Tcl

Tcl (pronunciado " tickle " o como un acrónimo ^[8] ) es un lenguaje de programación dinámico , interpretado , de propósito general y de alto nivel . Fue diseñado con el objetivo de ser muy simple pero poderoso. ^[9] Tcl convierte todo en el molde de un comando , incluso construcciones de programación como la asignación de variables y la definición de procedimientos. ^[10] Tcl admite múltiples paradigmas de programación , incluidos los estilos orientado a objetos , imperativo , funcional y procedimental .

Se utiliza comúnmente integrado en aplicaciones C , ^[11] para creación rápida de prototipos , aplicaciones con scripts, GUI y pruebas. ^[12] Los intérpretes Tcl están disponibles para muchos sistemas operativos , lo que permite que el código Tcl se ejecute en una amplia variedad de sistemas. Debido a que Tcl es un lenguaje muy compacto, se utiliza en plataformas de sistemas integrados , tanto en su forma completa como en varias otras versiones de tamaño reducido. ^[13]

La popular combinación de Tcl con la extensión Tk se conoce como Tcl/Tk (pronunciado "tickle teak" o como una sigla ) y permite construir una interfaz gráfica de usuario (GUI) de forma nativa en Tcl. Tcl/Tk está incluido en la instalación estándar de Python en forma de Tkinter .

El lenguaje de programación Tcl fue creado en la primavera de 1988 por John Ousterhout mientras trabajaba en la Universidad de California, Berkeley . ^{[14] [15]} Originalmente "nació de la frustración", ^[11] según el autor, con programadores ideando sus propios lenguajes para extender el software de automatización de diseño electrónico (EDA) y, más específicamente, la herramienta de diseño VLSI Magic , que era un enfoque profesional para John en ese momento. ^[16] Más tarde, Tcl ganó aceptación por sí solo. Ousterhout fue galardonado con el premio ACM Software System Award en 1997 por Tcl/Tk. ^[17]

El nombre proviene originalmente de Tool Command Language , pero convencionalmente se escribe Tcl en lugar de TCL . [ 18 ^]

Se celebran conferencias y talleres sobre Tcl tanto en Estados Unidos como en Europa. ^[29] Varias corporaciones, incluida FlightAware ^[30], utilizan Tcl como parte de sus productos.

Las características de Tcl incluyen

• Todas las operaciones son comandos , incluidas las estructuras del lenguaje. Se escriben en notación de prefijo .
• Los comandos comúnmente aceptan una cantidad variable de argumentos (son variádicos ).
• Todo se puede redefinir y anular dinámicamente. En realidad, no hay palabras clave, por lo que incluso se pueden agregar o cambiar estructuras de control, aunque esto no es recomendable.
• Todos los tipos de datos se pueden manipular como cadenas , incluido el código fuente . Internamente, las variables tienen tipos como entero y doble, pero la conversión es completamente automática.
• Las variables no se declaran, sino que se asignan. El uso de una variable no definida genera un error.
• Sistema de objetos totalmente dinámico basado en clases , TclOO, que incluye características avanzadas como metaclases, filtros y mixins . ^[31]
• Interfaz basada en eventos para sockets y archivos . También son posibles eventos definidos por el usuario y basados ​​en tiempo.
• La visibilidad de las variables está restringida al ámbito léxico (estático) de manera predeterminada, pero uplevelpermite upvarque los procedimientos interactúen con los ámbitos de las funciones que las encierran.
• Todos los comandos definidos por el propio Tcl generan mensajes de error sobre uso incorrecto.
• Extensibilidad , a través de C , C++ , Java , Python y Tcl.
• Lenguaje interpretado mediante bytecode
• Soporte completo para Unicode (3.1 al principio, actualizado periódicamente), publicado por primera vez en 1999.
• Expresiones regulares ^[21]
• Multiplataforma : API de Windows , Unix , Linux , Macintosh , etc.
• Integración estrecha y multiplataforma con la interfaz de ventanas ( GUI ) Tk .
• Existen múltiples mecanismos de distribución:
  • Versión de desarrollo completa (para Windows, por ejemplo, ActiveState Tcl, consulte [1])
  • Tclkits (un único archivo ejecutable que contiene un tiempo de ejecución de script completo, de solo unos 4 megabytes de tamaño), Starkits (mecanismo de envoltura para entregar una aplicación de forma autónoma, sin instalación y altamente portátil) y Starpacks (combine Starkit con Tclkit para producir un Starpack: un único archivo ejecutable específico de la plataforma, ideal para una fácil implementación)
  • El intérprete Jim, una implementación de Tcl de tamaño reducido
  • Código fuente de libre distribución bajo licencia BSD . ^[32]

