Справочник по Ada 2012

3.9 Типы с метками и расширения типов

Типы с метками и расширения типов поддерживают объектно-ориентированное программирование, основанное на наследовании с расширением и полиморфизмом во время выполнения через операции диспетчеризации.

Статическая семантика

Тип записи или приватный тип, в декларации которого присутствует зарезервированное слово tagged, называется типом с меткой. Кроме того, тип интерфейса является типом с меткой, как и тип задачи или защищенного типа, полученный от интерфейса (см. 3.9.4). При получении от типа с меткой, как и для любого производного типа, можно определить дополнительные примитивные подпрограммы, а унаследованные примитивные подпрограммы можно переопределить. Производный тип называется расширением его типов-предков или просто расширением типа.

Каждое расширение типа также является типом с меткой и является расширением записи или расширением приватного типа некоторого другого типа с меткой или неинтерфейсным синхронизированным типом с меткой (см. 3.9.4). Расширение записи определяется derived_type_definition с record_extension_part (см. 3.9.1), которая может включать определение дополнительных компонентов. Расширение приватного типа, которое является частичным представлением расширения записи или синхронизированного типа с меткой, может быть объявлено в видимой части пакета (см. 7.3) или в части формальных параметров обобщенного типа (см. 12.5.1).

Объект типа с меткой имеет связанную (во время выполнения) метку, которая идентифицирует конкретный тип с меткой, используемый для первоначального создания объекта. Метка операнда типа с меткой с классом T'Class контролирует, какой тело подпрограммы будет выполнено при применении примитивной подпрограммы типа T к операнду (см. 3.9.2); использование метки для управления выполнением тела называется диспетчеризацией.

Метка конкретного типа с меткой идентифицирует full_type_declaration типа, а для расширения типа достаточно, чтобы однозначно идентифицировать тип среди всех потомков одного предка. Если объявление типа с меткой происходит в generic_package_declaration, то соответствующие объявления типов в различных экземплярах обобщенного пакета связаны с различными метками. Для типа с меткой, который является локальным для тела обобщенного пакета, и все его предки (если таковые имеются) также локальны для тела обобщенного пакета, язык не определяет, приводят ли повторные экземпляры тела обобщенного пакета к различным меткам.

Следующий определенный языком библиотечный пакет существует:

package Ada.Tags is
pragma Preelaborate(Tags);
type Tag is private;
pragma Preelaborable_Initialization(Tag);

No_Tag : constant Tag;

function Expanded_Name(T : Tag) return String;
function Wide_Expanded_Name(T : Tag) return Wide_String;
function Wide_Wide_Expanded_Name(T : Tag) return Wide_Wide_String;
function External_Tag(T : Tag) return String;
function Internal_Tag(External : String) return Tag;

function Descendant_Tag(External : String; Ancestor : Tag) return Tag;
function Is_Descendant_At_Same_Level(Descendant, Ancestor : Tag)
return Boolean;

function Parent_Tag (T : Tag) return Tag;

type Tag_Array is array (Positive range <>) of Tag;

function Interface_Ancestor_Tags (T : Tag) return Tag_Array;

function Is_Abstract (T : Tag) return Boolean;

Tag_Error : exception;

private
... -- не определено языком
end Ada.Tags;

No_Tag — это значение по умолчанию для типа Tag.

Функция Wide_Wide_Expanded_Name возвращает полное развернутое имя первого подтипа конкретного типа, идентифицированного меткой, в верхнем регистре, начиная с корневого библиотечного модуля. Результат определен реализацией, если тип объявлен в безымянном block_statement.

Функция Expanded_Name (соответственно, Wide_Expanded_Name) возвращает ту же последовательность графических символов, что и определено для Wide_Wide_Expanded_Name, если все графические символы определены в Character (соответственно, Wide_Character); в противном случае последовательность символов определена реализацией, но не короче, чем возвращаемая Wide_Wide_Expanded_Name для того же значения аргумента.

Функция External_Tag возвращает строку, используемую в внешнем представлении для заданной метки. Вызов External_Tag(S'Tag) эквивалентен attribute_reference S'External_Tag (см. 13.3).

Строка, возвращаемая функциями Expanded_Name, Wide_Expanded_Name, Wide_Wide_Expanded_Name и External_Tag, имеет нижнюю границу 1.

Функция Internal_Tag возвращает метку, соответствующую заданной внешней метке, или возбуждает Tag_Error, если заданная строка не является внешней меткой для любого конкретного типа в разделе. Tag_Error также возбуждается, если идентифицированный конкретный тип является типом уровня библиотеки, чья метка еще не создана (см. 13.14).

Функция Descendant_Tag возвращает (внутреннюю) метку для типа, соответствующего заданной внешней метке и являющегося потомком типа, идентифицированного меткой Ancestor, и имеет тот же уровень доступности, что и идентифицированный предок. Tag_Error возбуждается, если External не является внешней меткой такого типа. Tag_Error также возбуждается, если идентифицированный конкретный тип является типом уровня библиотеки, чья метка еще не создана, или если заданная внешняя метка идентифицирует более одного типа, который имеет соответствующий Ancestor и уровень доступности.

