Ada 编程语言简介

概述

Ada 是一种结构化、静态类型、命令式、面向对象的高级编程语言。他非常注重可靠性、效率和安全性，使其适用于大型、长期应用和嵌入式/实时系统。常用在错误可能非常危险的系统中，例如航空电子设备（飞机）、空中交通管制和军事/航空航天应用。它以 Ada Lovelace 的名字命名，她被广泛认为是第一位计算机程序员。Ada 包含强类型、面向对象编程支持和内置并发支持等特性。

设计理念：安全第一

与许多旨在提高编码速度或最大灵活性的语言不同，Ada 的设计目标是防止程序员的错误进入运行时。

特点

• 可靠性和安全性：Ada 的设计强调安全性，它在编译时而非运行时使用强类型和强大的错误检查。这有助于及早发现错误，对于可能造成严重后果的应用至关重要。
• 大规模应用：Ada 旨在管理大型、复杂的软件系统，并高度重视可维护性和可读性。
• 嵌入式和实时系统：Ada 是嵌入式系统、航空电子设备和其他实时应用的常用选择，因为它无需垃圾回收器即可提供底层控制和可预测的性能。
• 多范式：Ada 支持多种编程范式，包括过程式、面向对象和函数式编程的某些方面。
• 语法：Ada 使用英文关键字而非符号来表示许多操作（例如，使用 begin 和 end 而不是 { 和 }），这提高了可读性并减少了歧义。
• 国际标准：Ada 是一种国际标准化组织 (ISO) 认可的语言，确保了不同实现之间的一致性。

主要应用领域

Ada 主要用于故障代价极高且软件正确性必须可验证的领域：

• 🚀 航空航天与航空电子：飞行控制系统、卫星指令系统、导弹控制系统以及关键的商用喷气式飞机软件（例如，阿里安 5 号火箭和国际空间站的软件）。
• 🚂 铁路与交通：列车自动控制、信号系统以及其他铁路安全关键型应用。
• 🛡️ 军事与国防：指挥、控制、通信和情报 (C3I) 系统以及武器平台中的嵌入式系统。
• ⚕️ 医疗设备：可靠性至关重要的患者关键医疗设备的控制系统。

代码示例

-- 1. 指定必要的 I/O 库，类似于 C 的 include
with Ada.Text_IO;

-- 2. 声明程序主体，类似于 C 的 main 函数
procedure Hello_World is

-- 3. 可执行部分的起始位置
begin

   -- 4. 调用 Text_IO 包的 Put_Line 函数
   Ada.Text_IO.Put_Line ("Hello, World!");

-- 5. 程序定义到此结束
end Hello_World;

上面的示例展示了几乎所有 Ada 程序的三个基本组成部分：

1. with Ada.Text_IO;（with 子句）

• with 子句用于从 Ada 包（相当于其他语言中的库或模块）导入功能。

Ada.Text_IO 是用于输入输出操作（例如在屏幕上显示文本）的标准包。它包含我们需要的函数：Put_Line。

2. procedure Hello_World is（程序头）

• 可执行的 Ada 程序总是被定义为一个 procedure（执行一系列操作的子程序）。
• procedure 标志着程序定义的开始。
• Hello_World 是我们的主程序的名称。
• is 标志着过程声明部分的开始（你可以在这里定义变量、常量和其他局部子程序，尽管这里不需要）。

在 is 和 begin 之间，可以声明变量。比如，Str:String := "Hello World!" 声明了一个字符串变量 Str，它的初始值为 ：Hello World 

3. begin 和 end Hello_World;（可执行块）

• begin 标志着可执行语句的开始——程序实际执行的工作。
• Ada.Text_IO.Put_Line("Hello, World!"); 语句用于执行打印操作：
  • 它使用了 Ada.Text_IO 包中的 Put_Line 函数。
  • 字符串 “Hello, World!"”作为参数传递。
  • Put_Line 函数会打印该字符串，并在其后添加一个换行符。
• end Hello_World; 标记了过程定义的结束。此处重复名称是为了提高代码的可读性，这是 Ada 的一个关键特性。

如何编译和运行（一般步骤）

要运行此程序，通常需要使用 GNAT 编译器（最常用的 Ada 编译器）：

• 将代码保存到名为 hello_world.adb 的文件中（.adb 扩展名是 Ada 程序体文件的常用扩展名）。
• 在终端中编译该文件：gnatmake hello_world.adb
• 运行生成的执行文件：./hello_world