Tcl

Tcl

Tcl logo
Paradigma	Multiparadigmatický: imperativní, strukturovaný, procedurální, funkcionální, objektově orientovaný, řízený událostmi
Vznik	1988
Autor	John Ousterhout
Vývojář	John Ousterhout, Tcl Core Team
Poslední verze	8.6.12 (31. října 2021)
Poslední nestabilní verze	9.0a3 (23. června 2021)
Typová kontrola	dynamická
Hlavní implementace	ActiveTcl, Androwish
Dialekty	Jim
Ovlivněn jazyky	Awk, Lisp
Ovlivnil jazyky	PHP,[1] Tea, PowerShell[2]
Licence	Stylu BSD
Web	www.tcl.tk

Tcl (vyslovuje se „tý-sý-el“ nebo „tykl“, název je zkratkou z Tool Command Language) je jednoduchý, ale účinný skriptovací jazyk, který v roce 1988 vytvořil John Ousterhout. Přes nezvyklou syntaxi je Tcl snadno zvládnutelný a díky nízkým nárokům na hardware je oblíbený především pro testování softwaru, programování vestavěných systémů a prototypování. V roce 1991 byl doplněn grafickým frameworkem Tk a výsledný systém nazývaný Tcl/Tk se stal až do nástupu Qt a GTK+ jedním z nejoblíbenějších nástrojů pro vytváření grafických uživatelských rozhraní. Framework Tk je dostupný v různých skriptovacích (Perl, Python, Ruby) i kompilovaných jazycích (C++, Ada). Logo jazyka v podobě pírka vychází z anglické slovní hříčky, neboť výslovnost názvu tykl je stejná jako u slova tickle = lechtat, šimrat. Pírko (brk) má navíc význam coby tradiční nástroj dávných písařů (prvních skriptérů).

Vlastnosti

Základní vlastnosti:

• imperativní a procedurální jazyk – program je tvořen posloupností příkazů
• rozšiřitelnost – uživatelem definované procedury se chovají jako vestavěné příkazy z knihovny jazyka; lze definovat i příkazy sloužící jako řídicí struktury, Tcl lze rozšiřovat pomocí funkcí v jazyce C, C++ a Java
• extrémně jednoduchá syntaxe – všechny příkazy (i řídicí struktury) mají jednotnou strukturu v prefixové notaci (výrazy ale používají obvyklou infixovou notaci)
• příkazy mohou mít proměnný počet parametrů
• všechny příkazy mohou být dynamicky předefinovány nebo přetíženy
• všechny datové typy i text programu jsou reprezentovány pomocí textových řetězců, výsledky funkcí lze vkládat přímo do textu programu; text programu se dá vytvářet za běhu
• proměnné mají implicitně oblast platnosti lokální ve funkci, v níž jsou použity; příkazy uplevel a upvar umožňují přístup k proměnným z předchozích procedur v řetězci jejich volání; příkaz global umožňuje rozšířit oblast platnosti na celý zdrojový soubor
• podpora jmenných prostorů
• podpora modulárního programování
• existují objektově orientovaná rozšíření
• všechny příkazy definované přímo jazykem Tcl generují při nesprávném použití chybová hlášení
• interpretovaný jazyk používající bytecode
• plná podpora Unicode 3.1 od roku 1999
• přenositelnost – samotný jazyk, i mnoho knihoven (včetně Tk) jsou nezávislé na platformě (Windows, Unix, Linux, Mac, Android)
• událostmi řízené rozhraní pro sokety a soubory; lze používat časové a uživatelem definované události
• úzká integrace s knihovnou grafického uživatelského rozhraní Tk
• obtížná práce se spojovými strukturami

Spuštění Tcl

Základní interpret jazyka Tcl – tclsh – lze spustit bez parametrů a s Tcl pracovat interaktivně:

tclsh
% expr 22/7
3
% expr 22/7.
3.142857142857143
% expr 4*atan(1)
3.141592653589793
% string length "nejneobhospodařovatelnějšími"
28
% exit

Znak procento (%) je nápověda, kterou vypisuje interpret Tcl, a která je uváděna pouze u ukázek interaktivní práce. Příkaz expr je nutné v Tcl používat pro vyhodnocování matematických výrazů. Lomítko je operátor dělení; pro dělení celých čísel se používá celočíselné dělení se zbytkem, použitím desetinné tečky u jednoho z operandů se vynutí reálné dělení. Hvězdička je operátor násobení; pro ukončení interpretu lze použít příkaz exit nebo znak konce souboru, kterým je v Microsoft Windows a v MS-DOSu klávesová kombinace Ctrl-Z, v Unixu Ctrl+D. Aby bylo možné editovat příkazy pomocí kurzorových kláves, musí být nainstalován balíček tclreadline^[3]; i bez něj lze příkazem history vypsat seznam zadaných příkazů a zvolený příkaz znovu vyvolat zadáním vykřičníku a čísla příkazu.

