Ada之常見控制語(yǔ)句介紹

 概述(Overview)

    在 Ada 子程序的 “is”和“end”之間，是一組有序語(yǔ)句，每句用雙引號(hào)；結(jié)束。這些語(yǔ)句大致可分成三種控制結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)，選擇結(jié)構(gòu)，循環(huán)結(jié)構(gòu)----如果按照前輩們辛辛苦苦的證明：任何程序都可以只由這三種結(jié)構(gòu)完成。以前我們見過(guò)的簡(jiǎn)單程序都是順序結(jié)構(gòu)，本章里會(huì)介紹一下 Ada 里選擇結(jié)構(gòu)的if、case 語(yǔ)句和循環(huán)結(jié)構(gòu)的 loop 語(yǔ)句及其變種，并介紹順序結(jié)構(gòu)中以前沒講過(guò)的 null 和塊語(yǔ)句(block statement)，最后是比較有爭(zhēng)議的 goto 語(yǔ)句---好像每本教科書上都罵它，說(shuō)它打破了程序的良好結(jié)構(gòu)?？刂平Y(jié)構(gòu)是一門老話題，Ada95 對(duì)它也沒作多大改動(dòng)，語(yǔ)法上和其它語(yǔ)言還是很接近的，但可讀性好一點(diǎn)，所有控制結(jié)構(gòu)后都以"end something"結(jié)束。

if 語(yǔ)句(if statement)

   if 語(yǔ)句判斷一個(gè)條件是否成立，如果成立，則執(zhí)行特定的語(yǔ)句，否則跳過(guò)這些語(yǔ)句。一般格式如下：

if condition then
      statements
end if;

   當(dāng) condition 的值為 True 時(shí),則執(zhí)行 statements,否則跳過(guò) statements，執(zhí)行“end if”后面的語(yǔ)句。

   如果當(dāng) condition 為 False 也要執(zhí)行特定語(yǔ)句，則用下面的格式：

if condition then
     statements
else
       other statements
end if;

   這樣當(dāng)條件不成立時(shí)，執(zhí)行other statement,而不是跳過(guò) if 結(jié)構(gòu)。

   下面一種格式是為了多個(gè)條件判斷而用，防止 if 語(yǔ)句過(guò)多:

if condition then
   statements
elsif condition then
  other statements
elsif condition then
   more other statements
else
  even more other statements
end if;

    使用 elsif 的次數(shù)沒有限制，注意 elsif 的拼寫----不是elseif。在這里需要注意一下condition 的值，一定要為布爾型，不像 C 里面，隨便填個(gè)整數(shù)也沒事。

    下面以簡(jiǎn)單的一個(gè)例子來(lái)解釋一下 if 語(yǔ)句：

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

003 procedure testrange is
004       Var : Integer;

005 begin
006       Put ("Enter an Integer number to confirm its range:");
007       Get (Var);

008      if Var in Integer'First .. -1 then
009             Put_Line ("It is a negative number");
010      elsif Var in 1 .. Integer'Last then
011            Put_Line ("It is a positive number");
012      else
013             Put_Line ("It is 0");
014      end if;
015 end testrange; 

[007] 輸入值 Var;[008]-[014]的語(yǔ)句都是測(cè)試 Var 的范圍，如是負(fù)數(shù)則輸出"It is a negative number",正數(shù)輸出"It is a positive number",為0則輸出"It is 0"，以上3種情況如果都沒產(chǎn)生，則是因?yàn)檩斎胫捣?Integer 類型或輸入值過(guò)大，從而產(chǎn)生異常。

 case 語(yǔ)句(case Statement)

    如果所要判斷的變量有多種可能，并且每種情況都要執(zhí)行不同的操作，if 語(yǔ)句很顯然繁了一點(diǎn)，這時(shí)就使用 case 語(yǔ)句，格式為：

case expression is
   when choice1 => statements
   when choice2 => statements
     . . .
   when others => statements
end case;

    判斷 expression 的值，如符合某項(xiàng)choice，則執(zhí)行后面的statement,如果全都不符合時(shí)，就執(zhí)行 others 后的語(yǔ)句。choice 的值不能相同。when others 也可以沒有，但不推薦這樣做，以免有沒估計(jì)到的情況產(chǎn)生。因此上例也可改成：

