Tcl概览

Tcl的设计理念与shell类语言很接近，都是基于文本的动态语言，甚至比bash之类语法更简单。除了字符串和文件处理方面的shell传统强项外，Tcl的事件机制又方便了打造图形用户界面和网络应用。Tcl适合用于快速原型开发、测试、包装界面和粘合，还有嵌入式系统的应用。

Tcl虽然比较低调，但还是有不少应用，以下网页罗列了一些： http://wiki.tcl.tk/37389

运行Tcl程序##

在主流GNU/Linux发行版中，很可能已经预装好Tcl/Tk。如果没有也可用常规方式轻易地安装。

REPL

和许多动态语言一样，可以方便地交互式使用Tcl，用命令tclsh即可启动。

默认命令提示符为“% ”。通过把输出提示符的Tcl脚本放到变量 tcl_prompt1 和 tcl_prompt2 可改变每个命令首行和余下行的提示符。

用文件结束符（通常通过按ctrl-D）可离开。

运行文件

如果命令存至一文件中，可以用以下命令运行它们并提供参数：

tclsh [encoding name] fileName arg  ...

字符“\032” (“\u001a”, control-Z)，会导致提早退出，需用该字符请转义。

脚本

脚本（假设tclsh路径为/usr/bin/tclsh）应以

#!/usr/bin/tclsh

或

#!/bin/sh
# the next line restarts using tclsh \
exec tclsh "$0" ${1+"$@"}

开始，且文件应设为可执行。后一方式好处在于不用写死tclsh的路径。

语法总结##

一个 Tcl 脚本是一个包含一个或多个命令的字符串。除了象后面描述的那样被引用之外，分号和换行是命令分隔符。除了被引用之外，右方括号在命令替换期间是命令终结符。

命令的求值分两步。 首先，Tcl 解释器把命令分解成字并按下面描述的那样完成替换。对所有命令都以同样的方式进行替换。第一个字用于定位完成这个命令的一个命令过程，接着命令的所有的字被传递给命令过程。命令过程以它喜欢的任何方式自由的解释命令的字，如一个整数、变量名、列表、或Tcl 脚本。不同的命令以不同的方式解释它们的字。

一个命令的字由空白(不包括作为命令分隔符的换行)来分隔。

如果一个字的第一个字符是双引号则字终结于下一个双引号字符。如果是分号，右方括号，或空格字符(包括换行)出现在引号之间则被作为普通的字符对待并包含在字里。象下面描述的那样，在引号之间的字符上进行命令替换、变量替换、和反斜杠替换。双引号不会作为字的一部分而保留。

如果一个字的第一个字符是左花括号，则字终结于相匹配的右花括号。花括号在字中嵌套:对于每个额外的左花括号都必须有一个对应的右花括号(但是，如果在一个字中的左括号或右括号被用一个反斜杠引用起来则在匹配右花括号时不计在内)。除了下面描述的反斜杠-换行替换之外，在花括号之间的字符上不进行替换，对分号、换行、右方括号、或白空格不做特殊的解释。字由外侧的花括号之间的字符精确地组成，不包括花括号自身。

如果一个字包含一个左方括号，则 Tcl 进行命令替换。为此将递归调用 Tcl 解释器来把左方括号后面的字符作为一个 Tcl 脚本处理。脚本可以包含任意数目的命令并且必须用一个右方括号来终结。脚本的结果(即最后的一条命令的结果)将被替换到字中方括号和它们中间所有字符的位置上。在一个单一的字中可以有任意数目的命令替换。在由花括号包起来的字上不进行命令替换。

如果一个字包含一个美元符，则 Tcl 进行变量替换:字中的美元符号和跟随的字符被一个变量的值所替换。接受下面几种形式的变量替换:

一个单一的字中可以有任意数目的变量替换。在由花括号包起来的字上不进行命令替换。

如果在一个字中出现一个反斜杠则发生反斜杠替换。除了下面描述的这些情况之外，反斜杠被删除，跟随的字符被作为普通字符对待。这就允许在字中包含象双引号、右方括号、和美元符号等字符而不触发特殊的处理。下表列出的要特殊处理的反斜杠序列 ，跟着的是每个序列被替换成的值。

除了前面描述的反斜杠-换行，在由花括号包起来的字上不进行反斜杠替换。

如果一个升音符 ‘#’出现在 Tcl希望是一个命令的第一个字的地方,则升音符和其后面跟随的、一直到下一个换行的所有字符，被作为一个注释对待并被忽略。注释字符只有出现在一个命令开始时才有意义。

每个字符作为建立的一个命令的某个字的一部分，被 Tcl解释器精确的处理一次。例如，如果发生了变量替换则在变量的值上不进行进一步的替换；值被原封不动的插入字中。如果发生了命令替换则嵌套的命令被对 Tcl 解释器的递归调用整个的处理；在做递归调用之前不进行替换并且对嵌套的脚本的结果不进行额外的替换。

替换不影响一个命令的字边界。例如，即使变量的值包含空格，在变量替换期间变量的整个的值成为一个单一的字的一部分。

常用命令

表达式

expr命令用于求值表达式：

expr arg ?arg arg ...?

