Tcl 中的过程
在本教程的这一部分中，我们将介绍 Tcl 过程。
过程是包含一系列命令的代码块。 在许多编程语言中，过程都称为函数。 对于程序仅执行一个特定任务，这是一种良好的编程习惯。 程序为程序带来了模块化。 正确使用程序会带来以下优点：
- 减少代码重复
- 将复杂的问题分解成更简单的部分
- 提高代码的清晰度
- 重用代码
- 信息隐藏
过程有两种基本类型：内置过程和用户定义的过程。 内置过程是 Tcl 核心语言的一部分。 例如，rand()，sin()和exp()是内置程序。 用户定义的过程是使用proc关键字创建的过程。
proc关键字用于创建新的 Tcl 命令。 术语过程和命令通常可以互换使用。
我们从一个简单的例子开始。
#!/usr/bin/tclsh
proc tclver {} {
set v [info tclversion]
puts "This is Tcl version $v"
}
tclver
在此脚本中，我们创建一个简单的tclver过程。 该过程将打印 Tcl 语言的版本。
proc tclver {} {
使用proc命令创建新过程。 {}字符表明该过程没有参数。
{
set v [info tclversion]
puts "This is Tcl version $v"
}
这是tclver过程的主体。 它在我们执行tclver命令时执行。 该命令的正文位于大括号之间。
tclver
通过指定其名称来调用该过程。
$ ./version.tcl
This is Tcl version 8.6
样本输出。
过程参数
参数是传递给过程的值。 过程可以采用一个或多个参数。 如果过程使用数据，则必须将数据传递给过程。
在下面的示例中，我们有一个采用一个参数的过程。
#!/usr/bin/tclsh
proc ftc {f} {
return [expr $f * 9 / 5 + 32]
}
puts [ftc 100]
puts [ftc 0]
puts [ftc 30]
我们创建一个ftc程序，将华氏温度转换为摄氏温度。
proc ftc {f} {
该过程采用一个参数。 该程序的主体将使用其名称f。
return [expr $f * 9 / 5 + 32]
我们计算摄氏温度值。 return命令将值返回给调用方。 如果该过程未执行显式返回，则其返回值是在过程主体中执行的最后一条命令的值。
puts [ftc 100]
执行ftc过程。 它以 100 为参数。 这是华氏温度。 返回的值由puts命令使用，该命令将其打印到控制台。
$ ./fahrenheit.tcl
212
32
86
示例的输出。
接下来，我们将有一个接受两个参数的过程。
#!/usr/bin/tclsh
proc maximum {x y} {
if {$x > $y} {
return $x
} else {
return $y
}
}
set a 23
set b 32
set val [maximum $a $b]
puts "The max of $a, $b is $val"
maximum过程将两个值的最大值相减。
proc maximum {x y} {
该方法有两个参数。
if {$x > $y} {
return $x
} else {
return $y
}
在这里，我们计算哪个更大。
set a 23
set b 32
我们定义了两个要比较的变量。
set val [maximum $a $b]
我们计算两个变量的最大值。
$ ./maximum.tcl
The max of 23, 32 is 32
这是maximum.tcl脚本的输出。
可变数量的参数
一个过程可以接受和处理可变数量的参数。 为此，我们使用特殊的args参数。
#!/usr/bin/tclsh
proc sum {args} {
set s 0
foreach arg $args {
incr s $arg
}
return $s
}
puts [sum 1 2 3 4]
puts [sum 1 2]
puts [sum 4]
我们定义一个sum过程，将其所有参数加起来。
proc sum {args} {
sum过程具有一个特殊的args参数。 它具有传递给该过程的所有值的列表。
foreach arg $args {
incr s $arg
}
我们遍历列表并计算总和。
puts [sum 1 2 3 4]
puts [sum 1 2]
puts [sum 4]
我们调用sum过程 3 次。 在第一种情况下，它采用 4 个参数，在第二种情况下为 2，在最后一种情况下为 4。
$ ./variable.tcl
10
3
4
variable.tcl脚本的输出。
隐式参数
Tcl 过程中的参数可能具有隐式值。 如果未提供显式值，则使用隐式值。
#!/usr/bin/tclsh
proc power {a {b 2}} {
if {$b == 2} {
return [expr $a * $a]
}
set value 1
for {set i 0} {$i<$b} {incr i} {
set value [expr $value * $a]
}
return $value
}
set v1 [power 5]
set v2 [power 5 4]
puts "5^2 is $v1"
puts "5^4 is $v2"
在这里，我们创建一个power过程。 该过程具有一个带有隐式值的参数。 我们可以使用一个和两个参数来调用该过程。
proc power {a {b 2}} {
第二个参数b具有隐式值 2。如果仅提供一个参数，则power过程会将a的值返回到幂 2。
set v1 [power 5]
set v2 [power 5 4]
我们用一个和两个参数调用幂过程。 第一行计算 5 的幂 2。第二行计算 5 的幂 4。
$ ./implicit.tcl
5^2 is 25
5^4 is 625
示例的输出。
返回多个值
return命令将一个值传递给调用方。 通常需要返回多个值。 在这种情况下，我们可以返回一个列表。