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

003 procedure testrange is
004     Var : Integer;
005 begin
006        Put ("Enter an Integer number to confirm its range:");
007        Get(Var);
008     case Var is
009          when Integer'First .. -1 =>
010                                        Put_Line ("It is a negative number");
011       when 1 .. Integer'Last =>
012                     Put_Line ("It is a positive number");
013       when others =>
014                     Put_Line ("It is 0");
015    end case; 
016 end testrange;

與前面的例子完全等效。

loop 語(yǔ)句(loop Statement)

    很多情況下，我們要反復(fù)執(zhí)行同一操作，無(wú)疑這時(shí)要使用循環(huán)結(jié)構(gòu)。循環(huán)結(jié)構(gòu)除了最簡(jiǎn)單的loop語(yǔ)句，還有其變種for 和while語(yǔ)句。

    最簡(jiǎn)單的loop語(yǔ)句格式為：

loop 
   statements
end loop; 

    當(dāng)要退出該循環(huán)時(shí)，使用 exit 或 exit when 語(yǔ)句。exit表示直接退出該循環(huán)，exit when則在符合 when 后面的條件時(shí)再退出。再將testrange 改動(dòng)一下，來(lái)了解loop和exit語(yǔ)句。

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

003 procedure testrange is
004     Var : Integer; 
005 begin
006    loop
007        Put ("Enter an Integer number to confirm its range:"); 
008        Get(Var);
009       case Var is
010          when Integer'First .. -1 =>
011                         Put_Line ("It is a negative number"); 
012          when 1 .. Integer'Last =>
013                         Put_Line ("It is a positive number");
014          when others =>
015                         Put_Line ("It is 0");
016       end case; 
017       exit when Var = 0;
018    end loop;
019 end testrange;

上例循環(huán)輸出"Enter an Integer number to confirm its range:"，要求輸入一個(gè)整數(shù)；當(dāng)輸入值為0時(shí)，輸出"it is 0",再退出。

for 循環(huán)(for loop)

    for 循環(huán)只是loop的變種，格式如下：

for index in [reverse] range loop
    statements;
end loop;

*reverse 是可選的.

    注意一下，index 是for循環(huán)中的局部變量，無(wú)需額外聲明，只需填入一個(gè)合法的標(biāo)識(shí)符即可，在for循環(huán)內(nèi)，不能修改index的值。index的值一般情況下是遞增加1，如 for i in 1..100,i的初值為1，每循環(huán)一次加1，直至加到100，循環(huán)100次結(jié)束；有時(shí)也需要倒過(guò)來(lái)，如i初值為100,減到1，則為 for i in reverse 1..100。但range中較大值在前則該循環(huán)不進(jìn)行，如 for i in [reverse]100..1,循環(huán)內(nèi)語(yǔ)句會(huì)略過(guò)---即變成了空語(yǔ)句。

    仍舊是通過(guò)修改testrange來(lái)了解for:

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

003 procedure testrange is
004     Var : Integer; 
005 begin
006    for i in 1..10 loop
007        Put ("Enter an Integer number to confirm its range:"); 
008        Get(Var);
009       case Var is
010          when Integer'First .. -1 =>
011                      Put_Line ("It is a negative number"); 
012          when 1 .. Integer'Last =>
013                      Put_Line ("It is a positive number");
014          when others =>
015                      Put_Line ("It is 0");
016       end case; 
017       exit when Var = 0;
018    end loop;
019 end testrange;

如果不輸入0，在輸入10次整數(shù)后，該程序會(huì)自動(dòng)結(jié)束。

 while 循環(huán) (while loop)

    while 循環(huán)則在某條件不成立時(shí)結(jié)束循環(huán)，其格式為：

while condition loop
    statements
end loop;

    condiotion 和 if 語(yǔ)句中的 condition 一樣，都要求為布爾值，在其值為 False 時(shí)，循環(huán)結(jié)束。

    還是老套的testrange:

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

003 procedure testrange is
004     Var : Integer; 
005 begin
006    while Var /= 0 loop
007        Put ("Enter an Integer number to confirm its range:"); 
008        Get(Var);
009       case Var is
010          when Integer'First .. -1 =>
011                      Put_Line ("It is a negative number"); 
012           when 1 .. Integer'Last =>
013                      Put_Line ("It is a positive number");
014          when others =>
015                      Put_Line ("It is 0");
016       end case; 
017    end loop;
018 end testrange;

