Ada 程序设计语言(The Ada Programming Language)[第四集]

Ada 程序设计语言(The Ada Programming Language)[第四集]- -

                                      

第6章 子程序(Subprogram)

6.1 概述 (Overview)

    一个程序是由一个或更多的子程序组成，以一个主过程(main procedure)为根本，主过程类似与 C 下的 main 函数。子程序包括过程(proceudre)和函数(function)两类,两者区别在于，过程没有返回值，而函数有返回值。

     子程序，包括函数和过程，以及下一章所讲述的程序包，是构成 Ada 程序 的基础。Ada 提供了一些和 C、Pascal 不同的新特性，如重载、参数模式、分离程序等。

6.2 过程(Procedure)     过程我们以前已经见过了，但那些都是主过程(main procedure)，即程序的主体部体，作用和C下的 main 函数相似。一般情况下，Ada 程序的主程序名应当和该主程序所在的文件名相同。过程的声明格式如下：

procedure

procedure_name ( parameter_specification);

    它的执行部份则为：

procedure

procedure_name ( parameter_specification) is
    declarations;
begin
    statements;
end procedure_name ;

    procedure_name

  

procedure
begin
   if
     
   elsif
     
   else
      
   end if;
end Put_ine ("A compare;

    下例则是完整的程序：

000 -- filename:comp.adb;
001 with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;
002 with Ada.Integer_Text_IO; use Ada.Integer_Text_IO;

003 procedure comp is
004     procedure compare (A:Integer; B :Integer) is
005     begin
006        if A > B then
007            Put_Line ("A > B.");
008        elsif A = B then
009            Put_Line ("A = B.");
010        else
011            Put_ine ("A < B.");
012        end if;
013     end compare;
014 X,Y:Integer;
015 begin
016     Put ("Enter A:"); Get (X);
017     Put ("Enter B:"); Get (Y);
018    compare (X,Y);
019 end comp;

    通过上例，对过程的用法应该会有基本的了解了。因为 compare 的执行部分是在 comp 内部，所以我们无须给出单独的 compare 声明，如果要加一句 "procedure compare (A:Integer; B :Integer)；"，程序还是老样子。声明部份和执行部份一般在使用程序包时分离。其中Put_Line，Get也都是预定义的过程。

6.3 函数 (Function)    函数和过程也很像，只是它还要有返回值，和 C 很相似，也用 return 来返回函数值。声明格式为：

function

function_name ( parameter_specification) return return_type;

执行部份为：

function

function_name ( parameter_specification) return return_type is
   declarations;
begin
   statements;
   return return_value ;
end function_name ;

　为该函数的名称； parameter_specification 是这个函数所要使用的参数，是可选的； declarations 是声明一些局部的新类型、变量、函数、过程； statements则是该函数要执行的语句。 return 返回一个数据类型为 return_type的 return_value 。     将上一节的 comp 程序改动一下：

    function_name

000 -- filename:comp.adb;
001 with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;
002 with Ada.Integer_Text_IO; use Ada.Integer_Text_IO;

003 procedure comp is
004    function compare (A:Integer; B :Integer) return Integer is
005    begin
006       return (A - B);
007    end compare;
008 X,Y,Result:Integer;
009 begin
010     Put ("Enter A:"); Get (X);
011     Put ("Enter B:"); Get (Y);
012     Result := compare (X,Y);
013    case Result is
014       when Integer'First..-1 => Put_Line (" A < B.");
015        when 0 => Put_Line (" A = B.");
016       when 1..Integer'Last => Put_Line (" A > B.");
017       when others => null;
018    end case;
019 end comp;

    上例应该还能说明函数的特点。因为函数是返回一个值，所以在变量声明中赋予初始值时，也可用函数作为所要赋的值，如返回当前时间的 Clock 函数，可以直接在初始化某变量时作为要赋的值：Time_Now :Time:= Clock。与过程一样，在上述情况下，单独的函数声明可有可无。还有一点就是函数、过程的嵌套，上面两个例子就是过程包含过程，过程包含函数，可以无限制的嵌套下去---只要编译器别出错。

