Crazy Rebel: викификация, оформление

Crazy Rebel — Fri, 12 Dec 2008 09:37:34 GMT

викификация, оформление

Новая статья

: '''Tcl''' Нестандартное программирование

=Tcl Нестандартное программирование=

: Хотите взлететь повыше, чем ''C'' и ''Perl''? '''Майк Сондерс''' открывает новую серию публикаций о менее известных, но не менее интересных языках программирования...

Вы строчили на ''C'', баловались с ''Basic'' и программировали на ''Perl''. А может, формулировали задачи на ''Фортране'', применяли ''Python'' и даже атаковали ''Ada''. Но ваш аппетит к кодированию
не утолен… К счастью, в мире программирования всегда есть пища
для пытливого ума. Изучение новых языков – прекрасный способ расширить профессиональные знания. Да и резюме, включающее не только приевшийся ''С'', произведет большее впечатление на работодателя.

Мы начинаем серию статей, посвященных не совсем обычным языкам программирования. Они далеки от основного русла [mainstream],
но тоже служат важным целям, а изучать их – одно удовольствие. Мы
предполагаем, что вы уже владеете базовыми понятиями, поэтому
не будем тратить время, объясняя, что такое переменная или цикл.
Опустим также некоторые чисто технические подробности: их можно
найти в документации.

В данной серии мы выясним, откуда взялись эти языки и что делает
их интересными сегодня, и рассмотрим ряд практических примеров,
которые позволят вам продолжить освоение языка самостоятельно.
Правда, на четырех страницах особо развесистое приложение не проанализируешь, но трамплин для прыжка к написанию собственных программ мы вам подставим. И если у вас получится что-то действительно
стоящее, мы сможем опубликовать это на нашем DVD!

==Тиклни меня==

Наша серия начнется с рассказа о ''Tcl'' (часто произносится как английский глагол tickle – «щекотать»). Этот интерпретируемый язык придуман в 1988 г. на родине BSD Unix и других пионерских разработок в
компьютерных технологиях – в Калифорнийском университете Беркли.
Его основоположник, Джон Остерхаут [John Ousterhout], создал собственный «командный язык инструментов» – Tool Control Language, насмотревшись на недопеченные встраиваемые языки от других разработчиков. Его основными целями были возможность простого и эффективного встраивания в более крупные приложения и ускорение
процесса прототипирования – создания тестовых приложений, служащих для оценки какой-либо идеи.

Сейчас эти задачи успешно решаются и другими языками (например, ''Python''), и невольно возникает вопрос: а зачем изучать ''Tcl'' – что в нем особенного? Во-первых, он облегчает разработку программ с
графическим интерфейсом. Для работы с ''PyGtk'' (реализация ''Python''
на ''GTK'') необходимо изучить структуру и особенности ''C''-ориентированного инструментария, а ''Tcl'' использует ''Tk'', несложный, но гибкий набор элементов GUI, существенно упрощающий организацию пользовательского интерфейса. Мы рассмотрим ''Tk'' более подробно чуть ниже.

Многие козыри языка ''Tcl'' уже стянули ''Perl, Python'' и ''PHP'', но ''Tcl''
по-прежнему используется широко: именно его применяли при разработке программного обеспечения модуля оператора буровой вышки
компании Shell и космического телескопа Хаббла. Это очень серьезная
работа, так что в зрелости и стабильности ''Tcl'' сомневаться не приходится. Благодаря простоте освоения и интеграции в другие приложения язык принят на вооружение фирмами Oracle и IBM. В списке приложений с открытым исходным кодом, приведенном на сайте http://freshmeat.net/, более 300 ''Tcl''-проектов; среди них программа для мониторинга серверных процессов ''Moodss'', программа для записи дисков ''TkDVD'' и помощник кодировщика ''TkDiff''.

[[Изображение:LXF88_tcl1.jpg|Рис. 1]]

'''''Tcl/Tk'' в действии: ''Moodss'' анализирует ''Apache''.'''

Интерпретатор языка ''Tcl'' входит в состав большинства дистрибутивов и обычно устанавливается по умолчанию. Если вашем дистрибутиве его почему-либо нет, возьмите ''Tcl'' на нашем DVD в разделе
Разработка. ''Tcl'' – интерпретируемый язык, и вы обойдетесь без текстового редактора и командной строки, обвешанной ключами-флагами: все будет ясно с первого взгляда. Для запуска интерпретатора
''Tcl'' введите ''tclsh'' в командной строке. В строке приглашения появится
подсказка ''Tcl'' – лаконичное '''%'''; основы языка можно исследовать прямо с ходу. С чего начать? Конечно, с программы, выводящей на экранn строку «'''Hello, World!'''»

