Opowieść o programowaniu w Adzie
Definiowanie nowych typów liczbowych
Pobieranie 0.69 Mb.
|
Definiowanie nowych typów liczbowychAda oferuje możliwość definiowania własnych, nowych typów liczbowych, zarówno całkowitych, jak i zmiennoprzecinkowych (rzeczywistych). Typ całkowity definiujemy poleceniem postaci type typ_całkowity is range ograniczenie_dolne .. ograniczenie_górne; zaś typ zmiennoprzecinkowy poleceniem type typ_zmiennoprzecinkowy is digits ilość_cyfr_znaczących; lub type typ_zmiennoprzecinkowy is digits ilość_cyfr_znaczących range ograniczenie_dolne .. ograniczenie_górne; gdzie ograniczenie_dolne i ograniczenie_górne są odpowiednio liczbami całkowitymi lub zmiennoprzecinkowymi. Ilość_cyfr_znaczących stanowi ograniczenie dokładności. Na przykład w typie zdefiniowanym type do_trzech is digits 3; liczby 2.123 i 2.124 są nierozróżnialne - widziane jako 2.12 (2.123 i 2.128 będą jednak rozróżniane ze względu na zaokrąglenie). Zauważmy, że wszystkie z poniższych literałów rzeczywistych mają po trzy cyfry znaczące: 3.11 2.22E8 0.0000456 12.6E-8 7650000.0 Oto przykłady definicji typów liczbowych: type male_calkowite is range -10 .. 10; type sekundy_po_polnocy is range 0..86400; type do_trzech is digits 3; type male_do_trzech is digits 3 range 0.0 .. 2.0; Polecenie definiujące nowy typ jest nieco podobne do deklaracji podtypu (zauważmy, że nie określamy tu typu bazowego), powoduje jednak zupełnie inne skutki. W wyniku jego wykonania tworzony jest nowy typ (male_calkowite, sekundy_po_polnocy, do_trzech). Nie możemy więc go łączyć w wyrażeniach z elementami innego typu, nie istnieje też pakiet odpowiadający za wykonywanie operacji wejścia/wyjścia na jego elementach. Po co więc właściwie takie typy, skoro mamy z nimi same kłopoty? Po pierwsze - wykorzystywane są one na przykład w sytuacjach, kiedy chcemy zapobiec omyłkowemu łączeniu wartości jednego typu, lecz o różnym znaczeniu. W poniższym przykładzie wykonujemy działania na danych całkowitych, oznaczających wiek i wzrost. Gdybyśmy zadeklarowali wiek i wzrost np. jako podtypy typu integer, kompilator pozwoliłby nam na zsumowanie czy porównanie wieku i wzrostu, co oczywiście doprowadziłoby do błędnych wyników, których przyczyny musielibyśmy dopiero szukać. Ponieważ jednak są one nowymi typami, kompilator sam znajdzie wszystkie miejsca, w których pomyliliśmy wiek ze wzrostem. Po drugie zaś - uniezależniamy się w ten sposób od implementacji Ady. W różnych implementacjach typy standardowe mogą mieć różny rozmiar - w jednych np. integer może być 32-bitowy, w innych krótszy; w jednych może być zdefiniowany typ long_integer, w innych nie... Tak więc próbując zdefiniować pewien podtyp - na przykład, tak jak wyżej, sekundy_po_polnocy, możemy nie być w stanie określić jednoznacznie odpowiedniego dla każdej implementacji typu bazowego. Wprowadzając zamiast podtypu nowy typ pozwalamy kompilatorowi zdecydować, w jaki sposób elementy tego typu będą reprezentowane. Zauważmy, że w celu wypisywania wartości należących do typów zdefiniowanych w ponizszym programie skonkretyzowaliśmy pakiet ada.text_io.integer_io - są to przecież także typy całkowite. Podobnie należałoby skonkretyzować pakiet ada.text_io.float_io w przypadku zdefiniowania nowego typu zmiennoprzecinkowego. -- program ktorego nie mozna skompilowac -- -- zdefiniowanie nowych typow calkowitych -- nie pozwala na popelnienie kilku bledow with ada.text_io; use ada.text_io; procedure pr19 is -- definiujemy nowe typy calkowite type wiek is range 0..120; type wzrost is range 0..250; -- konkretyzujemy dla nich odpowiedni pakiet package wi_io is new ada.text_io.integer_io(wiek); package wz_io is new ada.text_io.integer_io(wzrost);