Druhý interpret – wish – je určený pro programy používající grafické uživatelské rozhraní:

wish
% wm title . "Hlavní okno"
% wm minsize . 320 200
% label .l -text "Nápis v hlavním okně"
.l
% pack .l -padx 40 -pady 20
% toplevel .w2 
.w2
% wm title .w2 "Druhé okno"
% label .w2.l -text "Nápis v druhém okně"
.w2.l
% pack .w2.l -padx 10 -pady 10
%

– spuštěním wish se otevře hlavní okno okno aplikace; příkazy začínající wm slouží pro komunikaci se správcem oken: wm title změní text v záhlaví okna a wm minsize předepíše jeho minimální velikost (šířka 320 pixelů a výška 200 pixelů); příkaz label připraví nápis, který se provedením příkazu pack zobrazí uvnitř okna; příkaz toplevel vytvoří druhé okno, kterému se dalšími příkazy také změní text v záhlaví a ve kterém se vypíše další text; parametry začínající tečkou jsou obdobou cest používaných pro navigaci ve stromové struktuře adresářů na disku: samotná tečka označuje hlavní okno, .l je prvek pojmenovaný l ve hlavním okně, .w2 je druhé okno a .w2.l je prvek ve druhém okně (na konkrétních jménech l a w2 nezáleží). Příkazy vytvářející grafické prvky, jako label a toplevel, vracejí jméno prvku, které lze uložit do proměnných a používat v dalších příkazech.

Obvyklejší přístup je ale spouštění předem připravených programů neboli skriptů:

tclsh program.tcl parametr parametr ...

Parametry skriptu jsou dostupné jako seznam v proměnné argv; počet parametrů lze tedy zjistit pomocí llength $argv. Další možností je čtení proměnné argc z globálního jmenného prostoru, tedy $::argc. Jméno spuštěného skriptu je v proměnné argv0.

Souborům s programy v jazyce Tcl se obvykle dává přípona .tcl. Aby v Unixu bylo možné pouštět Tcl skripty pouze zadáním jejich jména, je potřeba dát souboru se skriptem právo execute a na jeho začátek přidat první čtyři řádky z následující ukázky:

#!/bin/sh
# -*- tcl -*-
# The next line is executed by /bin/sh, but not tcl \
exec tclsh "$0" ${1+"$@"}

puts "Hello, world!"

První řádek díky konstrukci Shebang zajistí, že se skript začne interpretovat programem /bin/sh; provedením příkazu exec se spustí tclsh, který začne číst soubor se skriptem zase od začátku, ale řádek s příkazem exec považuje za pokračování komentáře z předchozího řádku díky jeho zakončení obráceným lomítkem.

Syntaxe a základní sémantika

Program (skript) v Tcl je tvořen posloupností příkazů. Každý příkaz začíná jménem příkazu, za kterým mohou následovat argumenty (parametry) oddělované od sebe navzájem i od jména příkazu vždy alespoň jednou mezerou nebo tabulátorem. Příkaz je ukončen koncem řádku nebo středníkem. Jména příkazů v Tcl nejsou vyhrazená slova, ani nemají v jazyce žádné zvláštní postavení; jsou to obyčejné, nijak neprivilegované, funkce v knihovně. Příkazy mohou mít proměnný počet argumentů.

příkaz argument1 argument2 ... argumentN

Pokud argumenty obsahují bílé znaky, musí být uzavřeny ve dvojitých uvozovkách nebo ve složených závorkách – pak může být argument i víceřádkový; pokud ale chcete odřádkovat mezi argumenty, je nutné bezprostředně před odřádkování napsat zpětné lomítko.

Symboly se zvláštním významem

• $ – vrací hodnotu proměnné, jejíž jméno je uvedeno za znakem dolar
• [] – závorky včetně obsahu nahradí výstupem Tcl příkazu, který je v závorkách uzavřen
• "" – obsah uvozovek považuje za jediný argument, přitom vyhodnocuje vnořené konstrukce s $, [] a \
• {} – obsah závorek považuje za jediný argument, ale na rozdíl od uvozovek nevyhodnocuje konstrukce se speciální znaky uvnitř
• \ – ruší zvláštní význam následujícího znaku nebo vytváří řídicí znak nebo znak se zadaným kódem
• # – uvozuje komentář, který končí s koncem řádku; lze použít pouze v místě, kde může začínat příkaz

Apostrofy nemají v Tcl žádný zvláštní význam. Kulaté závorky se používají pro přístup k prvkům asociativních polí a pro vyjádření priority v aritmetických výrazech.

Příkaz puts

Příkaz puts vypíše zadaný řetězec (který musí tvořit jedno slovo, proto je vhodné jej vždy uzavírat do uvozovek) následovaný znakem konce řádku, implicitně na standardní výstup (kanál stdout):

puts "Hello, world!"

Pokud puts nemá po vypsání řetězce odřádkovat, je potřeba před řetězcem použít volbu -nonewline:

puts -nonewline "Hodnota proměnné i: "
puts $i

Před vypisovaným řetězcem lze uvést jméno výstupního kanálu (nebo proměnnou, která se odkazuje na soubor):

puts stderr "Chyba!"

Proměnné a příkaz set

Pro přiřazení hodnoty do proměnné slouží příkaz set; pro získání obsahu proměnné je nutné před její jméno napsat znak dolar:

% set x 5
5
% puts "Hodnota proměnné x je $x."
Hodnota proměnné x je 5.

Pokud je příkaz set zadán v příkazovém řádku tclsh (tj. při interaktivním provádění), vypisuje se přiřazovaná hodnota; při provádění programu ne.

Přiřazení hodnoty výrazu do proměnné není tak jednoduché; je potřeba použít příkaz expr a hranaté závorky pro dosazení výsledku příkazu do jiného příkazu:

% set stupnu_Fahrenheita 451
451
% set stupnu_Celsia [expr {($stupnu_Fahrenheita-32)/1.8}]
232.77777777777777

Před otevírací hranatou i složenou závorkou musí být mezera; první odděluje parametry příkazu set, druhá jméno příkazu expr od parametru.