#!/usr/bin/tclsh
proc tworandoms {} {
set r1 [expr round(rand()*10)]
set r2 [expr round(rand()*10)]
return [list $r1 $r2]
}
puts [tworandoms]
puts [tworandoms]
puts [tworandoms]
puts [tworandoms]
我们有一个tworandoms程序。 它返回 1 到 10 之间的两个随机整数。
set r1 [expr round(rand()*10)]
计算一个随机整数并将其设置为r1变量。
return [list $r1 $r2]
借助list命令返回两个值。
$ ./tworandoms.tcl
3 7
1 3
8 7
9 9
样本输出。
递归
在数学和计算机科学中，递归是一种定义函数的方法，其中所定义的函数在其自己的定义内应用。 换句话说，递归函数调用自身以完成其工作。 递归是解决许多编程任务的一种广泛使用的方法。 递归是诸如 Scheme，OCalm 或 Clojure 之类的函数式语言的基本方法。
递归调用在 Tcl 中有一个限制。 递归调用不能超过 1000 个。
递归的典型示例是阶乘的计算。 阶乘n!是所有小于或等于 n 的正整数的乘积。
#!/usr/bin/tclsh
proc factorial n {
if {$n==0} {
return 1
} else {
return [expr $n * [factorial [expr $n - 1]]]
}
}
# Stack limit between 800 and 1000 levels
puts [factorial 4]
puts [factorial 10]
puts [factorial 18]
在此代码示例中，我们计算三个数字的阶乘。
return [expr $n * [factorial [expr $n - 1]]]
在factorial过程的主体内部，我们使用修改后的参数调用factorial过程。 该过程将自行调用。
$ ./recursion.tcl
24
3628800
6402373705728000
这些就是结果。 如果我们尝试计算 100 的阶乘，则会收到“嵌套求值过多”的错误。
作用域
在过程内部声明的变量具有过程作用域。 名称的作用域是程序文本的区域，在该区域内可以引用名称声明的实体而无需对该名称进行限定。 在过程内部声明的变量具有过程作用域； 它也称为本地作用域。 该变量仅在此特定过程中有效。
#!/usr/bin/tclsh
proc test {} {
puts "inside procedure"
#puts "x is $x"
set x 4
puts "x is $x"
}
set x 1
puts "outside procedure"
puts "x is $x"
test
puts "outside procedure"
puts "x is $x"
在前面的示例中，我们在测试过程的内部和外部定义了一个x变量。
set x 4
puts "x is $x"
在测试过程中，我们定义了x变量。 该变量具有局部作用域，仅在此过程内有效。
set x 1
puts "outside procedure"
puts "x is $x"
我们在过程外部定义x变量。 它具有全球作用域。 变量没有冲突，因为它们具有不同的作用域。
$ ./scope.tcl
outside procedure
x is 1
inside procedure
x is 4
outside procedure
x is 1
示例的输出。
可以在过程内部更改全局变量。
#!/usr/bin/tclsh
proc test {} {
upvar x y
puts "inside procedure"
puts "y is $y"
set y 4
puts "y is $y"
}
set x 1
puts "outside procedure"
puts "x is $x"
test
puts "outside procedure"
puts "x is $x"
我们定义一个全局x变量。 我们在测试过程中更改变量。
upvar x y
我们使用upvar命令通过名称y引用全局x变量。
set y 4
我们为本地y变量分配一个值，并更改全局x变量的值。
$ ./scope2.tcl
outside procedure
x is 1
inside procedure
y is 1
y is 4
outside procedure
x is 4
从输出中我们可以看到测试过程更改了x变量。
使用global命令，我们可以从过程中引用全局变量。
#!/usr/bin/tclsh
proc test {} {
global x
puts "inside test procedure x is $x"
proc nested {} {
global x
puts "inside nested x is $x"
}
}
set x 1
test
nested
puts "outside x is $x"
在上面的示例中，我们有一个测试过程以及在该测试过程中定义的嵌套过程。 我们从这两个过程中都引用了全局x变量。
global x
puts "inside test procedure x is $x"
使用global命令，可以引用在测试过程之外定义的全局x变量。
proc nested {} {
global x
puts "inside nested x is $x"
}
可以创建嵌套过程。 这些是在其他过程中定义的过程。 我们使用global命令引用全局x变量。
test
nested
我们称之为测试过程及其嵌套过程。
$ ./scope3.tcl
inside test procedure x is 1
inside nested x is 1
outside x is 1
示例的输出。
在 Tcl 教程的这一部分中，我们介绍了 Tcl 过程。
