pointers - 如何将对约束字符串的访问传递给 Ada 中的子程序

Question

好的。我真的很讨厌问这样简单的问题，但我已经完整地阅读了三本不同的书，向我解释了访问类型和参数模式，但我无法理解我做错了什么。

我正在用 Ada 创建一个简单的 shell，因为我对此很感兴趣，而且我认为到目前为止这是一次很好的学习经历。这是我的代码:

with Ada.Text_IO;
with Execute_System;

procedure Main is
   package IO renames Ada.Text_IO;
   Input : aliased String(1 .. 255) := (others=> ' ');
   Last: Integer;

begin
   IO.Put_Line("Welcome to ash! This is an extreme work in progress.");
   Main_Loop:
   loop
      Input := (others=> ' ');
      IO.Put("ash> ");
      IO.Get_Line(Input, Last);
      if Input(Input'First..Last) = "quit" then
       exit Main_Loop;
      else
       Execute_System(Command => Input'Access);
      end if;
   end loop Main_Loop;
end Main;

Execute_System() 所做的是传递给 Spawn，后者又由 GNAT.OS_Lib 库提供。我在编译时遇到的错误是:

main.adb:6:04: warning: aliased object has explicit bounds
main.adb:6:04: warning: declare without bounds (and with explicit initialization)
main.adb:6:04: warning: for use with unconstrained access
main.adb:19:36: object subtype must statically match designated subtype
execute_system.adb:5:60: prefix of "Access" attribute must be aliased
gnatmake: "main.adb" compilation error

我不明白为什么我不能访问这个字符串，只是因为它有明确的界限。我在new subtype Command_Access is access all String(1..255)中看到了一个解决方案，但我不明白为什么这是一个解决方案(也请原谅语法错误，我仍然子类型的新手)。

有人可以阐明我的问题吗？我已经在没有访问参数模式的情况下使用硬编码值测试了 Execute_System 过程，所以我不认为这是这个问题。

Answer 1

这是由于一个相当模糊的规则 (RM 3.10.2(27ff))。但原因与实现困难有关。

当变量或参数的access String 类型没有边界时，必须有一种方法在使用变量或参数时获取边界:

procedure Some_Procedure (A : access String) is 
     First, Last : Integer;
begin
     First := A'First;
     Last := A'Last;
     ...
end Some_Procedure;

如果 A 本质上只是字符串第一个字符的地址，那么将无法计算 A'First 和 A'Last 。

解决这个问题的一种流行方法是将字符串的边界存储为字符串第一个字符之前的两个整数。然后，当 S'Access 用作 access String; 变量或参数的值时，代码知道字符串的第一个字符将在边界之前，因此它可以检索它们以获得 A'First 和 A'Last 的值。

这个解决方案的问题是它意味着每个别名String 必须存储这些边界。 (我认为只有 aliased 对象才有必要。)如果你说

S : aliased String(1..100);

然后编译器必须生成边界，因为它无法判断在程序中的某个点(甚至可能在不同的包中)，代码是否可能尝试使用 S'Access 作为 access String; 的值。即使从未像那样使用过 S'Access，也必须存储这些边界，因为编译器无法预测将来哪些代码可能会这样做。这会导致空间浪费。这不是一件好事，因为嵌入式系统是 Ada 的主要目标之一。

妥协是规定如果别名 String S 没有边界作为类型的一部分，那么边界将被存储，你可以使用S'Access 用于 access String。如果别名 String 确实有边界作为子类型的一部分，那么边界将不会被存储，但您不能将 S'Access 用作 access String(如果边界匹配，您仍然可以将它用作 access String(m..n))。这意味着在这种情况下，边界被存储:

Input : aliased String := (1 .. 255 => ' ');

但在这种情况下，它们不是:

Input : aliased String(1 .. 255) := (others=> ' ');

第一种形式是您可以在您的案例中用来解决问题的形式。

如果 Ada 有办法编写第二种类型的声明，但仍然告诉编译器像第一种类型一样对待它，那就太好了——即存储边界并允许 'Access 用作 access String。事实上，我相信那里有一个 Ada Issue(我不想查找)为此提出了一个可能的语法。我记得，有一些关于几种可能语法的讨论，但它们都很丑陋，所以这个问题被搁置了，但 Ada 的 future 版本可能会提供解决方案。