osoba2_wi:wiek:=16; osoba1_wz:wzrost:=158; osoba2_wz:wzrost:=164; sr_wz:wzrost; sr_wi:wiek; begin
sr_wz:=(osoba1_wi+osoba2_wz)/2; -- wystapi blad -- pomylilismy _wz i _wi wz_io.put(sr_wz); new_line; put("sredni wiek : "); sr_wi:=(osoba1_wz+osoba2_wi)/2; -- wystapi blad - jw. wi_io.put(sr_wi); new_line; if osoba1_wz>osoba2_wi then -- wystapi blad - jw. put_line("osoba1 jest wyzsza niz osoba2"); else
put_line("osoba1 nie jest wyzsza niz osoba2"); end if;
Atrybuty typówWspomnieliśmy wcześniej o atrybutach typów. Dotychczas poznaliśmy dwa spośród nich - t'first i t'last, gdzie t oznacza typ, zwracające najmniejszą i największą wartość w danym typie (bądź podtypie). Oprócz tego istnieją następujące atrybuty: t'pos, t'val, t'pred, t'succ, t'image, t'value, t'base, t'max, t'min. Wszystkie one, oprócz t'first, t'last i t'base wymagają parametrów. Wszystkie, oprócz pos i val, określone są dla typów rzeczywistych i dyskretnych (tzn. całkowitych lub wyliczeniowych). Pos i val określone są tylko dla typów dyskretnych. Oto przykład ilustrujący użycie atrybutów: --program demonstrujacy dzialanie atrybutow typow with ada.text_io; use ada.text_io; procedure pr20 is type dni is (pon, wt, sr, czw, pt, so, nie); subtype dni_robocze is dni range pon..pt; subtype srodek_tygodnia is dni_robocze range wt..czw; subtype do_stu is integer range 0..100; package dni_io is new ada.text_io.enumeration_io(dni); use dni_io; package int_io is new ada.text_io.integer_io(integer); use int_io; package flt_io is new ada.text_io.float_io(float); use flt_io; x:constant do_stu:=do_stu'first;
put(dni'first); -- wypisze PON set_col(40); put("dni'last : "); put(dni'last); -- wypisze NIE new_line; put("dni_robocze'first : "); put(dni_robocze'first); -- wypisze PON set_col(40); put("dni_robocze'last : "); put(dni_robocze'last); -- wypisze PT new_line; put("integer'first : "); put(integer'first,0); -- wypisze najmniejszy integer -- atrybuty PRED i SUCC
put("dni'pred(wt) : "); put(dni'pred(wt)); -- wypisze PON set_col(40); put("dni'succ(wt) : "); put(dni'succ(wt)); -- wypisze SR new_line; put("dni robocze'pred(pt) : "); put(dni_robocze'pred(pt)); -- wypisze CZW set_col(40); put("dni robocze'pred(nie) : "); put(dni_robocze'pred(nie)); -- wypisze SO new_line; put("do_stu'pred(10) : "); put(do_stu'pred(10),0); -- wypisze 9 set_col(40); put("integer'pred(x) (x: do_stu := 0) : "); put(integer'pred(x),0); -- wypisze -1 new_line; put("dni'robocze'succ(pt) : "); put(dni_robocze'succ(pt)); -- wypisze SO set_col(40); put("do_stu'pred(x) (x: do_stu := 0) : "); put(do_stu'pred(x)); -- wypisze -1 new_line; put("float'pred(0.0) : "); put(float'pred(0.0)); set_col(40); put("float'succ(0.0) : "); put(float'succ(0.0)); new_line(2);
