Tcl/Tk快速入门

 #!/usr/bin/tclsh# filename hello2.tcl# This program code shows # metacharacter usageputs stdout "Hello, World! /a"puts stdout {Hello, World! /a}set Pints 6set Days 7puts stdout "The answer to the /universe is [eval $Pints * $Days]!/n"***~/tcltk$ ./hello2.tclHello, World!Hello, World! /aThe answer to everything is 42!

元字符是在 Tcl/Tk 环境的上下文中有特殊含意的字符或字符对，它们包括分组语句、封装字符串、终止语句以及其它，如下表所示。左边列出的代码中演示了一些元字符。要注意的一个特殊特性是，当使用花括号（防止替代和扩展）代替双引号时，输出中的差异。

#!/usr/bin/tclsh## Demonstrate global variables# and backslash substitutionif {$argc >= 1} { set N 1 foreach Arg $argv { puts stdout "$N: $Arg/n" set N [expr $N + 1] if {$Arg == "ring"} { puts stdout "/a" } }} else { puts stdout "$argv0 on / X display $env(DISPLAY)/n"}***~/tcltk$ ./hello3.tcl./hello3.tcl on X Display :0.0~/tcltk$ ./hello3.tcl ring1: ring

当 Tcl/Tk 脚本开始运行时，存在几个全局变量（如果在当前环境中为非空，则是预先定义的）。这些变量允许如下对操作系统进行访问：argc 是对脚本自变量的计数，而不是对调用的名称进行计数。 argv 是自变量的列表（不是数组）。argv0 是调用的文件名（可以是符号链接）。env 是根据当前外壳的环境变量名建立下标的数组。ERRORCode 存储有关最近的 Tcl 错误信息，errorInfo 包含对这同一个错误事件的堆栈跟踪。该列表还有另外 12 个 tcl_xxx 变量，从 tcl_interactive 到 tcl_version。可以在 Tcl/Tk in a Nutshell 中找到好的总结，（有关更多信息，请参阅本教程末尾的“参考资料”）。

在左边的样本代码中，使用了其中几个变量以及（又一次）使用了一些反斜杠引用的字符（/n 和 /a）。 / char 允许替代非打印 ASCII 字符。这对于 UNIX 下的许多脚本语言和外壳环境都是常见的。如表中说明的那样，对于没有定义替代的反斜杠引用的字符只被简单地回送到输出。

~/tcltk$ cat maths.tcl#!/usr/bin/tclsh## Demonstrate operators and# math functionsset PI [expr 2 * asin(1.0)]if {$argc == 3} { set X [lindex $argv 0] set Y [lindex $argv 1] set Rad [lindex $argv 2] set Dist [expr sqrt(($X*$X)+($Y*$Y))] set Cir [expr 2*$PI*$Rad] set Area [expr $PI*$Rad*$Rad] puts stdout "distance = $Dist" puts stdout "Circumference = $Cir" puts stdout "Area = $Area"} else { puts stdout "Wrong argument count!" puts stdout "Needs X, Y, and Radius"}********~/tcltk$ ./maths.tcl 3 4 5Distance = 5.0Circumference = 31.4159265359Area = 78.5398163397

Tcl 支持一组标准的运算符和数学函数。这些运算符包括算术、位和逻辑运算符，可以通过 expr 命令使用常规的运算符优先次序规则进行求值。另外，考虑到 Tcl 的实质是面向字符串的脚本语言，所以对一些数学函数进行了合理的补充：

• 三角函数包括 cos(x)、acos(x)、cosh(x)、sin(x)、asin(x)、sinh(x)、tan(x)、atan(x)、atan2(y, x)、tanh(x) 和 hypot(x, y)。与这些函数相关的单位是弧度。
• Log 函数是 exp(x)、log(x) 和 log10(x)。
• 算术函数是 ceil(x)、floor(x)、fmod(x, y)、pow(x, y)、abs(x)、int(x)、double(x) 和 round(x)。
• rand() 和 srand(x) 是处理随机数的函数。

左边这个示例使用了其中一些运算符和函数来计算指定点到原点之间的距离，并返回给定半径的圆的周长和面积。另外，在这个示例中，使用列表下标（lindex）命令来访问 $argv 的个别元素。

...## parse command line switchesset Optimize 0set Verbose0foreach Arg $argv {switch -glob -- $Arg {-o* {set Optimize 1}-v* {set Verbose 1}default {error "Unknown $Arg"}}}set LineCount 0while {[gets stdin Line] >= 0} {# to confuse Vanna White...Remove_Vowels $Line /$Optimize $Verboseincr LineCount}return LineCount...