所有参数被串接后作为表达式求值并返回结果。Tcl表达式由运算数、运算符、圆括号、逗号和空白组成。

运算数

• 整数，可以是十进制、二进制（带前缀0b）、八进制（带前缀0o或0）、十六进制（带前缀0x）
• 浮点数，除了通常格式还有字符串Inf和NaN
• 布尔值
• 变量名（前缀$）
• 双引号包围的字符串，进行变量、命令和转义代换
• 花括号包围的字符串
• 方括号包围的命令，它将被求值
• 数学函数（abs、acos、asin、atan、atan2、bool、ceil、cos、cosh、double、entier、exp、floor、fmod、hypot 、int、isqrt、log、log10、max、min、pow、rand、round、sin、sinh、sqrt、srand、tan、tanh、wide）

运算符

大多为左结合，优先级由高到低为：

除了条件运算符，其它也可以作命令用，只用加前缀::tcl::mathop::。

变量

Tcl中变量在首次赋值时创建，不用声明，也没有类型（可存任何值）。

其中，若varName有左圆括号且终于右圆括号，则表示数组元素，首个左圆括号前为数组名，被括的则为下标。

控制结构

过程

proc命令用于创建过程：

proc name args body

参数name为命令名，参数args为命令的形参列表，参数body为过程体（一个Tcl脚本）。过程体中的return命令则结束过程并返回return的参数。

然后可以用刚过程名作命令调用过程，调用时过程体会被运行（可用形参名访问命令的对应参数）。

apply命令可用于调用匿名过程，其语义相当于：

proc apply {fun args} {
    set len [llength $fun]
    if {($len < 2) || ($len > 3)} {
         error "can't interpret \"$fun\" as anonymous function"
    }
    lassign $fun argList body ns
    set name ::$ns::[getGloballyUniqueName]
    set body0 {
         rename [lindex [info level 0] 0] {}
    }
    proc $name $argList ${body0}$body
    set code [catch {uplevel 1 $name $args} res opt]
    return -options $opt $res
}

也就是说，apply命令的首个参数给出匿名过程（由参数列表、体和可选的名字空间组成的列表），其余参数则是传给匿名过程的参数。

分支

if命令的语法和语义与其它语言类似，其中then和else都是可选的：

if expr1 ?then? body1 elseif expr2 ?then? body2 elseif ... ?else? ?bodyN?

首个求值为真的expr对应的body被求值并返回之，没有则求值bodyN（如有，不然返回空字符串）并返回之。

注意，在Tcl中，数0和字符串false与no表示假，其它数和字符串true与yes表示真。

switch命令则简化了基于模式匹配的多路分支：

switch ?options? string pattern body ?pattern body ...?

switch ?options? string {pattern body ?pattern body ...?}

首个匹配string的pattern对应的body被求值并返回之，最后一个pattern若为default则总匹配，没有匹配则返回空字符串。

其中options可以有：

循环

while命令的语法和语义与其它语言类似：

while test body

每次迭代前求值test（正常应当是用花括号包围的表达式），若真则求值body，否则退出循环。退出循环时返回空字符串。

for命令的语法和语义与C/C++/Java语言类似：

for start test next body

首先求值start，每次迭代前求值test（正常应当是用花括号包围的表达式），若非零则求值body再求值next，否则退出循环。退出循环时返回空字符串。

foreach命令可以遍历一个列表：

foreach varname list body

依次对list的每个元素求值body，body中可用变量名varname访问元素。

foreach命令还可以遍历多个列表：

foreach varlist1 list1 ?varlist2 list2 ...? body

每次迭代中，依次对各varlist中变量赋以对应list的未被遍历的元素，求值body，直到所有list没有未被遍历的元素。

另外，在循环体中continue命令会通过抛出异常来中止当前最内层迭代，在循环体中break命令会通过抛出异常来中止当前最内层循环。

异常

throw命令用于抛出异常：

throw type message

其中type为方便机读的列表（应从一般到特殊），message为方便人读的错误信息。

error命令也行：

error message ?info? ?code?

catch命令用于求值Tcl脚本并捕捉异常：

catch script ?resultVarName? ?optionsVarName?

• 若有异常在求值script时被抛出，则有关信息保存到变量resultVarName（如有），返回选项字典保存到变量optionsVarName（如有，含-code、-level，TCL_ERROR还有 -errorinfo、-errorcode、-errorline、-errorstack），返回非零的整数异常代码（1、2、3、4分别表示TCL_ERROR、TCL_RETURN、TCL_BREAK、TCL_CONTINUE）。
• 否则，结果保存到变量resultVarName。

try命令用于求值Tcl脚本并捕捉和处理异常：

try body ?handler...? ?finally script?

