沒有令人混淆的地方。Ada程序的源代碼遠遠

比C或C++的代碼易懂。看程序的人是減輕了不少腦負擔。

4

5

總之，C和C++能做的Ada肯定能做，但Ada要省時方便的多。讀者在學習Ada

之后，無需多說也就明白了，筆者在初學Ada時就有耳目一新的感覺，唯一的遺

憾是Ada不流行。

1.4網(wǎng)絡(luò)資源(InternetResources)

Ada雖然在國內(nèi)不流行，但在國外還是有不少網(wǎng)站，下面是只列舉一小部份，至于

更多的資源，讀者可至VenusIC查找：

1.HomeoftheBraveAdaProgrammers(HBAP),B|JAdaHome,

由MagnusKempe維護，里面包含了不少Ada相關(guān)的文檔、軟件

2.PublicAdaLibraiy(PAL)?PAL是Ada軟件、文檔的圖書館。主站點在

(WUARCHIVE),以及法國的一個映像站點mirrorsite,

PAL目前由RichardConn維護。

3.AdalC,由AJPO發(fā)起的一個站點，也包含了不少相關(guān)信息。

41SIGAda，是ACM的一個SpecialInterestGroup<>

5.AdaPower,很不錯的一個站點，有相關(guān)教材、文檔、Faq、Linux等鏈

接。

6.AdaCoreTechnology,Gnat,Glade等軟件的老家。

7.新聞組comp.lang.ada,不用多介紹了

1.5第一個程序(TheFirstProgram)

為了了解Ada程序的大致結(jié)構(gòu)，舉一個例子是難免的。大部份書籍一般都是

用"helloworld”程序來開始，我們下面就見識一個在終端屏幕上輸出“Hello

World!”的簡例。

000—filename:hello,adb；

001withAda.Text_I0;

002procedureHellois

003begin

004Ada.Text_I0.Put("HelloWorld!”);

005Ada.Text_I0.NewLine;

006endHello;

先介紹一下在本教材中代碼的一些問題：每行代碼前的000,001等數(shù)字表示該代

碼是第幾行，只為了講解方便，在實際源代碼中是不存在的；with,procedure等

保留字(reservedword)都用粗體表示，以示區(qū)別；有些字是用斜體表示，表示該字

是用其它有效字符替換。

現(xiàn)在讓我們分析上述的簡單程序：

[ooo]標示該程序文件名為hello.adb,在程序中并不需要；-是注釋符，表示從其

所在位置至行尾都是注釋，對程序沒有什么影響，與C的/**/類似。

[ooi]Ada.Text」O是預定義的一個程序包(package)；withpackage_name和

C的include功能差不多。

[oo2]-[oo6]是程序的主體部份。與C下的main函數(shù)類似，Ada也需要一個主過

程(mainprocedure),在這個例子中是過程Hello。過程的用法和上例一樣，都是

procedureprocedure_nameis

statementsl;

begin

statements2;

endprocedure_name;

statemen11可以是變量、常量、函數(shù)、過程等的聲明；statements2是過程

procedure_name要執(zhí)行的語句，對象的聲明不能在這部份；end后

的procedure_name不是必需的，但為了程序的可讀性，應加上。

[003],[004]分別輸出"HelloWorld!"和新行符。Put和New_Line都是

Ada.Text」。里的過程。

但上7例調(diào)用過程Put和New.Line的方法比較羅嗦，因此我們也可以使用use

語句：

ooo—filename:hello.adb；

001withAda.Text_IO;useAda.Text_IO;

002procedureHellois

003begin

004Put("HelloWorld!J,);

005New_Line;

006endHello;

這樣Ada編譯器就能在程序包Ada.Text_IO中自動搜尋Put,New_Line,而無需

用戶指定它們所在的準確位置。

我們在將上例略微改動以下，以使讀者了解一下聲明部份：

000--filename:hello,adb

001withAda.Text_IO;useAda.Text_IO;

002procedureHellois

003Str:String:="HelloWorld!”;

004begin

005Put(Str);

006New_Line;

007endHello;

在is和begin之間，聲明了一個字符串變量Str,它的初始值為“HelloWorld”。

String是預定義的字符串類型。上述的聲明方式和Pascal差不多。現(xiàn)在我們對

Ada程序長的什么樣已有了基本的認識，下面需要了解兒個術(shù)語。一個Ada程序

是由一個或多個程序單元組成(programunit)。一個程序單元可以為：

1.子程序(subprogram)，定義一些可執(zhí)行運算。過程(procedure)和函數(shù)