Aby se odlišilo jméno proměnné od okolního textu, lze jej uzavřít do složených závorek ${jmeno}:

% set a 2
2
% set b 3
3
% puts "${a}x$b=[expr {$a*$b}]"
2x3=6

Tcl není staticky typovaný jazyk: každá proměnná může obsahovat hodnotu libovolného typu – např. celé číslo, reálné číslo, řetězec, seznam, jméno příkazu nebo slovník; hodnoty se převádějí na jiné typy podle potřeby automaticky (s omezeními danými syntaxí). Hodnoty jsou ale vždy konstantní (anglicky immutable); operace, které vypadají, že mění hodnoty, ve skutečnosti pouze vrací jinou hodnotu.

Asociativní pole

Asociativní pole je složená datová struktura, ve které se pro přístup k jednotlivým položkám používá klíč, kterým může být libovolný textový řetězec. S prvky asociativních polí se pracuje stejně jako s jednoduchými proměnnými:

set hlavni_mesta(ČR) "Praha"
set hlavni_mesta(Slovensko) "Bratislava"
set hlavni_mesta(Polsko) "Varšava"
set hlavni_mesta(Německo) "Berlín"
set hlavni_mesta(Rakousko) "Vídeň"

set stat Slovensko
puts "Hlavní městem státu $stat je $hlavni_mesta($stat)."

Asociativní pole lze také vytvořit pomocí příkazu array set:

array set hlavni_mesta {
  "ČR"         "Praha"
  "Slovensko"  "Bratislava"
  "Polsko"     "Varšava"
  "Německo"    "Berlín"
  "Rakousko"   "Vídeň"
}

set stat Slovensko
puts "Hlavní městem státu $stat je $hlavni_mesta($stat)."

Oba skripty vypíšou:

Hlavní městem státu Slovensko je Bratislava.

Přítomnost prvku v poli lze testovat příkazem

info exists hlavni_mesta(Antarktis)

který vrací jedničku, pokud existuje zadaný prvek v zadaném poli; jinak vrací nulu.

Asociativní pole (jako celek) nelze vypisovat příkazem puts; lze použít příkaz parray ze standardní knihovny:

% puts $hlavni_mesta
can't read "hlavni_mesta": variable is array
% parray hlavni_mesta
hlavni_mesta(Německo)   = Berlín
hlavni_mesta(Polsko)    = Varšava
hlavni_mesta(Rakousko)  = Vídeň
hlavni_mesta(Slovensko) = Bratislava
hlavni_mesta(ČR)        = Praha

Asociativní pole nelze předávat jako parametry procedur nebo je vracet jako návratové hodnoty funkcí; je možné použít příkazy array set a array get, které provádějí převod mezi asociativním polem a seznamem:

% array get hlavni_mesta
Německo Berlín Polsko Varšava Slovensko Bratislava ČR Praha Rakousko Vídeň

Operátory seskupení

Před provedením každého příkazu Tcl provede vyhodnocení proměnných a vnořených příkazů (tzv. substituce nebo expanze). Substituci lze řídit pomocí operátorů seskupení. Jazyk Tcl má 3 operátory seskupení:

• Uvozovky ""
• Složené závorky {}
• Hranaté závorky []

Operátory seskupení propůjčují jazyku Tcl nezaměnitelný charakter, jsou však zároveň i příčinou, proč se mu mnoho programátorů vyhýbá.

Uvozovky

Uvozovky se chovají stejně jako v mnoha jiných skriptovacích jazycích: vytvářejí řetězec z posloupnosti slov a zároveň nezabraňují expanzi proměnných ani vyhodnocování příkazů zapsaných v hranatých závorkách. Pokud se mají do řetězce vložit uvozovky, je nutné před nimi napsat obrácené lomítko; obrácené lomítko také ruší význam dolaru jako prostředku pro expanzi hodnoty proměnné:

puts "Prvek $i pole \$arr má hodnotu \"$arr($i)\"."

Pokud je v proměnné i hodnota 8, a prvek pole $arr s indexem 8 (indexem může být i řetězec) obsahuje řetězec "osmička", vypíše se

Prvek 8 pole $arr má hodnotu "osmička".

V uvozovkách mají některé posloupnosti začínající znakem obrácené lomítko význam řídicích nebo jiných znaků:

Posloupnost	Význam
\n	Znak nový řádek (line feed)
\r	Znak návrat vozíku (carriage return)
\t	Znak tabelátor (tab)
\v	Znak vertikální tabelátor (vertical tab)
\a	Znak zvonek (bell)
\b	Znak backspace
\0nn	Znak se zadaným kódem (v osmičkové soustavě)
\uHHHH	Unicode znak U+HHHH
\xHH	Znak se zadaným kódem (v šestnáctkové soustavě)

Hranaté závorky

Do hranatých závorek lze zapsat libovolný příkaz Tcl včetně parametrů; příkaz v hranatých závorkách se provede před provedením příkazu, ve kterém je použit, a hranaté závorky se nahradí výstupem, který vyprodukuje. V následujícím příkladu je použit příkaz clock seconds, který vrací počet sekund od 1. 1. 1970 a příkaz clock format, který tento údaj zformátuje podle parametru uvedeného za volbou -format:^[4]

puts "Od 1. ledna 1970 uplynulo [clock seconds] sekund;"
puts "Je rok [clock format [clock seconds] -format "%Y"]."

vypíše

Od 1. ledna 1970 uplynulo 1366380049 sekund;
Je rok 2013.

