本课目标
完成本课后，你将能够：
- 掌握
Ada.Text_IO的基本输入输出操作 - 熟练使用
Ada.Integer_Text_IO和Ada.Float_Text_IO - 理解文件输入输出的各种模式与操作
- 学会格式化输出与用户交互
- 应用输入输出构建交互式程序
一、标准输入输出概述
Ada 的输入输出通过泛型包和子包实现，主要分为：
Ada.Text_IO：文本输入输出（字符、字符串、行）Ada.Integer_Text_IO：整数输入输出Ada.Float_Text_IO：浮点数输入输出Ada.Enumeration_Text_IO：枚举输入输出（需实例化）
所有标准输入输出包都基于 Ada.Text_IO 扩展。
1.1 基本输出
with Ada.Text_IO;
procedure Basic_Output is
begin
Ada.Text_IO.Put ("Hello"); -- 不换行
Ada.Text_IO.Put (" World");
Ada.Text_IO.New_Line; -- 换行
Ada.Text_IO.Put_Line ("Hello Ada"); -- 输出并换行
end Basic_Output;
1.2 基本输入
with Ada.Text_IO;
procedure Basic_Input is
S : String (1 .. 80);
Last : Integer;
begin
Ada.Text_IO.Get_Line (S, Last); -- 读取一行到 S，Last 是实际长度
Ada.Text_IO.Put_Line ("You entered: " & S (1 .. Last));
end Basic_Input;
二、整数与浮点数输入输出
2.1 Ada.Integer_Text_IO
with Ada.Text_IO;
with Ada.Integer_Text_IO;
procedure Int_IO is
X : Integer;
begin
-- 输出整数
Ada.Integer_Text_IO.Put (42); -- 输出 "42"
Ada.Integer_Text_IO.Put (42, Width => 5); -- 输出 " 42"
Ada.Text_IO.New_Line;
-- 输入整数
Ada.Text_IO.Put ("Enter an integer: ");
Ada.Integer_Text_IO.Get (X);
Ada.Text_IO.Put_Line ("You entered: " & Integer'Image (X));
end Int_IO;
常用过程：
Put (Item : in Num; Width : in Field := Default_Width)：输出整数，Width指定最小字符宽度Get (Item : out Num)：从标准输入读取整数，跳过空白
2.2 Ada.Float_Text_IO
with Ada.Text_IO;
with Ada.Float_Text_IO;
procedure Float_IO is
X : Float;
begin
-- 输出浮点数
Ada.Float_Text_IO.Put (3.14159); -- 默认格式
Ada.Float_Text_IO.Put (3.14159, Fore => 3, Aft => 2, Exp => 0);
-- Fore：整数部分宽度，Aft：小数位数，Exp：指数宽度（0表示不使用指数）
Ada.Text_IO.New_Line;
-- 输入浮点数
Ada.Text_IO.Put ("Enter a float: ");
Ada.Float_Text_IO.Get (X);
Ada.Text_IO.Put_Line ("You entered: " & Float'Image (X));
end Float_IO;
参数说明：
Fore：整数部分最少字符数（包括负号）Aft：小数部分位数（四舍五入）Exp：指数部分字符数（0 表示不使用科学记数法）
三、枚举类型的输入输出
枚举类型需要实例化 Ada.Text_IO.Enumeration_IO 泛型包：
with Ada.Text_IO;
procedure Enum_IO is
type Day is (Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat, Sun);
package Day_IO is new Ada.Text_IO.Enumeration_IO (Day);
use Day_IO;
Today : Day := Wed;
begin
-- 输出
Put (Today); -- 输出 "WED"
Put (Today, Width => 5); -- 输出 " WED"
Put (Today, Set => Lower_Case); -- 输出 "wed"
Ada.Text_IO.New_Line;
-- 输入
Ada.Text_IO.Put ("Enter day: ");
Get (Today); -- 输入 "Mon" 等
end Enum_IO;
四、文件输入输出
4.1 文件类型与模式
Ada 使用 File_Type 类型表示文件，支持以下模式：
| 模式 | 含义 |
|---|---|
In_File | 只读 |
Out_File | 只写（覆盖） |
Append_File | 追加 |
4.2 基本文件操作
with Ada.Text_IO;
procedure File_Demo is
In_File : Ada.Text_IO.File_Type;
Out_File : Ada.Text_IO.File_Type;
Line : String (1 .. 100);
Last : Integer;
begin
-- 打开文件
Ada.Text_IO.Open (In_File, Ada.Text_IO.In_File, "input.txt");
Ada.Text_IO.Create (Out_File, Ada.Text_IO.Out_File, "output.txt");
-- 读取并写入
while not Ada.Text_IO.End_Of_File (In_File) loop