(function)都是子程序。

2.程序包(package)，定義一些實體(entity)o程序包是Ada中的主要分組

機制，類似于C的函數(shù)庫，Modula的"module”。

3.任務(wù)單元(taskunit),與線程類似，定義一些計算，然后并發(fā)執(zhí)行。

4-保護單元(protectedunit)，在并發(fā)計算中協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)共享，這在Ada83中

不存在。

5.類屬單元(genericunit)，幫助構(gòu)建可重用組建，和C++的模板類似。

后3類屬于高級話題，在后面的章節(jié)中我們會依次介紹。程序單元又可為兩部份：

1.聲明部份(declaration)。定義對其它程序的接口，有些可用資源可以被用戶

使用，與C下的'h文件相似。

2.主體部份(body)。是聲明部份的具體實現(xiàn)，等價與C的'.c'文件。

其中程序包(package)和子程序(subprogram)是用的最廣泛的2個程序單元。大

部份Ada程序基于一堆程序包，在以一個主過程(mainproceudre)來開始Ada程

序。第2章基本數(shù)據(jù)類型和表達式(BasicTypesandExpressions)2.1概述

(Overview)數(shù)據(jù)類型是一門計算機語言最基本的特性，表示一個對象的類型，是

數(shù)字、字符或其它類型。由于Ada在數(shù)據(jù)類型上提供的強大處理能力，我們又不

能很簡單地認為數(shù)據(jù)類型僅是定義一個對象的類型。在Ada里，數(shù)據(jù)類型可以自

己創(chuàng)建，它的相關(guān)運算符也可以自己定義，同時又有數(shù)據(jù)類型屬性這項特性，具有

相當大的靈活性。學過其它的語言，特別是有C和Pascal背景的朋友初次接觸時

可能會感到有點新鮮。創(chuàng)建新類型，是用戶自己定義數(shù)據(jù)類型，包括該類型的名

稱、取值范圍及相關(guān)操作；其中又包括了派生類型和創(chuàng)建子類型，即以現(xiàn)有數(shù)據(jù)類

型為母類型創(chuàng)建新類型，繼承母類型的一部份屬性。數(shù)據(jù)類型屬性，如同我們玩

RPG游戲時的人物屬性：體力值、魔法值一樣，是說明該類型固有的屬性，包括

最小取值范圍、最大取值范圍等等。本章將會先介紹詞法元素以及創(chuàng)建數(shù)據(jù)類型

的基礎(chǔ)性知識，然后是整型(integer)、實型(real)、字符型(character)、布爾型

(boolean)、枚舉類型(enumuration)這幾種標量類型，最后則是相關(guān)的數(shù)據(jù)類型

屬性、類型限制和類型轉(zhuǎn)換、表達式和運算符。2.2詞法元素(LexicalElement)

Ada里的詞法元素與其它語言的定義還是有不小差別，下面按照RM95關(guān)于詞法

元素的分類來逐項介紹，包括標識符、保留字、字符:、數(shù)值文字等及它們的一些規(guī)

則。2.2.1基本字符集(CharacterSet)Ada95規(guī)定的標準字符集是Latin-1,支持

8位(基于ISO-8869)和16位(基于ISO-10646)字符，在非標準模式下也可用本地

字符集，具體情況取決于當前的系統(tǒng)。(一般來說，涉及字符時默認是指Latin-1,

程序幾乎都是用Latin-1字符集寫的)字符在RM95中是分成了三類：圖形字符

(graphiccharacter)、格式控制符(formateffector)、其它控制符(othercontrol

function),它們所表示的范圍為：圖形字符包括字母(letter)、數(shù)字(digit)、空格符

(space)>特殊字符(specialcharacter)(例如"

格式控制符包括水平制表符(HT)、垂直制表符(VT)、回車(CR)、換行(LF)、換頁

(FF);其它控制符則是除了格式控制符以外的控制符。更詳細的內(nèi)容參見RM95、

ISO8869,ISO106460Ada是大小寫忽略的(除了字符和字符串中的實際內(nèi)容，

如字符'z'和'Z'不相同，但標識符z和Z相同)，但為了可讀性，一般來說變量名或

函數(shù)名首字母都會大寫，其余小寫，縮近格式也需要引起注意。根據(jù)實際情況盡量

保證可讀性。為了兼容性，Ada95要求編譯器最少支持一行字符串和一個詞法元

素的長度為200個字符：(不包括行尾符)。Ada在字符集上并沒有很嚴格要求編

譯器一定要怎樣，但應該支持標準字符集。2.2.2標識符(Identifier)Ada中不

管是變量、函數(shù)還是其它對象都需要一個名稱，這就叫做標識符:。如X、Count.