首先求值body，按情况调用首个合适的handler指定的脚本，最后运行script。其中handler形如on code variableList script（匹配异常代码code）或trap pattern variableList script（匹配-errorcode以pattern为前缀的TCL_ERROR），variableList的首变量（如有）赋为求值结果或供人读的错误信息，次变量（如有）赋为选项字典。

数据结构

Tcl中的各种数据都可表示为字符串。

字符串处理

其中字符串中指标形如N、end-N、end+N、M+N、M-N之一，M、N均为整数，end表示末字符。

列表处理

列表的字符串表示为由空格分隔的若干字，各字依次为各元素的字符串表示。

数组处理

数组（散列表）的字符串表示为由空格分隔的若干字，各字依次为各条目的键和值。

字典处理

字典（树）的字符串表示为由空格分隔的若干字，各字依次为各条目的键和值。

二进制数据处理

系统管理

文件管理

I/O

|命令|用途| |:—|:—| |open fileName ?access ?permissions??|创建一个基于文件fileName的通道。其中access形如b?[rwa]+?，其中b、r、w、a、+分别表示非文本、读、写、追加、不存在时新建空文件，默认为r。又或为元素取自RDONLY、WRONLY、RDWR、APPEND、BINARY、CREAT、EXCL、NOCTTY、NONBLOCK、TRUNC的列表。permissions为整数掩码形式的权限，默认为0666。| |socket ?options? host port|创建一个基于网络连接客户端套接字的通道。其中可用选项有-myaddr addr、-myport port、-async。| |socket -server command ?options? port|创建一个基于网络连接服务器端套接字的通道，对每个连接以参数新通道、客户端主机、客户端主机端口号调用command。其中可用选项有-myaddr addr。| |chan blocked channelId|返回上一个输入操作是否被阻塞| |chan close channelId ?direction?|关闭通道。其中direction为read或write| |chan configure channelId ?optionName? ?value? ?optionName value?...|读取或设置通道属性| |chan copy inputChan outputChan ?-size size? ?-command callback?|把inputChan至多size字节变换到outputChan。-command导致后台执行。| |chan create mode cmdPrefix|创建一个以cmdPrefix列表为处理器的通道。其中mode为read或write组成的列表。| |chan eof channelId|返回通道是否已到末尾。| |chan event channelId event ?script?|设置或取得事件处理器。其中event为readable或writable| |chan flush channelId|清洗输出缓冲区| |chan gets channelId ?varName?|读一行到变量varName| |chan names ?pattern?|返回通道列表| |chan pending mode channelId|返回已缓存的字节数| |chan pipe|返回一个管道的读、写通道列表| |chan pop channelId|取消最上层转换| |chan postevent channelId eventSpec|提示eventSpec列表（由read或write组成）中事件发生。| |chan push channelId cmdPrefix|加入上层转换| |chan puts ?-nonewline? ?channelId? string|把string写入通道。-nonewline则在后面加换行。| |chan read channelId ?numChars?|读至多numChars个字符| |chan read ?-nonewline? channelId|读字符串| |chan seek channelId offset ?origin?|设置当前位置。其中origin为start、current或end。| |chan tell channelId|当前位置的已读字节数，不支持则返回-1| |chan truncate channelId ?length?|设置最大字节数|

进程管理

日期时间

杂项

其中event可为整数(正数指定事件编号、非正指定以当前为0的相对编号，如-1表示上一命令)或字符串（表示最近以之开首或按string match匹配的命令）。

本文未涉及命令

• 作用域。 global、uplevel、upvar、namespace、variable
• 包。 package、pkg::create、pkg_mkIndex
• I/O。fileevent、http、zlib
• 面向对象。oo::class、oo::copy、oo::define、oo::objdefine、oo::object、my、self、next、nextto
• 平台相关。platform、platform::shell、registry、dde
• 调试工具。memory、tcltest、trace、info
• 杂项Tcl工具。auto_execok、auto_import、auto_load、auto_mkindex、auto_qualify、auto_reset、tcl_findLibrary、parray、tcl_endOfWord、tcl_startOfNextWord、tcl_startOfPreviousWord、tcl_wordBreakAfter、tcl_wordBreakBefore、tcl::prefix、tm、subst、load、unload、safe、bgerror、interp、unknown

全局变量

一些变量在Tcl中有特殊意义，可以从它们得到有用信息，但没事最好不要改它们。

其它包

Tk包提供图形界面支持。Tk现在比Tcl还要常见，很多Perl、Python、Ruby程序都依赖于它。msgcat包可提供国际化支持。

thread包提供线程支持。

tdbc包提供SQL数据库接口，其实现包括tdbc::mysql、tdbc::odbc、tdbc::postgres、tdbc::sqlite3。

总结

Tcl和很多脚本语言一样，相当灵活，做一件事有多种可考虑的方式。例如Tcl/Tk内置的命令已经显示出不一致性：

• 有时用command为回调参数，有时则用script和变量名为参数（后者导致扭曲的作用域机制）
• 有时用面向对象的方式设子命令，有时则用更命令式的方式

作为脱水语言，动态弱类型提供了一些便捷性，也沿袭了shell类语言的脆弱性（和Scheme比很明显）。Tcl的成就主要归于其内置命令比一般的shell丰富和扩展包特别是Tk。