put(dni'pos(pon),0); -- wypisze 0 set_col(40); put("dni'val(0) : "); put(dni'val(0),0); -- wypisze PON new_line; put("srodek_tygodnia'pos(wt) : "); put(srodek_tygodnia'pos(wt),0); -- wypisze 1 set_col(40); put("srodek_tygodnia'val(1) : "); put(srodek_tygodnia'val(1)); -- wypisze WT new_line; put("srodek_tygodnia'val(0) : "); put(srodek_tygodnia'val(0)); -- wypisze PON set_col(40); put("integer'pos(-7) : "); put(integer'pos(-7),0); -- wypisze -7 new_line(2); -- atrybuty IMAGE i VALUE put("integer'image(12) : "); put(integer'image(12)); -- wypisze 12 (tekst) set_col(40); put("do_stu'image(10) : "); put(do_stu'image(10)); -- wypisze 10 (tekst) new_line; put("dni'image(wt) : "); put(dni'image(wt)); -- wypisze WT (tekst) set_col(40); put("dni_robocze'image(so) : "); put(dni_robocze'image(so)); -- wypisze SO (tekst) new_line; put("integer'value(""12"") : "); put(integer'value("12"),0); -- wypisze 12 (liczbę) set_col(40); put("integer'image(x) (x : do_stu :=0) : "); put(integer'image(x)); -- wypisze 0 (tekst) new_line; put("float'value(""12"") : "); put(float'value("12")); -- wypisze 1.20000E+01 set_col(40); put("float'image(12.2) : "); put(float'image(12.2)); -- wypisze 1.22000E+001 new_line(2); -- atrybut BASE put("integer'base'first : "); put(integer'base'first); -- wypisze to, co integer'first set_col(40); put("do_stu'base'first : "); put(do_stu'base'first); --wypisze to, co integer'first new_line; put("dni_robocze'base'last : "); put(dni_robocze'base'last); -- wypisze NIE set_col(40); put("srodek_tygodnia'base'last : "); put(srodek_tygodnia'base'last); -- wypisze NIE new_line(2); --atrybuty MIN i MAX put("dni'min(so,pon) : "); put(dni'min(so,pon)); -- wypisze PON set_col(40); put("dni_robocze'min(so,pon) : "); put(dni_robocze'min(so,pon)); -- wypisze PON new_line; put("dni_robocze'min(so,nie) : "); put(dni_robocze'min(so,nie)); -- wypisze SO
Atrybuty t'pred(element) i t'succ(element) zwracają elementy, które w danym typie poprzedzają element i następują po nim (ang. predecessor i successor). Tak więc dni'pred(wt) da czw, integer'pred(-7) da -8 itd. Nie można jednak próbować określić elementu poprzedzającego pierwszy element ani elementu następującego po ostatnim elemencie typu. Nie istnieje mechanizm "chodzenia w kółko", czyli podawania np. jako elementu pierwszego jako następnego po ostatnim. Próba wykonania powyższych operacji spowoduje wystąpienie błędu constraint_error podczas wykonywania programu. Zauważmy, że atrybuty pred i succ określone są także dla typów zmiennoprzecinkowych, a więc dla liczb rzeczywistych, dla których przecież nie istnieje "liczba następna po danej". To prawda, ale komputer jest w stanie reprezentować w sposób dokładny jedynie skończoną ilość liczb danego typu - ogranicza go na przykład rozmiar typu - a więc w tym wypadku jako liczbę następną bądź poprzednią rozumie się najbliższą liczbę możliwą do uzyskania (tzw. liczbę maszynową) większą lub mniejszą od danej. W przypadku podtypów atrybuty pred i succ operują na typie bazowym danego podtypu, dlatego możliwe jest napisanie dni_robocze'pred(nie) - otrzymamy so - chociaż ani so, ani nie nie należą do podtypu dni_robocze. Atrybuty t'pos(element) i t'val(numer) wykonują operacje odwrotne - t'pos(element) zwraca pozycję (ang. position), na której stoi dany element w typie