me就是簡單的標識符。Ada中的標識符有以下一些注意點：1.標識符一定要是字

母開頭，接下去可以是數(shù)字和下劃線，結(jié)尾不能為下劃線。如Fig_、_Lik,ime

是不合法的。2.兩個連續(xù)的下劃線不能在一起，因為有些打印機可能會將兩個下

劃線當作一個處理。3.雖然單個字符可作為標識符，但一般情況下不應該濫用這

項特性(我不知道這除了少敲幾個字外，還有什么意義，想想數(shù)字o和字母0、數(shù)

字1和字母1吧，絕對害死人的做法)。4.不能將保留字作為標識符。在Ada

83中，標識符包括了保留字，但在Ada95中保留字從標識符中分離了出來。5--

如上節(jié)所提及的，標識符是不分大小寫的，但為了可讀性，請注意你對標識符的命

名。2.2.3保留字(ReservedWord)保留字在程序語法中有特殊的含義，不屬

于標識符范圍，這與C和Pascal等語言的定義有所不同。Ada95中的保留字如

F：abortabsabstractacceptaccessaliasedallandarrayatbegin

bodycaseconstantdeclaredelaydeltadigitsdoelseelsifendentry

exceptionexitforfunctiongenericgotoifinislimitedloopmodnew

notnulloforothersoutpackagepragmaprivateprocedureprotected

raiserangerecordremrenamesrequeuereturnreverseselect

separatesubtypetaggedtaskterminatethentypeuntilusewhenwhile

withxor在以后的內(nèi)容中，我們會逐個解釋它們的含義及作用。Ada95的保留字

比原先添力II了6個：abstract,aliased,protected,requeue,tagged

和until,雖然這可能會牽連到兼容性問題，但通常也無須計較這點。2.2.4分隔

符(SeparatorandDelimiter)Ada程序中，各元素之間需要空格符、格式控制

符或EOF隔開。RM95里將它們作為separator,而delimiter則是指下列特殊字符

(中文有點說不清楚)：|或是復合型的：=〉..**：=/=>=

<=??<>o當分隔符作為注釋、字符串、字符、數(shù)值的一部分時，就不再是分

隔符了。2.2.5數(shù)值文字(NumericLiteral)數(shù)值文字就是指數(shù)字。Ada和

Pascal相同，將數(shù)字分為實數(shù)型(realliteral)和整數(shù)型(integerliteral)兩大類。實數(shù)

型是有小數(shù)點的數(shù)字，整數(shù)型則無小數(shù)點。如1.2787,0.871,7。是實數(shù)型，而-

882,5441,1是整數(shù)型。Ada在數(shù)字表示上有一個很好的特性就是可以明確指定使用

何種基數(shù)(2進制到16進制)表示，下面是數(shù)字的表示：十進制數(shù)(Decimal

Literal)不管是實型還是整型數(shù)，都可以在其間加上下劃線，使長數(shù)字更加易

讀。如56886515645125615,可寫為56_886_515_645_125_615或

5_6886_5156_4512_5615,下劃線并不改變數(shù)字的值。但兩個下劃線不能是連續(xù)

的，卜劃線也不可以在數(shù)字首部和尾部，如676_66和67.E4都是非法的。字母

E作為數(shù)字的指數(shù)，同時適用于實型和整型。如123_98E4、5Q87E-5、48E7都

是合法的，但負指數(shù)不能用于整型，指數(shù)也一定要是整數(shù)。E大小寫皆可以?；?/p>

型數(shù)字(BasedLiteral)在大部分語言中，都使用10進制數(shù)字表示；Ada里整數(shù)

可以不用10進制的表示方法書寫，而是直接使用2至16進制的表示法，格式

為:Base#Number#,Base表示所采用的進制，Number為該進制下所表示的

數(shù)字。2#1001_1001#,表示2進制數(shù)10011001,中間的下劃線可取消，其10進值

為153；10#153#,表示10進制數(shù)153，等價與153；16#9。#,表示16進制數(shù)9。，

其10進值為144；2.2.6字符文字(CharacterLiteral)字符文字的表示是單個

圖形字符在單引號'‘中，如'a'表示小寫字母a,'K'表示大寫字母K；1'表示一個單引

號,''表示一個空格。2.2.7字符串文字(StringLiteral)字符串是雙引號(”")之

間的有序圖形字符。如"WhatIsaid."就是一個字符串。表示空字符串時直接用”