6.4 参数模式（Parameter Mode)     在上面的例子中，我们对函数或过程的参数并没做什么修饰，只是很简单的说明该参数的数据类型，但有时候，我们要设置参数的属性---函数和过程是否能修改该参数的值。一共有三种模式：in,out,in out。

in

    默认情况下，函数和过程的参数是 in 模式，它表示这个参数可能在子程序中被使用，但值不能被子程序改变。如我们写一个略微像样点的swap函数： 000 filename:swap.adb
001 with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;
002 with Ada.Integer_Text_IO; use Ada.Integer_Text_IO;

003 procedure Swap is
004    procedure Swap ( A: in Integer;B: in Integer) is
005        Temp :Integer;
006    begin
007        Temp := A; A:= B; B :=Temp;
008    end Swap;
009 X,Y:Integer;
010 begin
011    Put ("Enter A:"); Get (X);
012    Put ("Enter B:"); Get (Y);
013    Put ("After swap:"); New_Line;
014    swap(X,Y);
015    Put ("A is "); Put (X); New_Line;
016    Put ("B is "); Put (Y); New_Line;
017 end Swap;

   上例的程序是无法编译通过的，因为Swap的两个参数 A 和 B 都是 in 模式，在这个子过程中无法修改X,Y的值，也就无法互换这两个值。这时就要使用 in out 模式的参数。 in out 模式

   in out

out

   单纯的 out 模式表示该参数在这个子程序中可以修改，但不能使用。如求和的 add 过程： Add (Left

procedure ,Right : Integer; Result : out Integer) is   Result := Left + Right;
end Add;

procedure

   这个过程没问题，但假如还有个输出过程为：PutResult ( Result : out Integer) is
    Temp : Integer := Result;
begin
    Put (Temp);
end PutResult;

6.5 调用子程序(Calling Subprograms)

    调用子程序最简单的方式就是按照子程序声明的格式调用，如前例的procedure swap(A:Integer;B:Integer),只要填入的参数是Integer类型，便能直接使用 swap (A,B)。注意调用子程序时参数之间用“,”隔开;同类型的参数在声明时也可简化，如procedure swap(A,B:Integer)。但使用参数时还有下列几种特殊情况.

    我们也可以不按照参数顺序调用子程序。如调用 swap 也可以这样: swap(B => Y, A => X),这时是使用有名参数，明确声明每个变量的值，可以不按照子程序声明中的参数顺序赋值。这样的做的话可读性是好了一点,比较适合参数较多的情况。

    如果将有名参数和位置参数一起混用，只需遵守一条规则：位置参数在有名参数前面。因此 swap 的调用有以下几种情况：

swap(x , y);

swap(A => x , B => y);

swap(B => y , A => x);

swap(x, B => Y);

    上述四种情况是一样的。下列两种情况是非法的：

swap(y, A => x);---不合法

swap(A => x , y); ---不合法

默认参数值（Default Parameter Values )

000 -- filename:putlines.adb
001 with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;
002 with Ada.Integer_Text_IO; use Ada.Integer_Text_IO;

003 procedure putlines is
004    procedure putline(lines: integer:=1) is<> 005 begin
006        for count in 1..lines loop
007           New_Line;
008        end loop;
009    end putline;
010    Line :Integer;
011 begin
012    Put ("Print Lines :"); Get (Line);
013    putline;
014 end putlines;     实际上[012]可有可无，因为调用输出行函数 putline 时，没用参数。而 putline 在声明时赋予了参数 lines 一个默认值 1，这样的话如果调用 putline 没用参数，就以 1 作为参数值。上例也就只输出一个空行。如果putline有参数，如putline(Line),则输出的行数取决于 Line 的数值。

6.6 重载(Overload) 子程序重载

    实际上通过先前的一些例子，细心的朋友可能发现，过程 Put 能处理不能类型的参数，不像 C 下的 printf 要选择输出类型，这就涉及到子程序重载：只要参数不一样，子程序可以有相同的名称。如在程序包Ada.Text_IO里的两个过程:

procedure    编译器会自动选择合适的子程序，如果Put后面的参数为 Character类型，则调用procedure Put (Item : in Character);为 String 类型，则调用procedure Put (Item : in String)。这样在用户层上使用子程序简便了许多，很多常见的子程序:Get,Put_Line,Line, Page都是这样实现的----虽然在预定义程序包内针对不同参数都有一个子程序与之相对应,用户却只要记住一个名称就可以了。

procedure

Put (Item : in String); Put (Item : in Character);

