为什么 Ada 没有捕获这个指定的范围检查？

Question

我正在阅读 learn.adacore.com 教程，但遇到了一个我不确定的问题。

具体来说，我知道 Ada 旨在捕获试图溢出具有指定范围定义的变量的尝试。

在下面的情况下，第一次尝试这样做会导致编译器“范围检查失败”，这是预期的。但是以下行并没有捕获它，我不知道为什么：

with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;

procedure Custom_Floating_Types is
    type T_Norm is new float range -1.0 .. 1.0;

    D : T_Norm := 1.0;
begin
    Put_Line("The value of D =" & T_Norm'Image(D));
    -- D := D + 1.0; -- This causes a range check failure at run time = completely expected.
    Put_Line("The value of D =" & T_Norm'Image(D + 1.0)); -- This doesn't?

end Custom_Floating_Types;

Answer 1

您有几个很好的答案，但我将添加另一个，因为很明显您希望表达式D + 1.0引发异常，而您的答案没有解释为什么不会。

像这样的类型声明

type T_Norm is new float range -1.0 .. 1.0;

大致相当于

type T_Norm'Base is new Float;
subtype T_Norm is T_Norm'Base range -1.0 .. 1.0;

类型（称为“基本类型”）没有命名，尽管它通常可以用'Base属性引用。给出的名称是一个子类型，称为“第一个命名的子类型”。

这种区别很重要，但往往没有得到足够的重视。正如 egilhh 所解释的那样，T_Norm'Image是根据 定义的T_Norm'Base。算术运算符也是如此。例如，"+"定义为

function "+" (Left : in T_Norm'Base; Right : in T_Norm'Base) return T_Norm'Base;

2.0 显然在 的范围内T_Norm'Base，因此评估D + 1.0不会违反任何约束，也不会将其传递给T_Norm'Image。但是，当您尝试将结果值分配给D具有 subtype 的 时T_Norm，将执行检查该值是否在子类型的范围内，并且由于检查失败而引发异常。

这种区别在其他地方使用，使语言可以合理地工作。例如，一个受约束的数组类型

type A is array (1 .. 10) of C;

大致相当于

type A'Base is array (Integer range <>) of C;
subtype A is A'Base (1 .. 10);

如果你这样做

V : A;
... V (2 .. 4)

您可能会遇到问题，因为切片没有A. 但它有效，因为切片没有子类型A，而是匿名子类型A'Base (2 ..4)。

Answer 2

'图像的定义说：

对于每个标量子类型 S：

S'Image 表示具有以下规范的函数：

函数 S'Image(Arg : S'Base) 返回字符串

如您所见，它接受一个基本（无约束）类型的参数