Safe-Tcl es un subconjunto de Tcl que tiene características restringidas para que los scripts de Tcl no puedan dañar la máquina o aplicación que los aloja. ^[33] El acceso al sistema de archivos está limitado y se evita la ejecución de comandos arbitrarios del sistema. Utiliza un modelo de intérprete dual con el intérprete no confiable ejecutando código en un script no confiable. Fue diseñado por Nathaniel Borenstein y Marshall Rose para incluir mensajes activos en el correo electrónico. Safe-Tcl se puede incluir en el correo electrónico cuando se admiten las funciones application/safe-tcl y multipart/enabled-mail . Desde entonces, la funcionalidad de Safe-Tcl se ha incorporado como parte de las versiones estándar de Tcl/Tk. ^{[34] [35]}

La sintaxis y la semántica de Tcl están cubiertas por doce reglas ^[36] conocidas como Dodekalogue. ^[37]

Un script Tcl consta de una serie de invocaciones de comandos. Una invocación de comando es una lista de palabras separadas por espacios en blanco y terminadas con una nueva línea o punto y coma. La primera palabra es el nombre de un comando, que puede estar integrado en el lenguaje, encontrarse en una biblioteca disponible o definirse en el propio script. Las palabras siguientes sirven como argumentos del comando:

commandName argumento1 argumento2 ... argumentoN

El siguiente ejemplo utiliza el comando puts (abreviatura de "put string") para mostrar una cadena de texto en la consola del host:

pone "¡Hola, mundo!" 

Esto envía la cadena "¡Hola, mundo!" al dispositivo de salida estándar junto con un carácter de nueva línea adjunto.

Las variables y los resultados de otros comandos se pueden sustituir en cadenas, como en este ejemplo que utiliza los comandos set y expr para almacenar el resultado de un cálculo en una variable (tenga en cuenta que Tcl no utiliza =como operador de asignación) y luego utiliza puts para imprimir el resultado junto con un texto explicativo:

# expr evalúa la cadena de texto como un 
conjunto  de expresiones suma [expr 1 + 2 + 3 + 4 + 5 ] pone "La suma de los números 1..5 es $suma".  
 

El #carácter introduce un comentario . Los comentarios pueden aparecer en cualquier lugar donde el intérprete espere un nombre de comando.

# con llaves, la sustitución de variable se realiza mediante expr 
set  x 1 set sum [expr { $x + 2 + 3 + 4 + 5 }]; # $x no se sustituye antes de pasar el parámetro a expr; # expr sustituye 1 por $x mientras evalúa la expresión puts "La suma de los números 1..5 es $sum." ; # la suma es 15 
            
                                     
  

# sin llaves, la sustitución de variable ocurre en el sitio de definición (alcance léxico) 
set  x 2 set op * set y 3 set res [expr $x$op$y ]; # $x, $op y $y se sustituyen, y la expresión se evalúa como 6 puts "$x $op $y es $res." ; # $x, $op, $y y $res se sustituyen y se evalúan como cadenas 
  
  
    
  

Como se ve en estos ejemplos, existe una construcción básica en el lenguaje: el comando. Los mecanismos de comillas y las reglas de sustitución determinan cómo se procesan los argumentos de cada comando.

