【问题标题】:When do I use a predefined class wide access type vs. an anonymous access to a class wide type as a parameter?何时使用预定义的类范围访问类型与匿名访问类范围类型作为参数?
【发布时间】:2021-07-06 08:50:25
【问题描述】:

我在我们的代码库中多次遇到使用预定义类范围的访问类型作为子程序的主要参数的情况,我想知道这是否是设计中的缺陷,或者它是否有某种目的。让我先解释一下我遇到了什么以及我想改变什么:

假设我有一些标记类型 A 和一个子 B 扩展 A:

包 A_Types:

type A is tagged null record;

function Get_Name (This : A) return String
   is ("A");

包 B_Types:

type B is new A with null record;

function Get_Name (This : B) return String
   is ("B");

现在假设我正在编写一些实用程序包,其中包含使用类范围访问的函数 Show_Name:

包实用程序:

procedure Print_Name (Instance : access A'Class) is
begin
   Putline ("Name: " & Instance.Get_Name);
end Print_Name;

这会将 Get_Name 分派给正确类型的实例。

然而,我在我们的代码库中经常遇到的是,他们将这个实用程序包定义为:

procedure Print_Name (Instance : A_Cwa) is
begin
   Putline ("Name: " & Instance.Get_Name);
end Print_Name;

在 A_Types 包中定义 A_Cwa 为:

type A_Cwa is access all A'Class;

这当然可以在存储为 A_Cwa 的某个实例上调用,但是当我想在访问 A'Class 中的某个类型时调用此过程时,它需要我先将视图转换为 A_Cwa我可以调用它的过程。

现在,在许多地方,我们在 A_Cwa 实例上调用一些过程。这看起来像:

Show_Info (Some_Store.Get_The_Instance);

在 A_Types 包中将 Show_Info 定义为:

procedure Show_Info (Instance : A_Cwa) is
begin
   Utilities.Print_Name (Instance);
end Show_Info;

由于 Show_Info 是在 A_Types 包中定义的,而且它似乎做了一些对 A'Class 类型来说看起来很原始的事情,我想写:

Some_Store.Get_The_Instance.Show_Info;

但要使其成为原始类型,我必须将 Show_Info 更改为:

procedure Show_Info (This : access A) is
begin
   Utilities.Print_Name (A_Cwa (This));
end Show_Info;

我不喜欢这里的视图转换,所以为了解决这个问题,我可以将 Print_Name 更改为:

procedure Print_Name (Instance : access A'Class) is
begin
   Putline ("Name: " & Instance.Get_Name);
end Print_Name;

这行得通,所以我想知道:为什么首先使用预定义的类范围访问类型 A_​​Cwa 作为参数?它似乎阻止在 A 的任何实例上使用实用程序,除非它被存储为 A_Cwa 类型。

最初的设计是错误的,还是有充分的理由在 Print_Name 实用程序的签名中使用 A_Cwa 类型而不是匿名访问 A'Class?

免责声明:此问题中的代码未经测试,但与我在代码库中遇到的类似。这个问题更多的是关于设计而不是修复一些错误。

【问题讨论】:

  • 这看起来像典型的 Ada 95 Class Wide Programming;请注意,在这种情况下,Ada 2005 Anonymous access types 限制较少。
  • ARG(谁写的)将 ARM 中定义匿名访问类型规则的部分称为“黑暗之心”,并承认没有人真正理解它。因此,它们的使用以令人不快的意外和缺乏便携性为特征。换句话说,应该避免它们。

标签: oop ada dynamic-dispatch


【解决方案1】:

如果没有示例所基于的软件的完整图片,很难给出可靠的建议,但正如@JeffreyR.Carter 在他的评论中所说:最好尽可能避免匿名访问类型,因为可能需要运行时可访问性检查以及它们在运行时出现的一些意外故障(从某种意义上说,由于复杂的可访问性规则,有时很难预先预测检查是否会失败)。

  • 注意 1:请注意,此(一般)语句仅适用于您不使用 GNATprove (SPARK) 来验证不存在取消引用错误和内存泄漏的情况。 SPARK 实际上依赖匿名访问类型来实现借用/观察机制(参见here)。

  • 注 2:请参阅 ARM 3.10.2 (3.b/3) 以获取“黑暗之心”声明,指出当前可访问性检查的困难。请参阅 this RFCthis blog post(“更简单的可访问性规则”部分),了解目前正在努力寻找解决此问题的潜在解决方案。

但是,回到(有限的)示例,将Show_Info 设为A 的原语似乎是合理的,但完全避免使用访问类型也是合理的。标记类型通过引用传递 (RM 6.2 (5)),因此需要显式引用标记类型(使用某种访问类型)的情况仅限于显式赋值不能导致对象被复制的情况。

【讨论】:

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