Tcl 中的循环命令是 while、for 和 foreach。条件（转移）命令是 if/then/else/elsif 和 switch。上述命令的限定语句是 break、continue、return 和 error。最后，catch 命令提供了错误处理能力。

if/then/else/elsif 已在前面几屏中演示过。在正式语法中会用到 then，但通常会省略掉它。

在左边这个示例中，foreach 结构给 switch 命令提供命令行自变量。当处理自变量时（注意：不正确的输入会终止脚本，因为还没有实现处理错误的 catch），while 循环通过为每一行调用过程并同时对行计数器加 1 来处理输入。代码段结束时，返回处理的行数。

~/tcltk$tclsh% set Phrase "hello, world!"hello, world!% string toupper $PhraseHELLO, WORLD!% string totitle $PhraseHello, world!% string match ello $Phrase0% string match *ello* $Phrase1% string length $Phrase14 % APPend Phrase "Nice day, eh?"hello, world!Nice day, eh?% string toupper $PhraseHELLO, WORLD!NICE DAY, EH? % string wordend $Phrase 712

字符串是 Tcl 中的基本数据类型。string 命令实际上是一组命令，这些命令都是属于 string 的。在使用中，正如在左边的示例中所看到，string 读取的方式非常象来自 OOP 编程特定对象方法的应用程序。

表示信息的 string 命令是 length 和 bytelength（可以有所不同，这取决于字符集）。返回布尔值（1 或 0）的比较是 compare、equal 和 match。这里的模式匹配是由“文件名替换”（简单类型的匹配通常与外壳操作相关）完成。还可以通过独特的 regex 和 regsub 命令来使用“高级正规表达式”。

在 Tcl 中执行 index、last、first、wordend 和 wordstart 命令可以实现下标功能。字符串修改是由 tolower、toupper、totitle、trim、trimleft、trimright、replace 和 map 来处理的。后者需要预先定义一个字符映射表。用 range 抽取子字符串，用 repeat 多次输出字符串。

可以使用 append 命令，将文本添加到现有变量中。通过使用与 C 语言的 printf 命令相同的样式和约定，format 命令可用来生成输出字符串。scan 对字符串进行解析并将值赋值给变量。最后，从 Tcl 8.0 开始，用 binary format 和 binary scan 命令添加了将二进制数据作为字符串处理的功能（因而能够处理空字符，而不会失败）。

~/tcltk$ tclsh% set c1 {Bob Carol}Bob Carol% set c2 [list Ted Alice]Ted Alice% set Party1 [list $c1 $c2]{Bob Carol} {Ted Alice}% set Party2 [concat $c1 $c2]Bob Carol Ted Alice % linsert $Party1 1 Richard{Bob Carol} Richard {Ted Alice}%

列表在 Tcl 中有两个主要用途。我们已经在通过 foreach 命令（在 Tcl 中的循环和分支中找到）处理命令行自变量的环境中看到第一个用途。第二个用途是动态地构建 Tcl 命令的元素，可以在本教程后面看到使用 eval 命令来执行这种用途。

list 命令接受它的所有自变量并将它们返回在一个列表环境中。自变量可以是值或变量。在左边这个示例中，可以手工创建列表，或可将其它列表视作自变量来使用列表（从而保存第一个“Party”的两对方向）。或者，concat 命令用于将两个或多个列表合并到顶级项的单个实体，返回第二个更有趣的“Party”。

其它一些有用的列表命令及其语法是：

• llength $List — 返回顶级项的计数结果。
• lindex $List n — 返回已建立下标的项，从 0 开始计数。
• lrange $List i j — 返回列表元素的范围。
• lappend $List item... — 将项附加到列表。
• linsert $List n item... — 在列表中的指定位置上插入一项或多项，向下移列表中的其它项。

其余列表命令还包括 lreplace、lsearch 和 lsort。split 命令将字符串作为输入并生成经过正确解析的列表，并且在指定的字符处断开字符串。join 执行相反操作，接受列表元素并将它们串在一起，用 joinstring 分隔它们。

~/tcltk$ tclsh% set People(friend) TomTom% set People(spouse) MarciaMarcia% set People(boss) JackJack% array names Peoplefriend boss spouse% set Person $People(friend)Tom% array get Peoplefriend Tom boss Jack spouse Marcia% set People(friend) / [concat $People(friend) Bob]Tom Bob% set Person $People(friend)Tom Bob %