Функция Is_Descendant_At_Same_Level возвращает True, если метка Descendant идентифицирует тип, являющийся потомком типа, идентифицированного Ancestor, и находящегося на том же уровне доступности. В противном случае возвращает False.

В целях динамической семантики функций Descendant_Tag и Is_Descendant_At_Same_Level, тип с меткой T2 является потомком типа T1, если он совпадает с T1 или если его родительский тип или один из его предков является потомком типа T1 по этому правилу, даже если на момент объявления T2 одно из производных в цепочке не видно.

Функция Parent_Tag возвращает метку родительского типа типа, метка которого T. Если у типа нет родительского типа (то есть он не был определен с помощью derived_type_definition), то возвращается No_Tag.

Функция Interface_Ancestor_Tags возвращает массив, содержащий метку каждого типа-предка интерфейса типа, метка которого T, кроме самого T. Нижняя граница возвращаемого массива — 1, а порядок возвращаемых меток не определен. Каждая метка появляется в результате ровно один раз. Если тип, метка которого T, не имеет предков-интерфейсов, возвращается пустой массив.

Функция Is_Abstract возвращает True, если тип, метка которого T, является абстрактным, и False в противном случае.

Для каждого подтипа S типа с меткой T (конкретного или с классом), определены следующие атрибуты:

S'Class

S'Class обозначает подтип типа с классом (называемого T'Class в данном Международном стандарте) для класса, укорененного в T (или, если S уже обозначает подтип типа с классом, то S'Class совпадает с S).

S'Class не ограничен. Однако, если S ограничен, то значения S'Class — это только те, которые при преобразовании к типу T относятся к S.

S'Tag

S'Tag обозначает метку типа T (или, если T — тип с классом, метку типа корня соответствующего класса). Значение этого атрибута имеет тип Tag.

В данном случае prefix X, являющийся типом с меткой с классом (после любого неявного разыменования), определен следующий атрибут:

X'Tag

X'Tag обозначает метку X. Значение этого атрибута имеет тип Tag.

Следующая обобщенная функция, определенная языком, существует:

generic
type T (<>) is abstract tagged limited private;
type Parameters (<>) is limited private;
with function Constructor (Params : not null access Parameters)
return T is abstract;
function Ada.Tags.Generic_Dispatching_Constructor
(The_Tag : Tag;
Params : not null access Parameters) return T'Class
with Convention => Intrinsic;
pragma Preelaborate(Generic_Dispatching_Constructor);

Tags.Generic_Dispatching_Constructor предоставляет механизм для создания объекта соответствующего типа только из значения метки. Функция Constructor ожидает создания объекта с учетом ссылки на объект типа Parameters.

Динамическая семантика

Метка, связанная с объектом типа с меткой, определяется следующим образом:

Метка автономного объекта, компонента или aggregate конкретного типа с меткой T идентифицирует T.

Метка объекта, созданного выделением памяти для типа доступа со специфическим целевым типом с меткой T, идентифицирует T.

Метка объекта типа с меткой с классом — это метка его выражения инициализации.

END_OF_DOCUMENT_MARKER

Тег результата, возвращаемого функцией, тип результата которой — конкретный помеченный тип T, идентифицирует T.

Тег результата, возвращаемого функцией с типом результата на уровне класса, — это тег объекта возврата.

Тег сохраняется при преобразовании типов и при передаче параметров. Тег значения — это тег связанного объекта (см. 6.2).

Tag_Error генерируется при вызове Descendant_Tag, Expanded_Name, External_Tag, Interface_Ancestor_Tags, Is_Abstract, Is_Descendant_At_Same_Level, Parent_Tag, Wide_Expanded_Name или Wide_Wide_Expanded_Name, если любой переданный тег — No_Tag.

Экземпляр Tags.Generic_Dispatching_Constructor генерирует Tag_Error, если The_Tag не представляет конкретного потомка T или если внутренний мастер (см. 7.6.1) этого потомка не является также мастером экземпляра. В противном случае он перенаправляет вызов на примитивную функцию, обозначенную формальным конструктором для типа, идентифицированного The_Tag, передавая Params, и возвращает результат. Любое исключение, сгенерированное функцией, передается дальше.

Ошибка выполнения

Если внутренний тег, предоставленный экземпляру Tags.Generic_Dispatching_Constructor или любому подпрограмме, объявленной в пакете Tags, идентифицирует тип, который не является на уровне библиотеки и для которого тег не был создан (см. 13.14), или тип, который не существует в разбиении на момент вызова, то выполнение является ошибочным.

Разрешения реализации

Реализация Internal_Tag и Descendant_Tag может сгенерировать Tag_Error, если в разбиении на момент вызова функции нет конкретного типа, соответствующего строке External, переданной в качестве параметра, или если такого типа не существует, внутренний мастер которого является мастером точки вызова функции.

Примеры

Примеры типов помеченных записей:

type Point is tagged
record
X, Y : Real := 0.0;
end record;

type Expression is tagged null record;
-- Компоненты будут добавлены каждым расширением