运算符重载

    运算符重载应该说时时刻刻都在----不同的数据类型都拥有相同的运算符:+,-,*,/等。它的原理和子程序重载是一样的，在 Ada 里，运算符也是通过子程序形式来实现。下面就给出一个“+”和 put 重载的例子：

000 -- filename: overload.adb
001 with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;
002 with Ada.Integer_Text_IO; use Ada.Integer_Text_IO;

003 procedure overload is
004    type Vector is array (1 .. 5 ) of Integer;
005     a, b, c :Vector;

006    function "+"(left,right:Vector) return Vector is
007        result : Vector ;
008    begin
009       for i in left'range loop
010           result(i) := left(i) + right(i);
011       end loop;
012       return result;
013    end "+";

014    procedure Put (Item : Vector) is
015    begin
016       for i in Item'range loop
017           Put (Item(i));
018       end loop;
019    end Put;
020 begin
021    a := (1,2,3,4,5);
022    b := (1,2,3,4,5);
023    c := a + b;
024    Put (c);
025 end overload;

    上例为了简化问题，有些实际中应该有的代码去除了----如检测所操作数的类型。但其它类型的运算符和重载子程序实现原理也和上例一样。

6.7 分离子程序(Separating Subprogram)     Ada 还允许子程序分成多个部份，而不是像以前的例子一样都塞在同一文件里，如将上例分成两个文件：

第一个文件：

000 -- filename: overload.adb
001 with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;
002 with Ada.Integer_Text_IO; use Ada.Integer_Text_IO;

003 procedure overload is
004    type Vector is array (1 .. 5 ) of Integer;
005     a, b, c :Vector;
006    function "+"(left,right:Vector) return Vector is
007        result : Vector ;
008    begin
009       for i in left'range loop
010           result(i) := left(i) + right(i);
011       end loop;
012       return result;
013    end "+";
014    procedure Put (Item : Vector) is separate;
015 begin
016    a := (1,2,3,4,5);
017    b := (1,2,3,4,5);
018    c := a + b;
019    Put (c);
020 end overload; 第二个文件：

000 --filename:overload-put.adb

001 separate (overload)     -- *注意结尾没有分号；
002 procedure Put (Item : Vector) is
003 begin
004    for i in Item'range loop
005       Put (Item(i));
006    end loop;
007 end Put;

６.８ 子程序的内嵌扩展(Inline Expansion of Subprograms)

　　子程序可以在调用地点被内嵌扩展，以提高程序效率，它的格式为：

pragma Inline( name);

　　如果　 name　是一个可调用的实体，子程序或类属子程序（见第１１章），那么 pragma Inline　指示在所有调用该实体的地方要求对该实体进行内嵌扩展。这在封装其它语言的接口时，使用的比较多，以提高效率。

这个程序和先前那个完全一样，只是"分了家"而已。这样分离程序有时能更好的分解程序的任务，使程序结构更为清楚。注意一下overload.adb的[014] 和 overload-put.adb的 [001]，这两句就是分离子程序的主要语句。 　     在声明某个子程序时，我们也可以使参数具有默认值，如下例：

有名参数（Named Parameter)    则会产生问题，虽然编译可能通过，但结果是不定的，最起码不是所指望的结果，因此 out 模式的参数不能赋值给其它变量。单独的 out 模式一般也不会出现。
begin

模式 模式表示该参数在这个子程序中既可修改又可使用。如只要将上例的[004]改为：procedure Swap ( A: in out Integer,B: in out Integer) is;该程序便能编译通过，运行正常。模式A = B then Put_Line ("A = B");

为该过程的名称； parameter_specification 是这个过程所要使用的参数，是可选的； declarations 是声明一些局部的新类型、变量、函数、过程； statements 则是该过程要执行的语句。 下例创建一个比较两数大小，并输出较大值的过程 ：compare (A:Integer; B :Integer) is A > B then Put_Line ("A > B");

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