Se produce una sustitución especial antes del análisis de cualquier comando o argumento. Si el carácter final de una línea (es decir, inmediatamente antes de una nueva línea) es una barra invertida, entonces la combinación de barra invertida y nueva línea (y cualquier espacio o tabulación inmediatamente después de la nueva línea) se reemplaza por un solo espacio. Esto proporciona un mecanismo de continuación de línea , por medio del cual las líneas largas en el código fuente pueden pasar a la siguiente línea para comodidad de los lectores.

Continuando con el procesamiento normal de argumentos, una palabra que comienza con un carácter de comillas dobles ( ") se extiende hasta el siguiente carácter de comillas dobles. Por lo tanto, una palabra de este tipo puede contener espacios en blanco y punto y coma sin que esos caracteres se interpreten como si tuvieran un significado especial (es decir, se tratan como caracteres de texto normales). Una palabra que comienza con un carácter de llave de apertura ( {) se extiende hasta el siguiente carácter de llave de cierre ( }). Dentro de las llaves se suprimen todas las formas de sustitución, excepto la eliminación de nueva línea con barra invertida mencionada anteriormente. Las palabras que no están encerradas en ninguna de las construcciones se conocen como palabras simples.

En palabras simples y entre comillas dobles, pueden ocurrir tres tipos de sustitución:

• La sustitución de comandos reemplaza el contenido de los corchetes balanceados con el resultado de evaluar el script que se encuentra dentro. Por ejemplo, [expr 1+2+3]se reemplaza por el resultado de evaluar la expresión contenida (en este caso, 6).
• La sustitución de variables reemplaza el nombre de una variable precedida por un signo de dólar con el contenido (o valor) de la variable. Por ejemplo, $foose reemplaza por el contenido de la variable llamada "foo". El nombre de la variable puede estar entre llaves para separarlo del texto posterior en casos que de otro modo serían ambiguos (por ejemplo, ${foo}ing).
• La sustitución de barra invertida reemplaza una barra invertida seguida de una letra por otro carácter. Por ejemplo, \nse reemplaza por una nueva línea.

La sustitución se realiza de izquierda a derecha en un solo escaneo de cada palabra. El texto sustituido no se escaneará nuevamente para posibles sustituciones posteriores. Sin embargo, puede aparecer cualquier cantidad de sustituciones en una sola palabra.

Desde Tcl 8.5 en adelante, cualquier palabra puede tener como prefijo {*}, lo que hace que la palabra se divida en sus subpalabras constituyentes a los efectos de construir la invocación del comando (similar a la ,@secuencia de la función quasiquote de Lisp ).

Como consecuencia de estas reglas, el resultado de cualquier comando puede usarse como argumento para cualquier otro comando. Nótese que, a diferencia de los shells de comandos de Unix , Tcl no vuelve a analizar ninguna cadena a menos que se le indique explícitamente que lo haga, lo que hace que el uso interactivo sea más complicado, pero el uso con scripts más predecible (por ejemplo, la presencia de espacios en los nombres de archivo no causa dificultades).

El signo de igualdad simple ( =) no cumple ninguna función especial en el lenguaje. El signo de igualdad doble ( ==) es la prueba de igualdad que se utiliza en contextos de expresión como el exprcomando y en el primer argumento de if. (Ambos comandos son parte de la biblioteca estándar; no tienen un lugar especial en la biblioteca y se pueden reemplazar si se desea).

La mayoría de los comandos Tcl, especialmente en la biblioteca estándar, son variádicos , y proc(el constructor para procedimientos de comandos con script) permite definir valores predeterminados para argumentos no especificados y un argumento general para permitir que el código procese una cantidad arbitraria de argumentos.

Tcl no tiene tipos estáticos: cada variable puede contener números enteros, flotantes, cadenas, listas, nombres de comandos, diccionarios o cualquier otro valor; los valores se reinterpretan (sujetos a restricciones sintácticas) como otros tipos según demanda. Sin embargo, los valores son inmutables y las operaciones que parecen cambiarlos en realidad solo devuelven un nuevo valor.

