GNAT 2011, (с поддержкой многих фич стандарта А2012) Опции

[IUnknown]

Итак, 14 июня вышла наконец долгожданная версия GNAT GPL 2011.

Много улучшений, новая версия самой IDE (теперь это версия 5.0.1, вместо 4.3.1 из 2009-ой версии, и 4.4.1 из 2010), мне нравится больше, чем прежняя, одна возможность фильтрации результатов компиляции чего стОит (хотя это вроде было и в 2010, но мне сравнивать не с чем, я сразу перешел 2009 -> 2011, поэтому все нововведения будут относительно предпоследней версии).

Что говорит официальная страничка (комментарии - мои):

1. Улучшенная поддержка А2012 (да, это - главная причина, по которой я обновился. Теперь есть возможность использовать все те фичи, которые на настоящий момент утверждены для нового стандарта, а не просто наблюдать сообщение, что это будет доступно в 2012 году, как было в прежней версии GNAT. Это и "in out" параметры для функций, и условные выражения, и Case-выражения, работают Quantified expressions, дискриминанты для лимитированных тэговых типов, Pre/Post-условия, и многое другое из того, что уже внесено в окончательную редакцию стандарта)
2. Улучшенные версии (GPS 5.0 - расширенная поддержка С/С++, более мощный редактор, повышенное юзабилити, GtkAda - новые виджеты, интерфейс к граф. библиотеке Cairo). (От себя добавлю, что в редакторе наконец-то сделали выпадающий список Pragma, и список атрибутов типа:
   
   )
3. Более гибкий и эффективный менеджер проектов
4. Поддержка выгрузки плагинов
5. Улучшенная поддержка конструкций на .NET-платформе
6. Более детальные сообщения об исключениях (при использовании ключа -gnateE)
7. полная поддержка платформы Lego Mindstorms NXT, включая аудио и I2C-сенсоры (об этом есть ролик на youtube, англ.: вот он )

Как видно, много народу хочет попробовать новую среду/новый компилятор - я скачивал пакет размером 140Мб почти 12 часов, скорость иногда падала до 2-3Кб/сек. Но сейчас с этим вроде справились.

Сообщение отредактировано: IUnknown - 17.06.2011 14:40

[IUnknown]

Вот основное, что добавилось в Стандарт:

1. AI-0176 Quantified expressions (Показать/Скрыть)

Для примера возьмем известную всем функцию: двоичный поиск. Реализация ее тривиальна:

procedure Main is

   subtype Item_Type is Integer;
   type Some_Array is array(Integer range <>) of Item_Type;
   
   function Binary_Search(Arr : Some_Array; Value : Item_Type) return Integer is
      Right, Left : Integer;
      n : Integer;
   begin
      Left := Arr'First; Right := Arr'Last;
      while Right - Left > 1 loop
         n := (Right + Left) / 2;
         if Value <= Arr(n) then
            Right := n;
         else
            Left := n;
         end if;
      end loop;
      
      if Value = Arr(Left) then 
         return Left;
      elsif Value = Arr(Right) then
         return Right;
      else
         return -1;
      end if;
   end Binary_Search;
   
   A : Some_Array(1 .. 10) := (1, 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12);

begin
   Ada.Text_IO.Put_Line(Integer'Image(Binary_Search(Arr   => A,
                                                    Value => 8)));
end Main;

Все прекрасно и удивительно, правда? Но есть одно маленькое несоответствие: дело в том, что для корректной работы Binary_Search нужно, чтобы массив был упорядоченным, а у меня никак упорядоченность массива не проверяется. Что делать? Писать функцию проверки упорядоченности, и вызывать ее перед поиском? Можно и так. Но в новом Стандарте есть более интересный способ: предусловие + Quantified Expression. Итак, ставим предварительное условие: массив, переданный как параметр, должен быть упорядочен. Делается это так:

   function Binary_Search(Arr : Some_Array; Value : Item_Type) return Integer is
      pragma Precondition(Arr'Length < 2 or 
                          else (for all i in Arr'First .. Integer'Pred(Arr'Last) => Arr (I) <= Arr (Integer'Succ (I))));
      
      Right, Left : Integer;
      n : Integer;
   begin
   -- ...

И теперь, если передаваемый в функцию массив неупорядочен - будет выброшено исключение.

(for all i in Arr'First .. Integer'Pred(Arr'Last) => 
   Arr (I) <= Arr (Integer'Succ (I)))

дословно означает следующее: проверить все значения i от Arr'First до Arr'Last - 1, и убедиться, что для всех этих значений выполняется заданное условие: предыдущий элемент массива не больше следующего.

Но не всегда надо проверять все значения в заданном интервале. Скажем, пишется функция/процедура, которая должна получать на вход составное число (не простое, а то, которое имеет делители). Тогда достаточно проверить наличие хотя бы одного делителя:

   procedure P (N : Integer) is
      pragma Precondition(for some X in 2 .. N / 2 => N mod X = 0);
      i : Integer;
   begin
      -- Тут работаем с числом
   end P;

Теперь проверяются уже не все, а некоторые из значений. Как только одно из значений выдаст True - дальше проверять не нужно...