“。如果字符串中有雙引號，一個雙引號要用兩個”來表示。如"Hesaid,”"1am

hungry.,,n而"Hesaid,""Iamhungry."或"Hesaid/'Iamhungry.""是不合法

的。至于其它字符，如$%之類可以直接出現(xiàn)在兩個雙引號間。與C語言不同，

Ada里沒有與之相同的轉(zhuǎn)義字符，并且E0L不會算到字符串中。2.2.8注釋

(Comment)注釋由兩個連字號(hyphen)(-)開始，直到行尾。可以出現(xiàn)在程序的

任一個地方，不影響程序本身。例如：—thecomment;end;-processingofLine

iscomplete.2.2.9PragmasPragma是編譯指示(compiledirective),給編譯器指

令如優(yōu)化程序，列表控制等。它的作用往往不只影響一個編譯單元，而是整個程

序。Pragma是些預先定義的指令，如pragmaPage,pragmaList(OFF),編譯器也

可擴展RM95中pragma。我們先接觸List,Page,Optimize這3個pragma。更

多內(nèi)容我們會在以后接觸。pragmaList(identifier);pragmaPage;pragma

Optimize(identifier);pragmaList將identifierOn或Off作為它的參數(shù)。它指定

編譯列表(listingofcompilation)是繼續(xù)還是停止，直到在同一個編譯單元內(nèi)，一

個pragmaList使用了相反的參數(shù)。pragmaPage指定在pragma后的程序正文

在新頁開始(如果編譯器正在列表)pragmaOptimize有Time,SpaceOff3

個參數(shù)，它的影響區(qū)域直到pragama所在編譯單元的底部。Time和Space指

示優(yōu)化時間還是優(yōu)化空間，0任則關(guān)閉優(yōu)化。下面是簡單的例子：pragma

List(Off)；關(guān)閉列表生成pragmaOptimize(Off)；關(guān)閉可選的優(yōu)化

不過，上述3個pragma是影響編譯過程用的，基本上用戶也用不著，以后涉

及的inline,Pure等pragma使用頻率倒挺高2.3創(chuàng)建數(shù)據(jù)類型和子類型

(CreatingTypesandSubtypes)使用變量時，除了以某標識符作為變量的名稱

外，還要指定該變量的數(shù)據(jù)類型。一個數(shù)據(jù)類型定義了變量可接受的值以及所能執(zhí)

行的操作。比如說，一個數(shù)據(jù)類型為Age的變量Bill,Age的取值范圍為1..100,并

只有+-這兩種操作，在這里，對象(object)為名為Bill的變量，它的取值在1..100

之間(包括1,100),值的變化只能通過+-這些基本運算符(primitiveoperation)