Los comandos más importantes que hacen referencia a la ejecución de programas y operaciones con datos son:

• setEscribe un nuevo valor en una variable (crea una variable si no existía). Si se utiliza con un solo argumento, devuelve el valor de la variable dada (debe existir en este caso).
• procdefine un nuevo comando, cuya ejecución da como resultado la ejecución de un script Tcl determinado, escrito como un conjunto de comandos. returnse puede utilizar para devolver inmediatamente el control al llamador.

Los comandos de control de ejecución habituales son:

• ifejecuta el cuerpo del script dado (segundo argumento), si se cumple la condición (primer argumento). Puede ir seguido de argumentos adicionales a partir de elseifla condición y el cuerpo alternativos, o elsedel bloque complementario.
• whilerepite la ejecución del cuerpo del script dado, siempre que la condición (primer argumento) permanezca satisfecha
• foreachejecuta el cuerpo dado donde a la variable de control se le asignan los elementos de la lista uno por uno.
• foratajo para inicializar la variable de control, la condición (como en while) y la declaración adicional "próxima iteración" (comando ejecutado después de ejecutar el cuerpo)

Los comandos de bucle anteriores se pueden controlar adicionalmente mediante los siguientes comandos:

• breakinterrumpe la ejecución del cuerpo y regresa del comando de bucle
• continueinterrumpe la ejecución del cuerpo, pero el control se devuelve al comando de bucle. For whilesignifica repetir el bucle, for fory foreach, retomar la siguiente iteración.
• returninterrumpe la ejecución del cuerpo actual sin importar qué tan profundo esté dentro de un procedimiento, hasta alcanzar el límite del procedimiento, y devuelve el valor dado al llamador.

• exprPasa el argumento a un intérprete de expresión independiente y devuelve el valor evaluado. Tenga en cuenta que el mismo intérprete se utiliza también para la expresión "condicional" ify los comandos de bucle.
• listCrea una lista que incluye todos los argumentos o una cadena vacía si no se especifica ningún argumento. El lindexcomando se puede utilizar en el resultado para volver a extraer los argumentos originales.
• arraymanipula variables de matriz .
• dictmanipula diccionarios (desde 8.5), que son listas con un número par de elementos donde cada dos elementos se interpretan como un par clave/valor.
• regexpcoincide con una expresión regular con una cadena.
• regsubRealiza sustituciones basadas en la coincidencia de patrones de expresiones regulares.
• upleveles un comando que permite ejecutar un script de comando en un ámbito distinto del ámbito más interno actual en la pila.
• upvarcrea un enlace a una variable en un marco de pila diferente.
• namespacele permite crear, acceder y destruir contextos separados para comandos y variables.
• applyaplica una función anónima (desde 8.5).
• coroutine, yield, y yieldtocrear y producir valores a partir de corrutinas (desde 8.6).
• tryLe permite atrapar y procesar errores y excepciones.
• catchLe permite capturar retornos excepcionales.
• zlibProporciona acceso a las funciones de compresión y suma de comprobación de la biblioteca Zlib (desde 8.6).

uplevelpermite que un script de comando se ejecute en un ámbito distinto del ámbito más interno actual en la pila. Debido a que el script de comando puede llamar por sí mismo a procedimientos que utilizan el comando de nivel superior , esto tiene el efecto neto de transformar la pila de llamadas en un árbol de llamadas. ^[38]

Originalmente se implementó para permitir que los procedimientos Tcl reimplementaran comandos integrados (como for , if o while ) y aún tuvieran la capacidad de manipular variables locales . Por ejemplo, el siguiente script Tcl es una reimplementación del comando for (omitiendo el manejo de excepciones ):

proc  para { initCmd testExpr advanceCmd bodyScript } { uplevel 1 $initCmd establecer testCmd [ lista expr $testExpr ] mientras {[uplevel 1 $testCmd ]} { uplevel 1 $bodyScript uplevel 1 $advanceCmd } }     
      
        
        
          
          
    

upvarorganiza que una o más variables locales en el procedimiento actual hagan referencia a variables en una llamada de procedimiento envolvente o a variables globales . El comando upvar simplifica la implementación de la llamada de procedimiento por nombre y también facilita la creación de nuevas construcciones de control como procedimientos Tcl. ^[39]