理解 Tcl 数组的捷径是，将它们视作与 Perl 散列相同的东西。Tcl 数组不是用数字建立下标的线性数据结构，除非选择对数据强加那种解释。尽管带空格的字符串需要用引号括起或需要一个变量引用，但下标（或键）可以是任何字符串。

正如一般的变量一样，使用 set 命令初始化数组，如左边所示。圆括号内是给出的下标部分。请注意，圆括号不象花括号或双引号那样提供分组。一旦初始化为数组，就不能将变量作为单一变量来访问。如左边列表底部所示，数组元素也可以是列表。

#!/usr/bin/tclsh## Demonstrate Data structures# using procedural wrappersproc UserAdd { Acct rName eMail phone } { global uData if {[info exists uData($Acct,rname)]} { return 1 } set uData($Acct,rname) $rName set uData($Acct,email) $eMail set uData($Acct,phone) $phone return 0}puts stdout [UserAdd bpb/ Brian [email protected] 555-1212]puts stdout [Useradd tom/ Tom [email protected] 555-1212]puts stdout [UserAdd bpb/ Brian [email protected] 555-1212] ******~/tcltk$ ./datas.tcl001

除简单的多维数组以外，通常建议用已专门用于过程接口的数组来实现 Tcl 数据结构。从结构的使用者角度来看，虽然这种设计隐藏了具体实现细节，但提供了执行重要的错误检查能力。

左边这个示例中，在将 uData 声明为全局变量后，代码执行检查，以查看帐户是否已经不存在。如果存在，则过程返回（非零）错误消息。这个返回可以用于切换到生成错误文本输出。对于本例，我们简单地提供三个连续输入，其中包括一次重复输入。这会产生如示例底部所示的输出，“1”表示由于一个重复的帐户名称而引起的一个错误返回，这是我们有意这样做的。

其它可能的数据结构包括数组列表、已链接或双重链接的数组或其中的各种排列。因为 Tcl 8.0 所具有的列表重实现提供了不变的访问次数，所以数组列表结构相当有效。

~/tcltk$ tclsh% file exists hello3.tcl1% file executable testit0% file pathtype ./hello3.tclrelative% set dir1 homehome% set dir2 brianbrian% set dir3 tcltktcltk% file join /$dir1 dir2 dir3/home/dir2/dir3 % file delete testit~%

文件和路径操作是跨平台环境中具有挑战性的问题。对于主机 OS，Tcl 使用 UNIX 路径名（缺省情况下，用‘/’字符分隔）和本机路径名结构。即使当程序内的数据构造正确时，也很难确保用户输入与系统需求匹配。file join 命令用于将 UNIX 格式转换成本机路径名。其它路径字符串命令包括 file split、dirname、file extension、nativename、pathtype 和 tail。

在它扮演的“工具控制语言”角色中，Tcl 有许许多多种内部文件测试和操作功能。每条命令都以 file 开始，正如 file exists name 中一样。其它测试命令（它们都返回布尔值）包括 executable、isdirectory、isfile、owned、readable 和 writable。

文件信息和操作（再提醒您一次，所有都是以 file 开始）是通过 atime、attributes、copy、delete、lstat、mkdir、mtime、readlink、rename、rootname、size、stat 和 type 来完成。请注意，在 windows 或 Mac 环境中运行一些文件信息命令时，可能会返回未定义的数据，因为例如在那些文件系统中没有表示索引节点和符号（和硬）链接数据。

使用 file ... 命令而不使用通过 exec 的本机命令的好处在于，前者会提供一个可移植接口。

整个文档只简单地着重于 Tcl 语言的这一部分。然而，在您“品尝”完左边这个 tclsh 示例中这些命令的味道并对此感到满足之后，然后请继续阅读本教程结尾部分列出的“参考资料”。

~/tcltk$ tclsh% nslookup orbdesigns.comServer: 192.168.1.3Address: 192.168.1.3#53Name: orbdesigns.comAddress: 64.81.69.163% set d [date]Sun Mar 25 13:51:59 PST 2001% puts stdout $d% set d [exec date]Sun Mar 25 13:52:19 PST 2001% puts stdout $dSun Mar 25 13:52:19 PST 2001******% if [catch {open foo r} Chan] { puts stdout "Sorry, Dave.../n"}% gets $ChanOne% gets $ChanTwo% eof $Chan0% close $Chan%

exec 命令用于显式地执行外部命令。在 Linux 下，当 Tcl 处于交互方式时，可以直接运行大多数外部命令，如左边示例所示。用 exec 运行时，会将程序的 stdout 输出返回到 Tcl，而不是返回到屏幕，这允许将数据赋值给变量。当程序在后台启动时，立即返回的值是程序的 PID。exec 程序可以充分利用 UNIX 环境中的 I/O 重定向和管道。