來實現(xiàn)，而無法通過*/等其它運算符。Ada中的數(shù)據(jù)類型，包括預定義類型，都是

按照一定的格式在程序包中創(chuàng)建的。下面就介紹創(chuàng)建數(shù)據(jù)類型的一些基本內(nèi)容，更

多相關(guān)內(nèi)容會在以后見到。2.3.1創(chuàng)建新的數(shù)據(jù)類型創(chuàng)建一個新類型，需要使用

保留字type,is,range。格式如下：typetype_nameisrange

range_specifcation;type_name為新類型的名稱，是一個合法標識符：

range_specifcation表示該類型的取值范圍，表示方式為First..Last,如1..100,

-9..10o例如創(chuàng)建上面提及的一■個新類型Age：typeAgeisrange1..100；這樣

就有了一個數(shù)據(jù)類型Age,取值范圍1..100。有一點要注意：

range_specfication中First要大于Last。如typemonthsisrange12..o,實

際上months是一個空集(null),而不是所期望的0..12。不同數(shù)據(jù)類型之間是不能

進行混合運算的，即使取值范圍和運算符一樣，看以下的程序例子：ooo—

filename:putwage.adbooiwithAda.Text_IO;useAda.Text_IO;002with

Ada.Integer_Text_IO;useAda.Integer_Text_IO;003procedureputwageis

004typeAgeisrange1..100；005typeWageisrange1..100；

006Bill_Age:Age:=56;007Bill_Wage:Wage:=56;008begin009Put

("Totalwageis");010Put(Bill_Wage*Bill_Age);oilNew_Line;012end

putwage;[001H002]:使用軟件包Ada.Text_IO,Ada.Integer_Text_IO;兩個軟件

包分別處理字符類輸出和整數(shù)輸出。[003][oo8][012]定義一個過程putwageo

[OO4]-[OO5]：定義新的數(shù)據(jù)類型Age,Wage,它們?nèi)≈捣秶紴?..100?[006]-

[007]：聲明兩個變量BiH_Age,Bin_Wage,類型分別為Age和Wage,并賦予相同初

始值56。[009H01U：依次輸出字符串"Totalwageis",整數(shù)Bill_Wage和Bill_Age

的乘積，和??個新行符(EOL)。以上程序看上去毫無問題，但根本無法編譯通過。

首先，沒有定義類型Age和wage的*操作，因此Bill_Age和Bill_Wage無法相

乘；第二，兩者數(shù)據(jù)類型不同，即使定義了*操作，還是無法相乘。當然也可使用

后面提到的類型轉(zhuǎn)換，如果將[oio]改為Put(Integer(Bill_wage)*

Integer(Bill_Age)),將會輸出所要的3136；但如果改成Put(Integer(Bill_wage*

56)),看上去也行的通，但實際結(jié)果卻不是3136。不同數(shù)據(jù)之間不能進行運算，

要牢牢記住。(Integer是預先定義的?個整型，Integer(Bill_Wage)是將

BilLWage強制轉(zhuǎn)換為整型)。2.3.2派生類型大家可能會發(fā)現(xiàn)，如果像上面一

樣創(chuàng)建一個截然不同的新類型，還需要定義它的運算符:，使用很不方便。因此，往

往是派生現(xiàn)有的類型，其格式為：typetype_nameisnewold_type{range

range_specification);type_name為新類型的名稱，是一個合法標識符；

rangerange_specification表示該類型的取值范圍，是可選的，沒有的話表示

新類型type_name的取值范圍和old_type一樣。如將上例改為：000—

filename:putwage.adb001withAda.Text_IO;useAda.Text_IO;002with

Ada.Integer_Text_IO;useAda.Integer_Text_IO;003procedureputwageis

004typeAgeisnewIntegerrange1..100；005typewageisnewInteger;

006Bill_Age:Age:=56;007Bill_Wage:Wage:=56;008begin009Put

("Totalwageis");010Put(Bill_Wage*Bill_Age);oilNew_Line;012end

putwage;上例還是不能編譯通過，因為派生類型只繼承母類型的屬性，如運算

符，不同的派生類型即使母類型相同也還是屬于不相同的類型。但將[10]改為Put

(Integer(Bill_wage*56))則能輸出正確的結(jié)果。但是派生類型使用還是麻煩了一

點，不同類型之間即使都是數(shù)字類型也無法混合使用，只是自己不用創(chuàng)建運算符省

力了點。2.3.3創(chuàng)建子類型創(chuàng)建新類型和派生類型的麻煩從上文就可以感受的

到，特別是在科學計算這些有很多種小類型的軟件當中，上述兩種方法實在過于繁

雜。這時子類型(subtype)就相當有用，子類型的定義格式為：subtype

type_nameisold_type{rangerange_specification};type_name為新類

型的名稱，是一個合法標識符；rangerange_specification表示該類型的取值

范圍，是可選的，沒有的話表示新類型type_name的取值范圍和old_type—■

樣。再將先前的例子改一下：000—putwage.adb001withAda.Text_IO;use

Ada.Text_IO;002withAda.Integer_Text_IO;useAda.Integer_Text_IO;

003procedureputwageis004subtypeAgeisIntegerrange1..100；

005subtypeWageisInteger;006Bill_Age:Age:=56;007Bill_Wage:

Wage:=56;008begin009Put("Totalwageis");010Put(Bill_Wage*

Bill_Age);oilNew_Line;012endputwage;編譯通過，輸出值為3136。子類型

不僅繼承母類型的屬性，而且和母類型、其它同母類型的子類型可混合使用。在

前面的例子中的，我們都提到了取值范圍，這也是Ada的一項“特色”：Ada不同于

C和Pascal-賦給一個變量超過其取值范圍的值或進行不合法運算，會輸出錯誤的

值而不報錯，與此相反，Ada程序在編譯時會提示錯誤，或在運行Ada程序時產(chǎn)

生Constraint_Error異常(異常和C中的信號Signal差不多，詳見第9章異常

(Exception)),掛起程序，來減少程序的調(diào)試時間。2.4標量類型(Scalar

Type)大部份語言，基本的數(shù)據(jù)類型如果按照該類型所表示的數(shù)據(jù)類型來分，.