Ada.Text_IO.Get_Line (In_File, Line, Last);
Ada.Text_IO.Put_Line (Out_File, Line (1 .. Last));
end loop;
-- 关闭文件
Ada.Text_IO.Close (In_File);
Ada.Text_IO.Close (Out_File);
exception
when Ada.Text_IO.Name_Error =>
Ada.Text_IO.Put_Line ("File not found");
when Ada.Text_IO.Status_Error =>
Ada.Text_IO.Put_Line ("File already open");
end File_Demo;
4.3 文件状态检查
常用函数：
End_Of_File (File)：是否到达文件末尾Is_Open (File)：文件是否已打开Mode (File)：返回当前模式Name (File)：返回文件名
4.4 追加模式
procedure Append_Demo is
File : Ada.Text_IO.File_Type;
begin
Ada.Text_IO.Open (File, Ada.Text_IO.Append_File, "log.txt");
Ada.Text_IO.Put_Line (File, "New log entry");
Ada.Text_IO.Close (File);
end Append_Demo;
五、格式化输出
5.1 使用 Put 的宽度控制
-- 整数宽度
Ada.Integer_Text_IO.Put (123, Width => 5); -- " 123"
Ada.Integer_Text_IO.Put (-45, Width => 4); -- " -45"
-- 浮点数格式
Ada.Float_Text_IO.Put (12.3456, Fore => 4, Aft => 2, Exp => 0);
-- 输出 " 12.35"（四舍五入）
5.2 字符串格式化
使用 Ada.Strings.Fixed 中的函数：
with Ada.Strings.Fixed;
procedure String_Format is
S : String := Ada.Strings.Fixed.Trim (" Hello ", Ada.Strings.Both);
begin
Ada.Text_IO.Put_Line ("'" & S & "'"); -- 'Hello'
end String_Format;
5.3 创建表格
procedure Print_Table is
begin
Ada.Text_IO.Put_Line ("Name Age Score");
Ada.Text_IO.Put_Line ("-------- --- -----");
for I in 1 .. 3 loop
Ada.Text_IO.Put ("Alice ");
Ada.Integer_Text_IO.Put (20 + I, Width => 3);
Ada.Text_IO.Put (" ");
Ada.Float_Text_IO.Put (85.5 + Float (I) * 2.0, Fore => 1, Aft => 1, Exp => 0);
Ada.Text_IO.New_Line;
end loop;
end Print_Table;
六、用户交互示例
6.1 菜单驱动程序
with Ada.Text_IO;
with Ada.Integer_Text_IO;
procedure Menu_Demo is
Choice : Integer;
begin
loop
Ada.Text_IO.Put_Line ("=== Menu ===");
Ada.Text_IO.Put_Line ("1. Option 1");
Ada.Text_IO.Put_Line ("2. Option 2");
Ada.Text_IO.Put_Line ("0. Exit");
Ada.Text_IO.Put ("Your choice: ");
Ada.Integer_Text_IO.Get (Choice);
case Choice is
when 1 =>
Ada.Text_IO.Put_Line ("You chose option 1");
when 2 =>
Ada.Text_IO.Put_Line ("You chose option 2");
when 0 =>
Ada.Text_IO.Put_Line ("Goodbye");
exit;
when others =>
Ada.Text_IO.Put_Line ("Invalid choice");
end case;
end loop;
end Menu_Demo;
6.2 输入验证
procedure Safe_Input is
X : Integer;
begin
loop
Ada.Text_IO.Put ("Enter a positive integer: ");
begin
Ada.Integer_Text_IO.Get (X);
if X > 0 then
exit;
else
Ada.Text_IO.Put_Line ("Must be positive");
end if;
exception
when Ada.Text_IO.Data_Error =>
Ada.Text_IO.Put_Line ("Invalid number");
Ada.Text_IO.Skip_Line; -- 清空缓冲区
end;
end loop;
Ada.Text_IO.Put_Line ("You entered: " & Integer'Image (X));
end Safe_Input;
七、完整示例：成绩管理系统
-- 文件名: grade_manager.adb
-- 功能：管理学生成绩，支持添加、查看、保存到文件
with Ada.Text_IO;
with Ada.Integer_Text_IO;
with Ada.Float_Text_IO;
with Ada.Strings.Unbounded; use Ada.Strings.Unbounded;
