performance - Ada 如何实现“mod”和“range”类型？性能影响是什么？

Question

在 Ada 中，您可以定义所谓的 ' mod ' 和 ' range ' 类型：

type Unsigned_n is mod 2**n;
type Range_Type is range -5 .. 10;

这些是如何在语言机器级别实现的？在对这些类型执行操作时，您会遇到什么样的性能损失？

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目前尚不清楚您所说的“在语言层面”是什么意思。在 Ada 级别，他们就是！在机器级别，它们按照您的期望实现。

对于模块化类型，如果您使用 2 的幂作为模数，则编译后的代码使用掩码；否则，会有测试。

type Modular is mod 42;
...
procedure T (M : in out Modular) is
begin
   M := M + 1;
end T;

将 (x86_64, -O2) 转换为

_foo__t:
LFB2:
        leal    1(%rdi), %eax
        cmpb    $40, %dil
        leal    -41(%rdi), %edx
        cmovg   %edx, %eax
        ret

我现在不写汇编程序，但这看起来还不错（而且，在不支持模块化类型的语言中，如果问题需要，你必须自己编写类似的东西）。

对于整数类型，实现再次如您所料，当然，除了为变量赋值涉及约束检查（除非编译器可以证明没有必要）。

但实际上，对于大多数用途，您不必自己编写这些增量操作。如果您需要遍历该类型的所有值，您可以说

for J in Modular loop

或者，如果您已声明Arr : array (Range_Type) of Foo;，

for J in Arr'Range loop

并且不需要检查的有效性J，因此没有性能损失。

总是可以抑制约束检查（在 GNAT 中，-gnatp抑制所有检查）；但这有点像一离开车道就解安全带！

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