Jak je vidět, hranaté závorky a uvozovky lze vnořovat.

Nejčastější příkaz, který se píše do hranatých závorek, je příkaz expr, který vyhodnocuje aritmetické výrazy:

set vyraz "1+2+3+4+5+6+7+8+9+10"
set vysledek [expr $vyraz]
puts "Součet $vyraz je $vysledek."

Vypíše

Součet 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10 je 55.

Substituce pomocí hranatých závorek umožňuje použít výsledek jednoho příkazu jako argument dalšího příkazu. Pokud se má vyvolat příkaz jako funkce, která vrací hodnotu, musí se vždy uzavřít do hranatých závorek.

Tcl nepotřebuje operátor pro spojení řetězců, protože stačí jenom zapsat proměnné nebo příkazy v hranatých závorkách za sebe. Na rozdíl od unixových interpretů příkazů vyhodnocuje Tcl každý řetězec pouze jednou (pokud skript přímo nepředepisuje opakované vyhodnocení), což trochu komplikuje interaktivní použití, ale zprůhledňuje chování ve skriptech (např. mezery ve jméně souboru nepůsobí potíže známé z unixových shellů).

Složené závorky

Složené závorky se chovají jako apostrofy v unixových interpretech příkazů a některých skriptovacích jazycích – jejich obsah se bere jako jedno slovo a nijak se neexpanduje (jen se ignoruje konec řádku, před kterým je zpětné lomítko). Složené závorky se mohou používat pro zápis řetězců, které se mají interpretovat přesně tak, jak jsou zapsány, v Tcl však mají mnohem širší použití – pro zápis seznamů a řídicích struktur. Cyklus s testem na začátku se v Tcl zapisuje jako příkaz while, za kterým následují dvě slova – první je podmínka, druhé je tělo cyklu. Tcl nevyžaduje žádné závorky, do kterých by se podmínka a tělo cyklu uzavíralo, ale nejsnazší způsob, jak podmínku i tělo cyklu zapsat jako jedno slovo, je uzavřít je do složených závorek. Díky tomu se zápis while cyklu v Tcl podobá zápisu v jazyce C. Podobným způsobem se zapisuje definice funkce (první parametr za slovem proc je jméno procedury nebo funkce, druhý seznam parametrů, třetí tělo funkce), podmíněný příkaz (první parametr za slovem if je podmínka, druhým seznam příkazů, které se mají provést, je-li podmínka splněna, pak mohou následovat části elseif a else).

Do složených závorek se také uzavírají matematické výrazy vyhodnocované příkazem expr.

Pokud by se v příkazu puts použitém v části „Uvozovky“ nahradily vnější uvozovky složenými závorkami:

puts {Prvek $i pole \$arr má hodnotu \"$arr($i)\".}

výsledný výstup by vypadal značně odlišně; pravděpodobně úplně jinak, než bylo zamýšleno:

Prvek $i pole \$arr má hodnotu \"$arr($i)\".

Pokud jsou složené závorky vnořeny do jiných složených závorek, hranatých závorek nebo uvozovek, chovají se jako normální znak:

puts "Prvek {$i} pole \$arr má hodnotu {$arr($i)}."

vypíše

Prvek {8} pole $arr má hodnotu {osmička}.

Do složených závorek se uzavírají výrazy v příkazu expr, aby se zabránilo dvojí expanzi jména proměnných:

set i 10
set d "\$i"
puts [expr 2*$d]

Řídicí struktury

V Tcl jsou dostupné obvyklé řídicí struktury:

• if elseif else – podmíněný příkaz
• switch – vícecestné větvení
• while – cyklus s testem na začátku
• for – cyklus s řídicí proměnnou
• foreach – cyklus přes prvky seznamu

Díky vynalézavému použití složených závorek je zápis řídicích struktur podobný jako v jazyce C; v Tcl se však do složených závorek píšou nejen příkazy, ale i podmínky. Interpretu Tcl je skutečnosti jedno, jaké operátory seskupení se použijí (a jestli vůbec nějaké). Vyžaduje pouze, aby slova uvozující jednotlivé konstrukce měly správný počet argumentů/parametrů. Například v příkazu cyklu while musí být za jménem příkazu dva argumenty: první je podmínka, druhý tělo cyklu. A nejjednodušším způsobem, jak sdělit Tcl, že určitý text má považovat za jeden parametr, je uzavřít jej do složených závorek. Protože parametry musí být odděleny aspoň jednou mezerou, musí být vně složených závorek (tj. před { a za }) vždy aspoň jeden bílý znak (mezera nebo tabelátor). Otevírací závorka těla cyklu musí být na stejném řádku jako podmínka (nebo musí být předchozí řádek zakončen zpětným lomítkem).