其它进程命令有 exit（终止正在运行的 Tcl 脚本）和 pid（返回当前或指定进程的 PID），对于出于各种目的的情况，这非常便利。Tcl 不合并任何本机进程控制命令，但可以将 exec 命令与 PID 数据一起使用来实现许多任务。

文件操纵使用下列命令：open、close、gets、puts、read、tell、seek、eof 和 flush。如左边所示，在文件打开命令期间 catch 命令对错误检查是有用的。当在遇到新的一行字符之前需要打印程序输出时，如在用户数据提示符中，使用 flush 来写输出缓冲区。

另外一个功能（在受支持的环境中）是以打开文件的方式打开管道的能力。例如，用 set Channel [open "|sort foobar" r] 打开管道通道后，第一个 gets 的输出将是“Eight”（文件数据“One”到“Ten”的输出在 10 个单独的行上按字母顺序排列）。

~/tcltk$ cat input01.txt1 + 24 + 57 - 9~/tcltk$ tclsh% set InFile [open input01.txt r]file3% while {[gets $InFile Op] >= 0} { set Operation "expr $Op" set Result [eval $Operation] puts stdout "$Op = $Result/n"}1 + 2 = 34 + 5 = 97 - 9 = -2%

在这个示例中，您可以感到 eval 命令的强大功能。在正常情况下，Tcl 解释器以一遍方式（one-pass）操作：它首先对输入的命令行（可能延伸在几个物理行上）进行解析，并执行任何替代。然后开始执行，除非找到不正常或残缺命令。eval 允许第二遍方式（second pass）（或许更精确地讲，是预通过（pre-pass））。因而，可以先动态构造 Tcl 命令，然后进行解析并执行它。

在左边的列表中，输入文件由三行组成，每行都显示了一种算术运算。调用 tclsh 后，文件以只读方式打开并与 $InFile 变量相关联。while 循环每次将一行读入到 $Op 中。然后，通过预先计划将 expr 映射到 $Op 变量来构造整个 Tcl 命令。然后，扩展，求值，从而分配结果。最后，在 stdout 上显示每步操作和结果。

虽然该样本演示了相对琐细的 eval 应用程序，但从概念上讲，可以根据已知语法的输入文件的输入，很容易地将它扩展为动态文件和／或目录处理，或扩展为对文件类型、许可权、访问时间或任何种类的可测试元素的基本操作。

#!/usr/local/bin/expect --# ftp-rfc <rfc-number># ftp-rfc -index# retrieves an rfc (or the index) from uunetexp_version -exit 5.0if {$argc!=1} { send_user "usage: ftp-rfc /[#] /[-index]/n" exit}set file "rfc$argv.Z"set timeout 60spawn ftp ftp.uu.netexpect "Name*:"send "anonymous/r"expect "Password:"send "[email protected]/r"expect "ftp>"send "binary/r"expect "ftp>"send "cd inet/rfc/r"expect "550*ftp>" exit "250*ftp>"send "get $file/r"expect "550*ftp>" exit "200*226*ftp>"closewaitsend_user "/nuncompressing file - wait.../n"exec uncompress $file

在介绍 Expect 之前，请先研究左边的示例。它只是对在标准 Expect 源代码分发版的示例目录中的版本略加修改而得到的，所有示例都在这个目录下。让我们看一下代码……

这个程序使 UUNet 档案文件中 IETF RFC（request for comment）文档的 FTP 检索自动化。脚本的第一行调用 Expect 外壳。注意，我已经给出了可执行文件的完整路径名。这是最安全的，因为很难知道任何给定用户的路径环境。该脚本先检查 Expect 版本，然后打印用法消息，除非给出正确的自变量数目。

接下来，设置 timeout 值，在下一行产生的 FTP 会话无法正确连接时，防止 Expect 脚本锁住系统资源。脚本的其余部分大多数是几组 expect／send 命令对。每个 expect 命令等待来自产生程序（在本例中是 ftp）的指定输出，后 send 正确响应。注意，在 cd 和 get 指令之后有两个 ftp 错误代码的陷阱。对于每种情况，错误代码 550 与第一个条件匹配，如果为真，则脚本存在。否则，执行 250 代码（表示成功），expect 进入下一条命令。