2. AI-0128 Inequality is a primitive operation (Показать/Скрыть)

Если для некоего типа описан оператор сравнения ("="), то неявно определенный оператор неравенства ("/=") будет являться примитивной операцией.

Пример:

package P1 is
   -- ... здесь описан какой-то тип R и оператор "=" для него
end P1;

-- ...

package body P2 is
   procedure Proc(X, Y : P1.R) is
      B : Boolean;
      use type P1.R;
   begin
      B := (X = Y); -- Легальная операция
      B := (X /= Y); -- Проблема ...
   end Proc;
end P2;

Проблема заключается в том, что "use type" делает видимыми только примитивные операции над типами. Согласно Стандарту, "=" - это примитивная подпрограмма, следовательно, операция тоже будет примитивной. Но ничего подобного не было сказано о неявно определяемом операторе "/=". Теперь неявный оператор "/=" тоже будет примитивным, следовательно проблемы, описанной выше, когда use type подключает "равенство", но не подключает "неравенство", не будет.

P.S. В принципе, GNAT всегда это делал, но теперь это будет прописано и в Стандарте.

3. AI-0008 General access to constrained objects (Показать/Скрыть)

Если у вас есть общий доступ к ограниченным объектам, это может быть использовано для изменения дискриминанты. Такое поведение недопустимо, должна быть выброшена ошибка Constraint_Error. Пример:

type Rec (D : Boolean := False) is record
   case D is
      when False => I : aliased Integer;
      when True => C : Character;
   end case;
end record;
type Acc_Rec is access all Rec;

-- ...
R : aliased Rec;
Acc_R : Acc_Rec := R'access;

-- Теперь попробуем сделать вот такое присваивание:
Acc_R.all := (D => True, C => 'X');

Здесь изменяется дискриминант объекта с косвенным доступом, что недопустимо.

P.S. GNAT всегда отслеживал подобную ситуацию.

4. AI-0214 Defaulted discriminants for limited tagged (Показать/Скрыть)

В Ада 2005 лимитированные теговые типы (включая Задачи и защищенные типа, унаследованные от интерфейсов) не могут иметь значения по умолчанию для дискриминанта.

В Ада 2012 это ограничение будет снято, и limited tagged-типы смогут иметь дефолтное значение дискриминанта.

5. AI-0102 Some implicit conversions are illegal (Показать/Скрыть)

declare
   VObj : access Designated := ...;
   CObj : access constant Designated := ...;
   Cnst : aliased constant Designated := ...;
begin
   VObj := Cnst'access; -- Ошибка
   VObj := CObj; -- ???
end;

В A2012 подобное присваивание будет запрещаться явно, в Стандарте 2005 года не было пункта, запрещающего такое присваивание.

P.S. GNAT-компилятор всегда генерировал ошибку в подобных случаях.

6. Preconditions/Postconditions (Показать/Скрыть)

Что это такое? Это дополнительное средство отладки программ. Допустим, я пишу функцию, которая должна принимать положительное число, и возвращать отрицательное. Ну, размуеется это не просто смена знака, но факт остается фактом: я точно знаю, что моя функция не должна получать отрицательных чисел на вход, и что возвращать положительных результатов она тоже не должна. Что делаем?

function My_Func(A : Float) return Float;
pragma Precondition (A >= 0.0);
pragma Postcondition (My_Func'Result < 0.0);

Теперь если запустить программу на выполнение и передать ей на вход отрицательное число, то получим вылет по Precondition, с указанием места, где не выполнилось условие (то есть, работают эти фичи подобно Assert-у). Если же в моей подпрограмме что-то не так, и она даже на правильных входных значениях выдаст неверный результат, то я получу уже вылет по Postcondition. И тогда мне пора искать ошибку в своей функции.

Также вводится новый атрибут: 'Old - позволяющий обращаться к предыдущему (до выполнения процедуры/функции) значению параметра. Например:

procedure Write_Result (Total_Results : in out Integer);
pragma Postcondition (Total_Results > Total_Results'Old);

Если постусловие не выполнилось - значит, есть какая-то проблема в процедуре.

7. Conditional expressions/Case expressions (Показать/Скрыть)

Появилась возможность использовать if/then/else, а также case-селектор в выражениях:

procedure P (B : Boolean) is
   Int_Var : Integer := (if B then 1 else 2);
begin
   -- ...
end P;

function F (First, Second : String) return String is
begin
   -- ...
end F;

String_Var := F (if Bool_Var then "One" else "Two",
                 if not Bool_Var then "Two" else "One");

В случае Case:

Days := (case Month is 
            when 4 | 6 | 9 | 11 => 30,
	    when 2 => 28,
	    when others => 31);

Да, да, я знаю, что надо учитывать еще и високосность. Это просто пример...

8. In-out parameters for functions (Показать/Скрыть)

Снято ограничение на использование in out параметров в функциях (в предыдущих версиях компилятора in out параметры можно было использовать только в процедурах)

Насчет второй части вопроса - чуть позже...