這里取消了exit when語(yǔ)句，由while語(yǔ)句來(lái)檢測(cè)Var的值。當(dāng)Var值為0時(shí)，循環(huán)結(jié)束。

 null 語(yǔ)句(null Satement)

    null 語(yǔ)句所做的事就是不做事，大部份情況下就等于沒寫；但在一些情況下，還是有其作用,如if var > 0 then null end if,如果沒有 null，則屬于語(yǔ)法錯(cuò)誤，缺少了語(yǔ)句。因此 null 用在語(yǔ)法上要求必須有語(yǔ)句，但又不想讓程序干什么事的時(shí)候。

塊語(yǔ)句(Block Statement)

    塊語(yǔ)句(block statement),就是以一組語(yǔ)句為單位，當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立的塊,也常用在循環(huán)中，格式為;

identifier:
    [declare]
   begin
        statements
    end indentifier;
declare是可選的，如：
Swap:
  declare
      Temp :Integer;
  begin
      Temp := V; V:=U; U:=Temp;
  end Swap;

    其中的Temp為局部變量，Swap 外的語(yǔ)句無(wú)法訪問(wèn)它，Temp也可寫成Swap.Temp,以此從形式上區(qū)分局部變量和全局變量。塊語(yǔ)句的用法，還是通過(guò)實(shí)例來(lái)講解方便：

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     V:Integer := 1;
005     U:Integer := 2;
006 begin
007     PutVU1:
008       begin 
009             Put("V is:"); Put(V); New_Line;
010             Put("U is:"); Put(U); New_Line;
011       end PutVU1; 
012     Swap:
013       declare 
014           Temp :Integer;
015       begin
016           Temp := V; V:=U; U:=Temp;
017       end Swap; 
018     Put_Line ("After swap");
019     PutVU2:
020       begin 
021             Put("V is:"); Put(V); New_Line;
022             Put("U is:"); Put(U); New_Line;
023    end PutVU3; 
024 end Swap;

通過(guò)上面的例子，大家可能感覺沒什么意思，塊結(jié)構(gòu)可有可無(wú)---反正還是按語(yǔ)句的先后順序執(zhí)行。但如果它用在循環(huán)結(jié)構(gòu)中，則還有點(diǎn)用處：

Main_Circle:
   begin
   loop
       statements;
      loop 
          statements;
         exit Main_Circle when Found;--* 如果 Found 為 True，則跳出 Main_Circle，而不是該句所在的小循環(huán)
          statements;
      end loop;
       statements;
   end loop;
end Main_Circlel;

這樣就能跳出一堆嵌套循環(huán),接下去執(zhí)行的語(yǔ)句都在跳出的循環(huán)后面。

5.9 Goto語(yǔ)句(Goto Statement)

    goto 語(yǔ)句能直接跳到程序的某一處開始執(zhí)行，使程序結(jié)構(gòu)松散很多，有關(guān)編程的教材基本上將它作為碰都不能碰的東西。但在處理異常情況中，goto 還是很方便的---并被有些權(quán)威人士推薦；只要?jiǎng)e濫用就可以了。Ada 里goto語(yǔ)句格式為：

<<Label>>
   statements;
goto Label;

如將上例改為：

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     V:Integer := 1;
005     U:Integer := 2;
006 begin
007    <<restart>>
008       PutVU1:
009         begin 
010               Put("V is:"); Put(V); New_Line;
011               Put("U is:"); Put(U); New_Line;
012         end PutVU1; 
013       Swap:
014         declare 
015               Temp :Integer;
016         begin
017               Temp := V; V:=U; U:=Temp;
018          end Swap; 
019       Put_Line ("After swap");
020       PutVU2:
021         begin 
022               Put("V is:"); Put(V); New_Line;
023               Put("U is:"); Put(U); New_Line;
024         end PutVU2;
025    goto restart; 
026 end swap;

快到程序結(jié)尾時(shí)，又返回到開頭<<restart>>處，因此成了無(wú)限循環(huán)。goto語(yǔ)句在 Ada 里的限制還是挺多的，如不能跳到if,case,for,while里面和其所在子程序外。