with Ada.Strings.Unbounded.Text_IO;
procedure Grade_Manager is
Max_Students : constant := 100;
type Student_Record is record
Name : Unbounded_String;
Grade : Float;
end record;
Students : array (1 .. Max_Students) of Student_Record;
Count : Integer := 0;
-- 添加学生
procedure Add_Student is
Name : Unbounded_String;
Grade : Float;
begin
Ada.Text_IO.Put ("Name: ");
Ada.Strings.Unbounded.Text_IO.Get_Line (Name);
Ada.Text_IO.Put ("Grade: ");
Ada.Float_Text_IO.Get (Grade);
Count := Count + 1;
Students (Count) := (Name => Name, Grade => Grade);
Ada.Text_IO.Put_Line ("Student added.");
exception
when Ada.Text_IO.Data_Error =>
Ada.Text_IO.Put_Line ("Invalid grade");
Ada.Text_IO.Skip_Line;
end Add_Student;
-- 显示所有学生
procedure Show_All is
begin
Ada.Text_IO.Put_Line ("=== Student List ===");
for I in 1 .. Count loop
Ada.Text_IO.Put (To_String (Students (I).Name) & ": ");
Ada.Float_Text_IO.Put (Students (I).Grade, Fore => 1, Aft => 2, Exp => 0);
Ada.Text_IO.New_Line;
end loop;
end Show_All;
-- 保存到文件
procedure Save_To_File (Filename : String) is
File : Ada.Text_IO.File_Type;
begin
Ada.Text_IO.Create (File, Ada.Text_IO.Out_File, Filename);
for I in 1 .. Count loop
Ada.Text_IO.Put (File, To_String (Students (I).Name));
Ada.Text_IO.Put (File, ",");
Ada.Float_Text_IO.Put (File, Students (I).Grade, Fore => 1, Aft => 2, Exp => 0);
Ada.Text_IO.New_Line (File);
end loop;
Ada.Text_IO.Close (File);
Ada.Text_IO.Put_Line ("Saved to " & Filename);
end Save_To_File;
Choice : Integer;
begin
loop
Ada.Text_IO.New_Line;
Ada.Text_IO.Put_Line ("1. Add student");
Ada.Text_IO.Put_Line ("2. Show all");
Ada.Text_IO.Put_Line ("3. Save to file");
Ada.Text_IO.Put_Line ("0. Exit");
Ada.Text_IO.Put ("Choice: ");
Ada.Integer_Text_IO.Get (Choice);
case Choice is
when 1 => Add_Student;
when 2 => Show_All;
when 3 => Save_To_File ("grades.csv");
when 0 => exit;
when others => Ada.Text_IO.Put_Line ("Invalid");
end case;
end loop;
end Grade_Manager;
八、本课总结
Ada.Text_IO提供基本文本输入输出，Put_Line、Get_Line、New_Line最常用- 整数用
Ada.Integer_Text_IO，浮点数用Ada.Float_Text_IO - 枚举需实例化
Enumeration_IO泛型包 - 文件操作：
Open、Create、Close，模式有In_File、Out_File、Append_File - 使用
Width、Fore、Aft控制输出格式 - 输入时要处理
Data_Error异常并清理缓冲区
九、课后练习
-
基本输入输出：编写程序读取两个整数，输出它们的和、差、积、商。
-
文件复制：实现一个文件复制程序，源文件名和目标文件名由用户输入。
-
格式化表格：输出一个10行2列的表格，第一列为1到10，第二列为平方根（保留2位小数）。
-
学生成绩文件：从CSV文件读取学生姓名和成绩，计算平均分并输出。
-
交互式菜单：实现一个简单的计算器，支持加减乘除，持续运行直到用户选择退出。
十、下节预告
第19课｜字符串处理
我们将：
- 掌握固定字符串与无界字符串的使用
- 学习字符串的查找、替换、分割操作
- 理解字符串与数值的转换
- 应用字符串处理解决实际问题
关键术语表
Ada.Text_IO：标准文本输入输出包
Put：输出不换行的过程
Put_Line：输出并换行的过程
Get_Line：读取一行字符串的过程
New_Line：输出换行符
File_Type：文件对象类型
In_File/Out_File/ `Append_File：文件访问模式
Data_Error：输入数据格式错误时触发的异常
End_Of_File：检测文件末尾的函数
Width：输出整数或枚举时的最小宽度
Fore/Aft：浮点数输出时整数部分宽度和小数部分位数