般來說可分為整型(integer),實型(real),布爾型(boolean),字符型(character)這

四類，并以它們?yōu)榛A(chǔ)構(gòu)成了數(shù)組，記錄等其它更復雜的數(shù)據(jù)類型。在程序包

Standard中預定義了一些簡單數(shù)據(jù)類型，例如Integer,Long_Integer?Float,

Long_Float,Boolean,Character,Wide_Character,以及這些數(shù)據(jù)類型的運算

符。下面我們除了學習上述的4種標量類型(ScalarType)外，還要學習一下枚

舉類型(Enumration)。由于Ada中布爾型和字符型都是由枚舉類型實現(xiàn)的，因此

也可將這兩種類型認為是枚舉類型。2.4.1整型(Integer)Integer整型一個整型

數(shù)據(jù)能存放--個整數(shù)。預定義的整型有Integer,Short_Integer,

Short_Short_Integer,Long_Integer,Long_Long」nteger還有Integer的j類

型Positive,NaturaloRM95沒有規(guī)定Integer及其它整型的具體取值范圍及其位

數(shù)，由編譯器決定。只規(guī)定了沒多大意思的最小取值范圍，如要求一個Integer至

少要為16位數(shù),最小取值范圍為-32767“32767(-2**15+1.-2**15-1)?因此還有

Integer_8,Integer_i6,Integer_32,Integer_64這些指定了位數(shù)的整型，以方便用

戶。在RM95里，也就是編譯器實現(xiàn)里，以上類型聲明格式為：typeIntegeris

rangeimplementation_defined(Long_Integer它們也一樣)subtype

PositiveisIntegerrangei.Jnteger'Last;subtypeNaturalisIntegerrange

O.Jnteger'Last;(Integer'Last表示Integer的最后一個值，即上限，見2.5數(shù)據(jù)類

型屬性)程序System里定義了整數(shù)的取值范圍：Min」nt:constant:=

Long_Long_Integer'First;Max_Int:constant:=Long_Long」nteger'Last;

Modular整型還有…類整型是Modular,異于上面的整型。如果將Integer整型與

C中的signedint相類比，它們的取值范圍可包括負數(shù)；那么Modular類型就是

unsignedint,不能包含負數(shù)。其聲明格式為：typetyep_nameismod

range_specification；其中的range_specification應為一個正

數(shù)；type_name的取值范圍為(O..range_specification-1)?如下面類型

Byte:typeByteismod256;這里Byte的取值范圍為o..255。Modular類型在

程序包System也有常量限制，range_specification如是2的幕則不能大于

Max_Binary_Modulus,如不是嘉的形式則不能大于

Max_Nonbinary_ModuluSo這兩個常量的聲明一般如下：

Max_Binary_Modulus:constant:=2**Long_Long_Integer'Size;

Max_Nonbinary_Modulus:constant:=Integer'Last;細心的讀者可能會發(fā)現(xiàn)上

面兩個常量的值實際上是不一樣的，也就是說Modular類型實際上有兩個不同的

限制。RM95關(guān)于這點的解釋是,2進制兼容機上，Max_Nonbinary_Modulus的

值大于Max_int很難實現(xiàn)。2.4.2實型(Real)相對于整型表示整數(shù)，實型則表示

浮點數(shù)。實型分為兩大類:浮點類型(floatingpoint)和定點類型(fixedpoint)0它

們之間的區(qū)別在于浮點類型有一個相對誤差;定點類型則有一個界定誤差，該誤差

的絕對值稱為delta。下面就分類介紹這兩類數(shù)據(jù)類型。浮點類型(Floating

Type)浮點類型預定義的有Float,Short_Float,Short_Short_Float,

Long_Float,Long_Long_Float等，它們的聲明格式入下:typetype_nameis

digitsnumber[rangerange_specification];digitsnumber表示這個浮點

類型精度，即取number位有效數(shù)字，因此number要大于0；range

range_specification是可選的，表示該類型的取值范圍。下面是幾個例子：

typeRealisdigits8;typeMassisdigits7range0.0..1.0E35;subtype

ProbabilityisRealrange0.0..1.0；Real表示精度為8位的符點數(shù)類型，它的取

值范圍由于沒給定，實際上由編譯器來決定；RM95里關(guān)于這種情況是給出了安

全范圍(saferange),取值范圍是-IO.O**(4*D)..+IO.O**(4*D),D表示精度，此例中

為8,所以Real的安全取值范圍一?般來說應為-10.0E32..+10.0E32。Mass是表示

精度為7位的符點型，取值范圍為00-1.0E35；Probability是Real的『類型，精

度也是8位，取值范圍0.0..1.0；程序包System定義了精度的兩個上限：

Max_Base_Digits和Max_Digits,一般來說應為Max_Base_Digits:constant:=

Long_Long_Floafdigits;(BPLong_Long_Float的精度)