Un comando decr que funciona como el comando integrado increxcepto que resta el valor de la variable en lugar de sumarlo:

proc  decr { varName { decremento 1 }} { upvar 1 $varName var
 incr var [expr { -$decrement }] }    
              

Tcl 8.6 agregó un sistema de objetos dinámicos integrado, TclOO, en 2012. ^[31] Incluye características como:

• Sistema de objetos basado en clases. Esto es lo que la mayoría de los programadores esperan de OO.
• Permite la personalización por objeto y la redefinición dinámica de clases.
• Meta-clases
• Filtros
• Mezclas
• Un sistema para implementar métodos de formas personalizadas, de modo que los autores de paquetes que quieran formas significativamente diferentes de realizar una implementación de método puedan hacerlo de forma bastante sencilla.

oo :: clase  crear  fruta { método comer {} { pone "¡delicioso!" } } oo :: clase crear plátano { superclase fruta
 constructor {} { mi variable pelado
 establecer pelado 0 } método pelar {} { mi variable pelado
 establecer pelado 1 pone "sin piel" } método comestible ? {} { mi variable pelado
 devolver $pelado } método comer {} { si { ! [ mi comestible ? ]} { mi cáscara
 } siguiente } } poner b [ plátano nuevo ] $b comer → imprime "sin piel" y "¡delicioso!" fruta destruir
 $b comer → error "comando desconocido" 
       
         
    

   
           
                    
    
       
                    
         
    
       
                   
    
       
           
                     
        
    

   
                    
                   

Tcl no tenía sintaxis orientada a objetos (OO) hasta 2012, ^[31] por lo que surgieron varios paquetes de extensión para permitir la programación orientada a objetos. Están muy extendidos en el código fuente de Tcl existente. Las extensiones más populares incluyen:

• Incremento de Tcl
• XOTcl
• Eso es
• resoplido
• agacharse

TclOO no solo se agregó para construir un sistema orientado a objetos sólido, sino también para permitir que los paquetes de extensión construyan abstracciones orientadas a objetos usándolo como base. Después del lanzamiento de TclOO, incr Tcl se actualizó para usar TclOO como base. ^[27]

El servidor web Tcl es una implementación puramente Tcl de un servidor de protocolo HTTP. Se ejecuta como un script sobre un intérprete Tcl estándar.

Apache Rivet es un sistema de programación de código abierto para Apache HTTP Server que permite a los desarrolladores utilizar Tcl como lenguaje de scripting para crear aplicaciones web dinámicas. Rivet es similar a PHP , ASP y JSP . Rivet fue desarrollado principalmente por Damon Courtney, David Welton, Massimo Manghi, Harald Oehlmann y Karl Lehenbauer . Rivet puede utilizar cualquiera de los miles de paquetes Tcl disponibles públicamente que ofrecen innumerables funciones como interacción con bases de datos (Oracle, PostgreSQL, MySQL, SQLite, etc.) o interfaces para aplicaciones populares como GD Graphics Library .

Tcl interactúa de forma nativa con el lenguaje C. ^[40] Esto se debe a que originalmente fue escrito para ser un marco para proporcionar una interfaz sintáctica para los comandos escritos en C, y todos los comandos en el lenguaje (incluyendo cosas que de otra manera podrían ser palabras clave , como ifo while) se implementan de esta manera. A cada función de implementación de comando se le pasa una matriz de valores que describen los argumentos (ya sustituidos) del comando, y es libre de interpretar esos valores como crea conveniente.

Los simuladores de lógica digital a menudo incluyen una interfaz de scripting Tcl para simular los lenguajes de hardware Verilog , VHDL y SystemVerilog .

Existen herramientas (por ejemplo, SWIG , Ffidl) para generar automáticamente el código necesario para conectar funciones C arbitrarias y el entorno de ejecución de Tcl, y Critcl hace lo contrario, permitiendo incrustar código C arbitrario dentro de un script Tcl y compilarlo en el entorno de ejecución en una DLL .

