如何在Ada的Predicate_Failure中添加类型相关信息？

我希望在Predicate_Failure触发的Invalid_Color异常消息中包含类型相关信息，当前可正常运行的代码如下：

subtype Norm is Float range 0.0..1.0;
type Component is (Red, Green, Blue, Yellow, White);

type Proto_Color is array(Component'Range) of Norm;

function Is_Valid(This : Proto_Color) return Boolean is
    Positive_Count : Natural := 0;
    Sum : Norm := 0.0;
begin
    for I in Component'Range loop
        if This(I) > 0.001 then 
            Positive_Count := Positive_Count + 1;
            Sum := Sum + This(I);
        end if;
    end loop;
    if Positive_Count = 0 or Positive_Count > 2 then
        return False;
    end if;
    if This(Red) > 0.001 and then This(Green) > 0.001 then
        return False;
    end if;
    if This(Yellow) > 0.001 and then This(Blue) > 0.001 then
        return False;
    end if;
    return Sum > 0.999 and then Sum < 1.001;
end Is_Valid;

Invalid_Color : exception;

type Color is new Proto_Color with Dynamic_Predicate => Is_Valid(Proto_Color(Color)), 
    Predicate_Failure => raise Invalid_Color;

注：Proto_Color类型仅用于添加Dynamic_Predicate，我无法在未完成的类型上声明Is_Valid函数。

我尝试通过自定义To_String函数生成包含类型信息的异常消息，但在Predicate_Failure中调用函数时遇到错误，尝试的代码如下：

function To_String(This : Proto_Color) return String is
begin
    return "Red => " & Norm'Image(This(Red)) 
        & ", Green => " & Norm'Image(This(Green)) 
        & ", Blue => " & Norm'Image(This(Blue)) 
        & ", Yellow => " & Norm'Image(This(Yellow)) 
        & ", White => " & Norm'Image(This(White));
end To_String;

type Color is new Proto_Color with Dynamic_Predicate => Is_Valid(Proto_Color(Color)), 
    Predicate_Failure => raise Invalid_Color with To_String(Proto_Color'(Color));

遇到的错误 #

• 保留限定表达式单引号时，错误提示：

期望类型为行[行号]定义的"Proto_Color"
找到类型为行[行号]定义的"Color"

• 去掉限定表达式的单引号后，错误提示变为：

转换的参数不能是聚合类型
请改用限定表达式

解决方案 #

要解决这个问题，核心是在Predicate_Failure上下文里正确完成类型转换，匹配To_String函数的参数要求。可以采用两种方式调整：

方式一：直接修正类型转换语法

修改Color类型的定义，去掉多余的限定聚合语法，直接使用类型转换：

type Color is new Proto_Color with 
    Dynamic_Predicate => Is_Valid(Proto_Color(Color)), 
    Predicate_Failure => raise Invalid_Color with To_String(Proto_Color(Color));

方式二：扩展To_String函数支持Color类型

新增一个接受Color类型的To_String重载函数，复用原有逻辑：

function To_String(This : Color) return String is
begin
    return To_String(Proto_Color(This)); -- 调用原Proto_Color版本的To_String
end To_String;

type Color is new Proto_Color with 
    Dynamic_Predicate => Is_Valid(Proto_Color(Color)), 
    Predicate_Failure => raise Invalid_Color with To_String(Color);

原因说明 #

在Predicate_Failure的上下文里，Color代表当前违反断言的对象，直接通过Proto_Color(Color)即可完成类型转换，无需使用Proto_Color'(Color)这种限定聚合语法——后者适用于聚合值的类型限定，而非对象的类型转换。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Devsman