接收文档之后，脚本向 ftp 会话发出 close 命令。wait 命令挂起脚本处理，直到 ftp 终止为止。最后，脚本将给用户发送一个消息，对已下载的 RFC（或 rfc 下标）进行解压，然后隐式退出（缺省情况下）。

#!../expect -f# wrapper to make passwd(1) be non-interactive# username is passed as 1st arg, passwd as 2ndset password [lindex $argv 1]spawn passwd [lindex $argv 0]expect "password:"send "$password/r"expect "password:"send "$password/r"expect eof

Expect（作为语言，‘E’大写）有四个关键命令。第一个是 expect（命令，小写‘e’），如果找到匹配，它搜索模式并执行命令。对于每条 expect 命令，可以有几个组，每个组都是由选项标志、与之匹配的模式以及要执行的命令或命令主体组成。缺省情况下，expect“侦听”SDTOUT 和 STDERR，直到找到匹配或 timeout 期满为止。

缺省情况下，使用 Tcl 的字符串匹配设施来匹配模式，它实现文件名替换，类似于 C 外壳模式匹配。-re 标志调用 regexp 匹配，-ex 表明必须是精确匹配，不带通配符或变量扩展。expect 的其它可选标志包括 -i 和 -nocase，前者表示要监控产生的进程，后者强迫在匹配之前将进程输出变为小写。对于完整的说明，在命令提示符下输入 man expect ，以查看 Expect 的系统手册页面文档。

第二个重要命令是 send，它用于为由 Expect 脚本正在监控的进程生成输入。send 合并选项以发送给指定的产生的过程（-i），缓慢地发送（-s，例如，在串行通信中，为了不使缓冲区溢出）以及其它几个选项。

#!/usr/local/bin/expect # Script to enforce a 10 minute break # every half hour from typing -# Written for someone (Uwe Hollerbach) # with Carpal tunnel Syndrome.# If you type for more than 20 minutes # straight, the script rings the bell # after every character until you take # a 10 minute break.# Author: Don Libes, NIST# Date: Feb 26, '95spawn $env(SHELL)# set start and stop timesset start [clock seconds]set stop [clock seconds]# typing and break, in secondsset typing 1200set notyping 600interact -nobuffer -re . { set now [clock seconds] if {$now-$stop > $notyping} { set start [clock seconds] } elseif {$now-$start > $typing} { send_user "/007" } set stop [clock seconds]}

左边是称为 carpal 的脚本，它也是来自源代码 Expect 分发版的另一个示例。

spawn 是用于创建新进程的 Expect 命令。它已经出现在我们使用过的每个示例中。在左边，它把路径拖到缺省外壳可执行文件并产生新实例。在这样做时，spawn 返回一个进程标识（在变量 spawn_id 中设置）。这可以在脚本中保存并设置，这给予了 expect 进程控制能力。

interact 是 Expect 用来打开用户与产生进程之间通信的命令。-nobuffer 标志将与模式匹配的字符直接发送给用户。-re 告诉 interact 将接下来的模式用作标准正规表达式，‘.’是与输入时每个字符匹配的模式。在交互方式中，缺省情况下，Expect 的 STDOUT 和 STDERR 流的重定向也返回给用户。

#!/usr/bin/tclsh## Demonstrate procedures and# global scoping brieflyset PI [expr 2 * asin(1.0)]proc circum {rad} {global PIreturn [expr 2.0 * $rad * $PI]}proc c_area {rad} {global PIreturn [expr $rad * $rad * $PI]}set rad 3puts stdout "Area of circle of/radius $rad is [c_area $rad],/n/the circumference is/[circum $rad]./n"*********~/tcltk$ ./protest.tclArea of circle of radius 3 is 28.2743338823,the circumference is 18.8495559215.

proc 命令定义 Tcl 过程。一旦定义后，就可以象内置的 Tcl 命令那样调用或使用它。另外，可以用缺省值定义这些参数；例如，将左边的定义更改为读取 proc c_area { {rad 1} } 。这将调用没有参数的 c_area 过程，并返回单位圆的面积。

所使用的 rename 命令正如它的字面含意一样，为现有命令或过程提供新名称。使用 rename 有两个明显的原因。第一个原因是，通过重命名原有过程，然后用相同名称的过程替换它，来给现有命令添加功能。过程可以调用原过程，必要时可以添加一些需要的功能。使用 rename 的第二个原因是，映射一个不存在的命令，例如，象 rename exec {}; 一样，可以防止用户执行外部命令。