Podmíněný příkaz

Následující program ukazuje syntaxi podmíněného příkazu v Tcl; část else je nepovinná, příkaz může mít libovolný počet částí elseif:

if {$i > 0} {
  puts "$i je kladné číslo"
} elseif {$i == 0} {
  puts "$i je nula"
} else {
  puts "$i je záporné číslo"
}

While cyklus

Následující ukázka použití while příkazu počítá Ludolfovo číslo ${\displaystyle \pi }$ podle vzorce

${\displaystyle \pi =\operatorname {arctg} {\frac {1}{2}}+\operatorname {arctg} {\frac {1}{3}}}$

kde funkce arkus tangens se počítá pomocí Taylorova vzorce

${\displaystyle \operatorname {arctg} x=x-{\frac {x^{3}}{3}}+{\frac {x^{5}}{5}}-{\frac {x^{7}}{7}}+{\frac {x^{9}}{9}}-\ldots }$ (pro ${\displaystyle x<1}$)

set platnych_mist 12
set epsilon "1e-$platnych_mist"
set znam 1.0
set moc2 [expr {1.0/2.0}]
set moc3 [expr {1.0/3.0}]
set n 1
set clen [expr {$moc2+$moc3}]
set suma $clen
while {abs($clen)>$epsilon} {
    incr n 2
    set znam [expr {-$znam}]
    set moc2 [expr {$moc2/4.0}]
    set moc3 [expr {$moc3/9.0}]
    set clen [expr {$znam/$n*($moc2+$moc3)}]
    set suma [expr {$suma+$clen}]
}
puts "Ludolfovo číslo: [format "%.${platnych_mist}G" [expr {4.0*$suma}]]"

Příkaz incr zvětší hodnotu proměnné, která je jeho prvním parametrem, o hodnotu zadanou druhým parametrem (nebo o 1, pokud druhý parametr chybí).

Pro ukončení provádění cyklu lze použít příkaz break.

For cyklus

V případě for cyklu se do vlastních složených závorek dává každý ze tří výrazů, které se v jazyce C píšou do kulatých závorek a oddělují středníky:

for {set i 1} {$i <= 10} {incr i} {
  puts "$i"
}

Pro ukončení provádění cyklu lze použít příkaz break, pro zahájení dalšího průchodu cyklem příkaz continue. V Tcl existuje i příkaz cyklu přes všechny prvky seznamu foreach, který je popsán u seznamů.

Definice funkcí

Funkce se v Tcl definují příkazem proc, za kterým následují dvojí složené závorky; první obsahují seznam parametrů (oddělených mezerami), druhé tělo funkce. Pokud má funkce vracet návratovou hodnotu, lze použít příkaz return (jinak vrací výsledek posledního provedeného příkazu). Naprogramovat výpočet faktoriálu rekurzivně sice není ideální, ale je to možné i v Tcl. Všimněte si, že Tcl umožňuje, aby jméno funkce byl vykřičník:

proc ! {n} {
    if {$n <= 1} {
        set res 1
    } else {
        set res [expr {$n * [ ! [expr {$n - 1}] ]} ]
    }
    return $res
}

for {set n 1} {$n <= 20} {incr n} {
  puts "$n! = [! $n]"
}

Vhodnější výpočet faktoriálu bez rekurze by mohl vypadat takto:

proc ! {n} {
    set res 1
    for {set k 2} {$k <= $n} {incr k} {
        set res [expr {$res*$k}]
    }
    return $res
}

for {set n 1} {$n <= 20} {incr n} {
  puts "$n! = [! $n]"
}

Uživatelem definované funkce se volají stejně jako ostatní příkazy – parametry se píšou za jméno funkce a od jména funkce i sebe navzájem se oddělují mezerami nebo bílými znaky. Proto při volání funkce faktoriál není možné psát (jako v matematice) vykřičník za výraz, z něhož se má faktoriál počítat.

Většina příkazů jazyka Tcl jsou funkce s proměnným počtem parametrů. To platí i o příkazech ve standardní knihovně. Příkaz proc (konstruktor pro vytváření procedur/funkcí) umožňuje definovat implicitní hodnoty pro argumenty, které nebudou použity ve volání procedury, a parametr obsahující všechny argumenty, což umožňuje zpracování proměnného počtu argumentů ve funkcích.

Přístup k globálním proměnným

Proměnné použité mimo funkci nejsou uvnitř funkce viditelné. Pro jejich zpřístupnění lze uvnitř funkce použít příkaz

global proměnná

Modifikace parametrů funkce

Pokud mají být změny hodnot některého z parametrů funkce viditelné i po opuštění funkce, je nutné použít předávání parametrů odkazem. V tcl lze použít následující konstrukci:

# Funkce vrátí kód bytu (0-255) z pozice idx v řetězci buffer a zvětší idx o 1
# Je-li idx >= než délka bufferu, vrátí -1 a idx nezmění
proc get_first_octet {buffer idx} {
    # na parametr idx se budeme odkazovat pomocí $pos
    upvar 1 $idx pos
    if {$pos < [string length $buffer]} {
        binary scan [string index $buffer $pos] c octet
        incr pos
        return [expr {$octet & 0xFF}]
    } else {
        return -1
    }
}

Při volání funkce se na místě parametru předávaného odkazem píše pouze jméno proměnné bez znaku dolar:

set retezec "Abcd"
set i 0
set kod [get_first_octet $retezec i]

Implicitní parametry funkce

Místo posledního nebo několika posledních parametrů v definici funkce mohou být použity dvojice {jméno hodnota}. Ve volání funkce pak mohou tyto parametry chybět. Při vstupu do funkce se jim přiřadí hodnoty uvedené v seznamu parametrů.

Funkce s proměnným počtem parametrů

Pokud se poslední parametr v definici funkce jmenuje args, je možné tuto funkci vyvolat s větším počtem parametrů, než je uvedeno v definici. Parametr args pak bude obsahovat seznam všech zbývajících parametrů, který lze zpracovávat funkcemi uvedenými v části Práce se seznamy.