t, zaś t'val(numer) zwraca element (wartość - ang. value) stojący w typie t na pozycji o numerze numer. Atrybuty te są określone tylko dla typów dyskretnych. Elementy każdego typu wyliczeniowego są ponumerowane - pierwszy element stoi na pozycji 0, następny 1 itd. Tak więc np. dni'pos(pon) daje 0, dni'val(4) da pt. Natomiast w typach całkowitych pozycja jest równa wartości liczby (integer'pos(-3) da -3, integer'pos(0) da 0). W przypadku podtypów atrybuty pos i val operują na typie bazowym. Srodek_tygodnia'pos(wt) daje 1, choć wt jest najmniejszym elementem w tym podtypie - zwracana jest jednak pozycja wt w typie bazowym - dni. Podobnie możemy napisać srodek_ tygodnia'val(0) lub srodek_tygodnia'pos(pon) otrzymując pon lub 0, mimo że element ten leży poza zakresem podtypu. Atrybuty t'image(element) i t'value(ciąg_znaków) również mają przeciwstawne działanie. T'image(element) powoduje przekształcenie elementu w jego reprezentację w postaci ciągu znaków, czyli łańcucha (jest to przekształcenie na typ string, ale czegoś więcej o tym typie dowiemy się później). T'value(ciąg_znaków) zamienia ciąg_znaków, czyli element typu string, na element typu T, odpowiadający danemu napisowi. I tak na przykład integer'image(12) daje "12" - ciąg znaków, zaś integer'value("12") da 12 - liczbę. Jeżeli operujemy na elementach typu wyliczeniowego, to odpowiadający im ciąg znaków zostanie wypisany wielkimi literami. W przypadku liczb typu zmiennoprzecinkowego otrzymany łańcuch będzie przedstawiał liczbę zapisaną w formie wykładniczej, ze spacją lub minusem na początku i jedną cyfrą przed kropką dziesiętną. Ze względu na obecność typu wide_character w Adzie istnieją także atrybuty wide_image i wide_value, wykonującym takie same operacje jak image i value, ale na łańcuchach typu wide_string złożonych ze znaków typu wide_character. Wyprowadzanie takich napisów wymaga umieszczenia w klauzuli with pakietu ada.wide_text_io. Atrybut t'base odwołuje się do typu bazowego danego podtypu (lub typu, ale wówczas jest on sam dla siebie typem bazowym). Tak więc na przykład napisanie positive'base'first jest równoznaczne z napisaniem integer'first, a srodek_tygodnia'base'last - z napisaniem dni'last. Atrybut ten może być wykorzystywany także w teście członkostwa - możemy napisać na przykład x in do_stu'base co jest równoważne z napisaniem x in integer. Atrybuty t'min i t'max wymagają dwóch parametrów należących do typu t. Zwracają one odpowiednio mniejszą bądź większą z podanych wartości (integer'max(10,2) daje 10, dni'min(pon,pt) daje pon). A oto program przykładowy z zastosowaniem atrybutów: -- program dokonuje tlumaczenia podanej -- nazwy dnia tygodnia -- z jez. polskiego na angielski
use ada.text_io; procedure pr21 is type dni is (poniedzialek, wtorek, sroda, czwartek, piatek, sobota, niedziela); type days is (Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday, Sunday); package dni_io is new ada.text_io.enumeration_io(dni); package days_io is new ada.text_io.enumeration_io(days); d:dni;
put_line("Podaj nazwe dnia po polsku - otrzymasz nazwe dnia po angielsku "); new_line; put("nazwa polska : "); dni_io.get(d); put("nazwa angielska : "); days_io.put(days'val(dni'pos(d))); end pr21; : ~arekp Pobieranie 0.69 Mb.
|