Max_Digits:conslant:=Long_Long_Float,digits;當range_specification指

定時，所定義類型的精度不能大于Max_Base_Digits;當range_specification

沒有指定時，所定義類型的精度不能大于Max_Digits。定點類型定點類型主要是

多了一個delta,它表示該浮點類型的絕對誤差。比方說美元精確到0.01元(美

分)，則表示美元的數(shù)據(jù)類型Dollar的delta為0.01,不像浮點型是近似到

O.Olo定點型的聲明格式有兩種：普通定點型：typetype_nameisdelta

delta_number_rangerange_specification；十進制定點型：type

type_nameisdeltadelta_numberdigitsdigit_number

［rangerange_specification］；除deltadelta_number外，各部份意義與浮

點型相同。定點型中有一個small的概念。定點數(shù)由一個數(shù)字的整數(shù)倍組成，這個

數(shù)字就稱為該定點數(shù)類型的small。如果是普通定點型，則small的值可以被用戶

指定(見下節(jié)數(shù)據(jù)類型屬性)，但不能大于該類型的delat；如果沒有指定，small

值由具體實現(xiàn)決定，但不能大于delta。如果是十進制定點型，則small值為

delta,delta應為10的幕,如果指定了該定點型的取值范圍，則范圍應在-

(io**digits-i)*delta..+(io**digits-i)*delta之間。看一下下例：typeVoltis

delta0.125range0.0..255.0；typeFractionisdeltaSystem.Fine_Deltarange

-1.0..1.0；typeMoneyisdelta0.01digits15;subtypeSalaryisMoneydigits

10；2.4.3布爾型(Boolean)邏輯運算通常需要表示“是”和“非”這兩個值，這時就

需要使用布爾型。Ada中的布爾型與Pascal中的類似，是True和False兩個值。

布爾型屬于枚舉數(shù)據(jù)類型，它在程序包Standard中定義如下：typeBooleanis

(True,False);習慣于C語言的朋友在這里需要注意一下，Boolean的兩個值

True,False和整型沒有什么關(guān)系，而不是C語言中往往將True定義為值1,False

為2。2.4.4字符型(Character)Ada83最初只支持7位字符.這條限制在Ada95

制訂前已經(jīng)放松了，但一些老編譯器如MeridianAda還是強制執(zhí)行.這導致在一臺

PC上顯示圖形字符時出現(xiàn)問題;因此，在一般情況下，是使用整型來顯示Ascii127

以后的字符，并使用編譯器廠商提供的特殊函數(shù)。在Ada95里，基本字符集已由原

來的ISO646標準的7位字符變?yōu)镮SO8859標準的8位字符，基于Latin-1并且

提供了256個字符位置。Ada95同樣也支持寬字符ISO10646,有2**16個的字

符位置。因此現(xiàn)代編譯器能很好地處理8位字符和16位字符。7位字符在已經(jīng)廢

棄的程序包Standard.Ascii內(nèi)定義。在程序包Standard內(nèi)預定義的字符型

Character和Wide_Character分別表示Latin-1字符集和寬字符集，類型

Wide_Character已經(jīng)包含了類型Character并以它作為前256個字符。程序包

Ada.Characters.Latin_i和Ada.Characters.Wide_Latin_i提供了Latin-1字符集

的可用名稱，Ada.Characters.Han祖ing則提供一些基本的字符處理函數(shù)。具體內(nèi)

容見第14章字符和字符串處理。從下例可以了解一下字符型：000-filename:

puta.adb001withAda.Text_IO;useAda.Text_IO;002procedureputais

003subtypeSmall_Characteris{'a''d'};004Level:

Small_Character:="a);005begin006Put(l<YoulevelisM);007Put(Level);

008New_Line;009endputa;［003］創(chuàng)建了一""b字符類型Small_Character,包

含a,b,c,d四個字母；如C語言一樣，使用字符時需加［004］聲明變量Level,類

型為SmalLCharacter,值為字母a。上面這個例子主要還是說明一下字符類是怎

樣定義的，但Character和Wide_Chracter實際實現(xiàn)卻不是這么簡單。2.4.5枚

舉類型(Enumeration)有時候我們需要一個變量能表示一組特定值中的一個。如

today這個變量，我們希望它的值是Monday,Tuesday,Wednesday,Thursday,

Friday,Saturday,Sunday其中的一個，這時枚舉類型就相當有用，上述情況中就

可以創(chuàng)建新類型Day,如下：typeDayis(Monday,Tuesday,Wednesday,

Thursday,Friday,Saturday,Sunday);然后聲明變量today的數(shù)據(jù)類型為Day:

today:Day;這樣today就能接受Monday,Tuesday,Wednesday,Thursday,

Friday,Saturday,Sunday這幾個值中的任意一個。前面提及的類型

Character,Wide_Character,Boolean都是枚舉類型，也按照下面給出的格式聲明：

typetype_nameis(elememt_list)；element_list需列舉出該類型所有的可

能值。Ada能自動檢測上下文，因此大部份情況下能分辨不同枚舉數(shù)據(jù)類型下的

枚舉元素，如再聲明一個類型Weekend:typeWeekendis(Saturday,Sunday);