Funkce vracející více hodnot

Pokud má funkce vracet více hodnot, lze je vrátit v podobě seznamu, který lze zkonstruovat funkcí list:

return [list "Error" "Soubor $filename nelze číst"]

Vrácenou hodnotu lze zpracovávat pomocí funkcí uvedených v části Práce se seznamy.

Funkce s klíčovými parametry

Někdy je potřeba definovat funkce, které pracují s velkým počtem parametrů, ale při konkrétním vyvolání se jich používá jenom několik málo, přičemž uvnitř funkce se za ostatní dosadí vhodné implicitní hodnoty. Pokud lze setřídit parametry od nejpoužívanějších po nejméně používané, může se volání funkcí zkrátit použitím implicitních parametrů. Jinak je lepší rezignovat na přístup, že význam parametru je dán jeho pořadím (poziční parametry), a použít klíčové parametry, kdy se seznam parametrů zadává ve tvaru seznamu dvojic jméno1 hodnota1 jméno2 hodnota2 .... Aby se snadno odlišila jména parametrů od hodnot, používají se často jména začínající znakem minus, podobně jako přepínače (volby) v příkazovém řádku. Pro zpracování klíčových parametrů lze v Tcl použít následující postup:^[5]

proc moje_funkce {args} {
    if {[catch {array set moje_parametry $args} msg]} {
        return $msg
    }
    # Parametry jsou nyní dostupné jako moje_parametry(jméno)
    parray moje_parametry
}

moje_funkce -pocet 3 -retezec "abc"

Funkce parray z knihovny Tcllib vypíše přehledně prvky pole:

moje_parametry(-pocet)   = 3
moje_parametry(-retezec) = abc

Různé příkazy a funkce

Seznam dostupných příkazů (včetně uživatelem nadefinovaných funkcí) lze vypsat příkazem:

join [lsort [info commands]] "\n"

Přestože v Tcl je každá funkce zároveň příkazem a naopak příkaz často vrací nějakou hodnotu – například příkazy incr a append vracejí novou hodnotu použité proměnné – v následujícím textu jsou rozlišovány funkce (které budou v programu použity v hranatých závorkách) od celých příkazů.

Práce se seznamy

Seznam je v tcl libovolný řetězec, v němž jsou jednotlivé prvky odděleny mezerami. Pokud prvky seznamu obsahují mezery, Tcl je uzavírá do složených závorek. Pomocí složených závorek lze velmi jednoduše vytvářet víceúrovňové konstantní seznamy, např.

set slovnicek {
    {{učit} {teach taught taught}}
    {{učit se} {learn {learnt learned} {learnt learned}}}
}

Pro vytváření seznamů obsahujících hodnoty proměnných a výrazů lze použít příkaz list nebo subst.

Jednotlivé prvky lze vybírat pomocí funkce lindex.

• list [ hodnota ... ] – funkce vrací seznam tvořený zadanými prvky; oproti předchozímu příkladu mohou jednotlivé argumenty obsahovat proměnné nebo být tvořeny výrazy
• llength seznam – funkce vrací počet prvků v seznamu – llength "abc 2 xyz" vrací 3; není-li seznam korektním seznamem, skončí chybou unmatched open brace in list
• lindex seznam číslo_prvku – funkce vrací zadaný prvek seznamu (prvky se číslují od 0) – lindex {a b c} 2 vrací c; prvek lze kromě čísla zadat i řetězcem end (konec řetězce) nebo ve tvaru číslo+číslo, číslo-číslo, end+číslo nebo end-číslo (zápis pozice nesmí obsahovat mezery); není-li seznam korektním seznamem, skončí chybou
• lset proměnná index hodnota – příkaz nastaví prvek seznamu se zadaným indexem na zadanou hodnotu
• lreplace seznam n1 n2 [ hodnota ... ] – funkce vrátí seznam, který vznikne ze zadaného seznamu nahrazením prvků n1 až n2 zadanými hodnotami (počet vypouštěných a vkládaných prvků nemusí souhlasit)
• linsert seznam index [ hodnota ... ] – funkce vrátí seznam, do kterého jsou před pozici index vloženy zadané hodnoty
• lappend proměnná [ hodnota ... ] – příkaz připojí zadané hodnoty na konec seznamu v zadané proměnné (a vrátí výsledný seznam); neobsahuje-li proměnná korektní seznam, skončí chybou
• lsearch [ -volby ... ] seznam vzorek – funkce vrátí index prvního prvku seznamu, který vyhovuje zadanému vzorku; s volbou -regexp je vzorek považován za regulární výraz, s volbou -glob za žolíkový výraz, s volbou -exact se provádí přesné porovnání (implicitně řetězců, je-li uvedena navíc volba -integer, pak celých čísel, s volbou -real čísel s pohyblivou řádovou čárkou); není-li vzorek v seznamu, vrátí -1; není-li seznam korektním seznamem, skončí chybou
• split řetězec oddělovač – funkce vrátí seznam tvořený řetězcem rozděleným na části v místech oddělovačů; je-li oddělovač prázdný, vrátí řetězec rozdělený na jednotlivé znaky
• join seznam oddělovač – funkce spojí prvky seznamu pomocí oddělovačů a vrátí jako jeden řetězec
• foreach { seznam jmen proměnných } seznam { příkazy } – příkaz realizující cyklus přes celý seznam; při každém průchodu zpracuje tolik položek seznamu, kolik proměnných je v seznam jmen proměnných a přiřadí je zadaným proměnným; příkazy se provádí opakovaně, dokud se nevyčerpají všechny prvky seznamu; pokud se v posledním průchodu nedostává hodnot pro všechny proměnné, naplní zbytek proměnných prázdnými řetězci; v těle cyklu lze používat příkazy break a continue.