El lenguaje Tcl siempre ha permitido la creación de paquetes de extensión que brindan funciones adicionales, como una interfaz gráfica de usuario, automatización de aplicaciones basada en terminales, acceso a bases de datos, etc. Las extensiones más utilizadas son:

Gracias

La extensión Tcl más popular es el kit de herramientas Tk , que proporciona una biblioteca de interfaz gráfica de usuario para una variedad de sistemas operativos . Cada GUI consta de uno o más marcos . Cada marco tiene un administrador de diseño.

Esperar

Otra de las extensiones de Tcl muy populares es la extensión Expect . La estrecha relación que existía desde el principio entre Expect y Tcl es en gran medida la responsable de la popularidad de Tcl en áreas de uso prolíficas, como las pruebas de Unix, donde Expect se utilizó (y todavía se utiliza) con mucho éxito para automatizar sesiones de Telnet, SSH y seriales para realizar muchas tareas repetitivas (es decir, la creación de scripts de aplicaciones que antes eran solo interactivas). Tcl era la única forma de ejecutar Expect, por lo que Tcl se volvió muy popular en estas áreas de la industria.

Azulejo/Ttk

Tile/Ttk ^[41] es una colección de widgets de estilos y temas que puede reemplazar la mayoría de los widgets en Tk con variantes que son verdaderamente nativas de la plataforma a través de llamadas a la API de un sistema operativo . Los temas cubiertos de esta manera son Windows XP , Windows Classic, Qt (que se conecta a las bibliotecas del entorno X11 KDE ) y Aqua (Mac OS X). También se puede construir un tema sin estas llamadas utilizando definiciones de widget complementadas con mapas de píxeles de imágenes . Los temas creados de esta manera incluyen Classic Tk, Step, Alt/Revitalized, Plastik y Keramik. En Tcl 8.4, este paquete se conoce como Tile, mientras que en Tcl 8.5 se ha incorporado a la distribución principal de Tk (como Ttk).

Entradas

Tix, la extensión de interfaz Tk, es un conjunto de componentes de interfaz de usuario que amplían las capacidades de las aplicaciones Tcl/Tk y Python. Es un paquete de software de código abierto mantenido por voluntarios del grupo de proyecto Tix y publicado bajo una licencia de estilo BSD. ^[42]

Itcl/IncrTcl

Itcl es un sistema de objetos para Tcl, y normalmente se denomina [incr Tcl] (esa es la forma de incrementar en Tcl, similar al nombre C++).

Tcllib

Tcllib es un conjunto de paquetes con scripts para Tcl que se pueden utilizar sin necesidad de realizar pasos de compilación.

Tklib

Tklib es una colección de módulos de utilidad para Tk y un complemento de Tcllib.

tDOM

tDOM es una extensión Tcl para analizar XML, basada en el analizador Expat

TclTLS

TclTLS es una extensión OpenSSL de Tcl.

TclUDP

La extensión TclUDP ^[43] proporciona una biblioteca simple para soportar sockets de Protocolo de datagramas de usuario (UDP) en Tcl.

TWAPI

TWAPI (Tcl Windows API) es una extensión de Tcl que proporciona enlaces a la API de Windows.

Bases de datos

Tcl Database Connectivity (TDBC), parte de Tcl 8.6, es una interfaz de acceso a bases de datos común para scripts de Tcl. Actualmente admite controladores para acceder a bases de datos MySQL , ODBC , PostgreSQL y SQLite . Se planean más para el futuro. El acceso a bases de datos también se admite a través de extensiones específicas de bases de datos, de las cuales hay muchas disponibles. ^[44]

• Caída de huevo
• Esperar
• TclX
• Escritorio de Tk
• Comparación de los entornos de desarrollo integrados de Tcl
• Comparación de lenguajes de programación
• Lista de lenguajes de programación
• Módulos de entorno

• Sitio web oficial
• Fuentes de Tcl, sitio web principal para descargar el código fuente de Tcl y Tk
• Wiki de Tcler
• Documentos Tk