或subtypeWeekendisrangeSaturday..Sunday;賦給上例中的變量Today值

為Sunday時，不會產(chǎn)生歧義；但在有些情況下，Ada無法分辨枚舉元素時則會產(chǎn)

生問題，這時就要使用類型限制，詳見2.6類型限制和類型轉(zhuǎn)換Ada中的基本數(shù)

據(jù)類型就講到這里，實際上本節(jié)是基于上一節(jié)內(nèi)容的擴展，說穿了還是創(chuàng)建數(shù)據(jù)類

型。Ada在數(shù)據(jù)類型處理上提供的強大功能在接下的章節(jié)里我們將會接觸的更多，

在這方面Ada的確比其它大部份語言做的好多了，熟悉C.Pascal的朋友大概會感

到相當有意思。2.5數(shù)據(jù)類型屬性(Attributes)數(shù)據(jù)類型屬性，表示某個數(shù)據(jù)類

型的具體特征一取值范圍，最小值，最大值，某數(shù)在該類型中的位置……應該說是

相當有用的--起碼不像C語言，還要翻翻系統(tǒng)手冊才能知道某個數(shù)據(jù)類型的具體

定義。這些屬性的用法和調(diào)用函數(shù)一樣，也可以認為它們就是預定義的函數(shù)一雖

然不怎么準確，關(guān)于函數(shù)，詳見第6章子程序；有些返回值為通用類型

(universaltype)和字符串型。數(shù)據(jù)類型的屬性既可以使用預先定義的操作，也

可以自己定義數(shù)據(jù)類型的屬性，如S'First是返回S類型的下限，如果用戶不滿

意默認的屬性,也可自己指定S'First(雖然沒必要)，如：forS'Firstuse

My_Version_First;My_Version_First是用戶自己的函數(shù)，以后當使用S'First

時，實際上調(diào)用My_Version_First；有些數(shù)據(jù)屬性也可以直接用數(shù)字標示，如：

forS'Firstuse0；這樣，S,First的值就成了0。在很多地方,如內(nèi)存管理中,這

種用法還是比較普遍的。下面簡單地列出標量類型的屬性，S表示某個標量類型：

2.5.1通用標量類型屬性S'First返回S類型的下限，返回值為S型。S'Last返回

S類型的上限，返回值為S型。S'Range返回S類型的取值范圍，即S'First..

S'Last。S'Base表示S類型的一個子類型，但沒有范圍限制(單純從取值范圍角

度講，“兒子”反而比“父母”大)，稱之為基類型(basetype)oS'Min函數(shù)定義

為：function(Left,Right:S'Base)returnS'Base。比較Left和Right的大小，

返回較小值。如:Integer'Min(1,2)=1。S'Max函數(shù)定義為:function

(Left,Right:S*Base)returnS'Base?比較Left和Right的大小,返回較大值。

如：Integer'Max(1,2)=2。S'Succ函數(shù)定義為：functionS'Succ

(Arg:S5Base)returnS'Baseo返回Arg的后趨。S'Pred函數(shù)定義為：function

S'Pred(Arg:S'Base)returnS'Base。返回Arg的前趨。S'Wide_Image函數(shù)定

義為：functionS'WideJmage(Arg:S'Base)returnWide_String?返回Arg

的“像”，即可顯示的字符串，這里返回寬字符串型Wide_String。如：

Float'Wide_Image(9.00)="9?00”。詳見第三章數(shù)組。S'lmage與

S'Wide」mage一樣，但返回字符串型String。SWide_Width表示

S'Wide_Image返回的字符串的最大長度，返回值為universal_integer。

SWidth表示Slmage返回的字符串的最大長度,返回值

為universal.integer。S'Wide_Vahie函數(shù)定義為：functionSJWide_Value

(Arg:Wide_String)returnS'Base。是S'Wide_Image的逆過程，返回與

“像”Arg相對應的S類型的值。如：Float5Wide_Value(“9.00〃)=9。。。

SValue與SVahie一樣，但參數(shù)Arg是String類型。252通用離散類型屬性

離散類型包括整型和枚舉型，除了上述的屬性外，還有：S'Pos函數(shù)定義

functionS'Pos(Arg:S'Base)returnuniversal_integero返回Arg在S

類型中的位置。S'Val函數(shù)定義為：functionS'Pos(Arg:S'Base)return

S'Base。返回在S類型中位置為Arg的值。例如：typeColoris(red,white,

blue);ColorTos(White)=2Color'Val⑴二red2.5.3浮點類型屬性S'Digits返

回S類型的精度，為universal_integer類型。2.5.4定點類型屬性

S'Small返回S類型的small值，返回值為實型。S'Delta返回S類型的

delata,返回值為實型。