Někdy se používá trik pro uložení několika prvních hodnot seznamu do proměnných pomocí příkazu foreach, jehož tělo je tvořeno příkazem break: například uložení pro uložení prvního prvku seznamu do proměnné var1 a třetího prvku do var3 (druhý prvek, o který nestojíme, se uloží do proměnné -) lze použít příkaz:

foreach {var1 - var3} seznam break

Práce s řetězci

• string length řetězec – funkce vrací délku řetězce; u binárních řetězců vrací délku v bytech, u znakových ve znacích
• string bytelength řetězec – funkce vrací počet bytů použitých pro reprezentaci zadaného řetězce v paměti; pro binární řetězce vrací nesmyslné hodnoty; tato funkce je pravděpodobně pro programování v Tcl zcela nepoužitelná^[6]
• string index řetězec pozice – funkce vrací znak na dané pozici řetězce (číslováno od 0); pozici lze kromě čísla zadat i řetězcem end (konec řetězce) nebo ve tvaru číslo+číslo, číslo-číslo, end+číslo nebo end-číslo (zápis pozice nesmí obsahovat mezery)
• string range řetězec from to – funkce vrací podřetězec od pozice from do pozice to včetně (číslováno od 0); from i to lze zadat stejně jako pozici ve string index
• string first vzorek řetězec [ start ] – funkce vrací pozici prvního výskytu řetězce vzorek v zadaném řetězci od pozice start (číslováno od 0); při neúspěchu vrátí -1
• append proměnná seznam – příkaz spojí všechny prvky seznamu do jednoho řetězce (nic mezi ně nevkládá) a ten připojí na konec obsahu proměnné
• string map mapa řetězec – funkce vrátí řetězec vzniklý z posledního parametru nahrazením podřetězců podle mapy; mapa je seznam dvojic podřetězec náhrada; nahrazuje vždy první nalezený podřetězec, nikoli nejdelší
• string reverse řetězec – funkce vrací zadaný řetězec pozpátku
• string repeat řetězec počet – funkce vrací řetězec vzniklý zadaným počtem opakování zadaného řetězce
• string compare [ -nocase ] [ -length n ] řetězec1 řetězec2 – porovná řetězce a vrátí -1 (řetězec1 je před řetězec2), 0 (řetězce jsou stejné) nebo 1
• od verze Tcl 8.4 lze používat pro porovnávání řetězců infixové operátory eq (je rovno) a ne (není rovno)

Regulární výrazy

• regexp [ volby ] reg_výraz řetězec [ proměnná ... ] – funkce vrátí jedničku, pokud zadaný řetězec vyhovuje regulárnímu výrazu reg_výraz; pokud jsou uvedeny proměnné, uloží se do první podřetězec, na který byl napasován celý regulární výraz, do dalších podřetězce, které byly napasovány na podvýrazy zapsané v reg_výraz v kulatých závorkách; volby mohou být
  • -nocase – nerozlišují se velká a malá písmena;
  • -start pozice – shoda se hledá až od zadané pozice
  • -indices – do proměnných se neukládají podřetězce ale dvojice čísel, udávající počáteční a koncovou pozici v řetězci; podřetězec lze získat pomocí string range řetězec [lindex $pos 0] [lindex $pos 1], kde pos je jméno proměnné, do které byla uložena dvojice pozic, která nás zajímá; pro Tcl od verze 8.5 lze použít string range řetězec {*}$pos; prefix {*} zajistí, že jednotlivá slova z proměnné $pos budou považována za samostatné parametry příkazu string range
• regsub [volby] reg_výraz řetězec náhrada výsledek – funkce vrátí počet úspěšných nahrazení podřetězců vyhovujících reg_výraz v zadaném řetězci výrazem náhrada; do parametru výsledek uloží výsledek nahrazování; nejpoužívanější volbou je -all, která znamená, že se mají nahrazovat všechny nalezené výskyty, jinak se provede náhrada pouze prvního výskytu

Práce se soubory

• open jméno – funkce otevře nebo vytvoří soubor a vrátí manipulátor souboru
• close manipulátor – funkce zavře soubor
• puts [manipulátor] řetězec – příkaz zapíše zadaný řetězec do souboru
• gets manipulátor [proměnná] – funkce načte jeden řádek ze souboru a uloží ho do zadané proměnné, vrátí počet přečtených bytů nebo -1 na konci souboru; není-li uvedeno jméno proměnné vrací načtený řádek – v tomto případě je nutné testovat konec souboru pomocí funkce eof!
• read manipulátor [délka] – funkce načte blok zadané délky ze souboru
• fconfigure [manipulátor] parametry – příkaz nastaví režim práce se souborem (např. nebufferovaný, bez čekání, binární bez konverzí kódování a konců řádků)

