为何无法在子程序声明中使用limited with包中的子类型？

Ada 2012的limited with机制原本用于处理循环依赖的类型场景，比如两个包互相需要引用对方的类型时，可以通过不完全类型声明配合limited with打破循环。例如：

type Point;
type Line;    -- 不完全类型声明

type Point is
    record
        L, M, N: access Line;
end record;

type Line is
    record
        P, Q, R: access Point;
end record;

（示例来自John Barnes《Programming in Ada 2012》第13.5节“相互依赖类型”）

但我在使用gcc -fdump-ada-spec -C从C头文件自动生成Ada代码时遇到了问题：生成的代码用limited with导入包后，能正常访问包中的常规类型，但无法访问子类型，编译时报错“子类型未在包中声明”。

代码示例 #

provider.ads #

package Provider is

   type Fine_Type is range 0 .. 10_000;
   subtype Bad_Type is Fine_Type;

end Provider;

user.ads #

limited with Provider;

package User is

   procedure Do_It (A : access constant Provider.Bad_Type);

end User;

user.adb #

package body User is

   procedure Do_It (A : access constant Provider.Bad_Type) is
   begin
      null;
   end Do_It;

end User;

limited_with_test.gpr #

project limited_with_test is

   for Source_Dirs use ("src");
   for Main use ("main.adb");

   for Exec_Dir use "bin";
   for Object_Dir use "obj";
   for Create_Missing_Dirs use "True";

end limited_with_test;

编译错误 #

将源码放入src目录后执行gprbuild，得到如下错误：

$ gprbuild
using project file limited_with_test.gpr
Compile
   [Ada]          main.adb
user.ads:5:49: error: "Bad_Type" not declared in "Provider"
gprbuild: *** compilation phase failed

原因分析 #

Ada的limited with导入机制仅提供包的不完全视图，它的可见性范围非常有限：

• 只有包中的**顶级类型（包括私有类型）**会被视为不完全类型而可见，用于声明访问类型（access）或者作为参数的不完整类型引用。
• 子类型、常量、子程序、枚举值等都不属于不完全视图的可见部分，因此在limited with导入的包中无法直接引用子类型Bad_Type。

而常规类型Fine_Type能被访问，是因为它属于顶级类型，符合limited with的可见性规则。

解决方法 #

根据场景选择合适的方案：

1. 改用普通with导入：如果User和Provider之间没有循环依赖，直接把limited with Provider;替换成with Provider;，即可正常访问子类型。
2. 替换为基础类型：如果必须保留limited with（比如存在循环依赖），可以在User的声明中使用基础类型Provider.Fine_Type代替子类型Bad_Type，在包体中再转换为子类型使用。
3. 重构包结构：将需要暴露的子类型放到独立的子包中，再用limited with导入这个子包，避免主包的循环依赖问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者TamaMcGlinn