Konverze dat

• format formát hodnota [ ... ] – funkce vrací řetězec formát vyplněný v místech formátovacích direktiv zadanými hodnotami – jako funkce sprintf v jazyce C
• scan řetězec formát [proměnná [ ... ]] – funkce načítá z řetězce hodnoty zadané formátem a plní jimi proměnné jako funkce sscanf v jazyce C; vrací počet naplněných proměnných
• binary format formát řetězec – funkce vrací řetězec vzniklý interpretací zadaného řetězce zadaným formátem; binary format B* 0100000101000010 vrací AB, protože 01000001 je binární zápis kódu písmene A a 01000010 binární zápis kódu písmene B
• binary scan vstup formát výstup – příkaz uloží do proměnné $výstup hodnotu vzniklou interpretací vstupu zadaným formátem – binary scan $line B* bitstring uloží do $bitstring binární zápis obsahu proměnné $line; binary scan ABC12 H* output; puts $output vypíše reprezentaci znaků v šestnáctkové soustavě 4142433132
• encoding convertto výstupní_kódování vstup – funkce vrací vstup zkonvertovaný do zadaného kódování
• encoding convertfrom vstupní_kódování vstup – funkce vrací vstup zkonvertovaný ze zadaného kódování – pro konverzi z UTF-16 do UTF-8 je nutné použít [encoding convertto utf-8 [encoding convertfrom unicode $vstup]]

Jmenné prostory

Mechanismus jmenných prostorů vytváří stromovou strukturu, v jejichž různých uzlech jsou identifikátory proměnných a funkcí (příkazů). To umožňuje používat v jednom programu více knihoven současně bez problémů s konflikty ve jménech funkcí a proměnných. Výběr jmenného prostoru identifikátoru se provádí pomocí kvalifikovaných jmen tvaru ::prostor::podprostor::atd::identifikátor, přičemž kvalifikované jméno pro identifikátory v základním (kořenovém) jmenném prostoru je ::identifikátor.

Pro práci se jmennými prostory slouží příkaz namespace, jehož první parametr udává, jaká operace se jmennými prostory se má provést. Pro vytvoření nebo opětovný vstup do jmenného prostoru slouží příkaz namespace eval jméno_prostoru kód, kde kód je libovolná posloupnost příkazů v Tcl. Všechny proměnné a funkce, které budou v rámci příkazu namespace eval jméno_prostoru definovány bez uvedení kvalifikovaného jména, budou patřit do příslušného jmenného prostoru. Při použití nekvalifikovaného jména se identifikátor nejdříve vyhledává v aktuálním jmenném prostoru; není-li v něm nalezen, postup dalšího vyhledávání závisí na tom, o jaký identifikátor se jedná; zatímco proměnné se hledají ještě v kořenovém jmenném prostoru, příkazy se hledají postupně ve všech nadřízených jmenných prostorech aktuálního prostoru. Hierarchické jmenné prostory se vytvářejí vnořenými příkazy namespace eval.

Rozšiřitelnost

V Tcl lze každou funkci chápat jako rozšíření jazyka – příkaz info commands začne vracet, že příkaz příslušného jména existuje. Tímto způsobem lze do starší verze Tcl doimplementovat příkaz, který je dostupný v novějších verzích. Dostupnost příkazu lze testovat pomocí info commands jméno_příkazu nebo namespace which jméno_příkazu.

Zpracování výjimek

Pro ošetření chyb (výjimek) při provádění programu poskytuje Tcl příkaz catch. Konstrukce

catch {skript} jméno_proměnné

se chová podobně jako

set jméno_proměnné [skript]

ale při úspěšném provedení příkazu nebo příkazů v části skript vrací hodnotu 0. V případě, že při provádění skriptu dojde k jakékoli chybě, přiřadí se do zadané proměnné text chyby a příkaz catch vrátí hodnotu 1. Další možnosti využití příkazu catch jsou popsány v dokumentaci.

Následující funkce otestuje, zda lze otevřít spojení na soket na zadané IP adrese a siťovém portu:

proc check_socket {{ip "127.0.0.1"} {port 23}} {
    if { [catch {socket $ip $port} fid ] } {
        puts "Chyba: spojení na $ip:$port nelze otevřít"
    } else {
        puts "OK: spojení na $ip:$port se podařilo otevřít"
        close $fid
    }
}

check_socket {*}$argv

Odkazy

Reference

1. LERDORF, Rasmus. PHP on Hormones – history of PHP presentation by Rasmus Lerdorf given at the MySQL Conference in Santa Clara, California [online]. The Conversations Network, 2007-04-26. Dostupné online. 
2. Windows PowerShell : PowerShell and WPF: WTF. blogs.msdn.com [online]. [cit. 2016-06-15]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2008-12-25. 
3. tclreadline; GNU readline for interactive tcl shells [online]. [cit. 2017-05-09]. Dostupné online. 
4. scripting/syntax, Kapitola: A Little Example.
5. How to create tcl proc with hyphen flag arguments [online]. stackoverflow, 2015-06-29 [cit. 2018-01-24]. Dostupné online. 
6. FELLOWS, Donal. string bytelength [online]. wiki.tcl.tk. Dostupné online. 

Literatura

• An Introduction to Tcl Syntax [online]. [cit. 2022-11-01]. Dostupné online. 

Související články

• Tk (framework)
• Tcl/Tk

Externí odkazy

(anglicky)

• Tcl/Tk Wiki
• Tcl/Tk Home Page
• Úvod do Tcl
• – rozsáhlý text s ukázkami kompletních programů

(česky)

• Seriál o Tcl/Tk na Root.cz
• Seriál TCL základy na Root.cz
• Hubičkova školička

Autoritní data	NKC: ph335369 GND: 4361529-6 LCCN: sh94000154 NLI: 987007558786705171

Portály: Internet