<source lang=tcl>
puts “Hello, world!”;
</source>

Здесь '''puts''' – команда ''put string'', которая выводит заданную строку
в стандартный поток вывода ''stdout''. Можно записывать несколько операторов в одной строке, разделяя их точкой с запятой, или размещать каждый оператор на новой строке – это дело вкуса.

После вывода попробуем ввод:

<source lang=tcl>
gets stdin foostring;
</source>

Это запрос на ввод строки; результат сохраняется в переменной
''foostring''. Обратите внимание на важную особенность языка: переменные не нужно объявлять до их использования. Чтобы вывести результат, воспользуемся уже известной нам командой '''puts''':

<source lang=tcl>
puts stdout $foostring;
</source>

Ввод значений числовых величин также не представляет особых
сложностей. Рассмотрим пример:

<source lang=tcl>
gets stdin x;
gets stdin y;
expr $x*$y;
</source>

Первые две строки попросят вас ввести числа; так и сделайте. Введенные числа сохранятся в виде строк в переменных '''x''' и '''y''',
затем команда expr вычислит заданное ей выражение произведения '''x*y''' и
отобразит результат. Просто и мило! Переменные ''Tcl'' – не статически типизированные, и их можно определить в
любое время. Значения присваиваются переменным командой '''set''':

<source lang=tcl>
set x 7;
echo $x;
gets stdin y;
set x $y;
echo $x;
</source>

Переменной '''x''' присваивается значение 7, '''x''' выводится на экран,
затем вводится значение '''y''', копируется в '''x'''', и '''x''' выводится снова.

Перейдем к операторам условия. Наберите коды следующих примеров в текстовом редакторе, сохраните в файлах, а затем запускайте
интерпретатор командой '''tclsh <имя_файла>'''. Рассмотрим оператор условия '''if/else'':

<source lang=tcl>
gets stdin x;
if {$x>10} {
puts “Bigger than ten”;
} else {
puts “Less than ten”;
}
</source>

Правда, похоже на ''С''? Оператор цикла '''while''' работает в той же манере:

<source lang=tcl>
gets stdin x;
while {$x<=10} {
puts “Enter a number bigger than 10”;
gets stdin x; # User inputs number
}
</source>

Пока вы не введете число, большее 10, оператор будет требовать
ввода снова и снова. В строке с '''gets''' символ '''#''' означает начало комментария, а строка перед ним в ''Tcl'' должна заканчиваться точкой с запятой. В коде на ''Tcl'' вы нередко встретите «вложенные команды» (‘nested commands’), заключенные в квадратные скобки. Их результат может присваиваться другим переменным, например:

<source lang=tcl>
set mystring “Hello, world!”;
set x [string length $mystring];
puts $x;
</source>

С помощью вложенной команды '''string length''' в переменную '''x''' записывается длина строки '''mystring'''.

==Процедуры==

Итак, мы освоили ввод/вывод, переменные, операторы
условия, цикла и комментарии. Теперь поговорим о процедурах. Для объявления процедуры используется команда '''proc''', после чего процедура становится просто командой ''Tcl''. Процедура должна быть объявлена до ее использования –
иначе ждите сообщения об ошибке. Пример простой процедуры, перемножающей два числа, приведен ниже:

<source lang=tcl>
proc multiply {x y} {
set z [expr $x*$y];
return $z;
}
puts [multiply 3 4];
</source>

В первой строке скрипта объявляется процедура '''multiply''' и приводится список ее аргументов ('''x''' и '''y'''), заключенный в фигурные скобки.

Ниже в фигурных скобках определяется тело процедуры, а ее результат передается в основную программу оператором '''return'''. ''Tclsh'' первым делом выполнит последнюю строку скрипта (она находится вне процедуры), а вложенная команда вызывает процедуру, с тем, чтобы возвращаемое ею значение вывелось на экран командой puts. Запустив код, вы увидите 12.

В данном примере оператор '''return $z'''; можно опустить: ''Tcl'' возвращает значение последнего оператора процедуры как результат. Но лучше указывать оператор ''return'' явно: читать ваш код будет значительно легче, особенно тем, кто привык программировать на C.

Приведенный пример также демонстрирует область действия переменной. Аргументы и переменные, определенные в теле процедуры, являются локальными, и их нельзя использовать за пределами процедуры. Например, если вы попробуете вывести значение переменной '''z''' в основной программе ('''puts $z;'''), то получите сообщение об ошибке «переменная не определена» (‘no such variable’). Чтобы переменная была доступна в любом месте программы, ее необходимо объявить глобальной с помощью
команды '''global''':

<source lang=tcl>
global z;
</source>

''Et voila!'' Теперь к переменной z можно обращаться и вне процедуры.

==Разработка программ с GUI==

Итак, основы ''Tcl'' изучены, и теперь вы сами можете попробовать что-нибудь написать. Список полезных
сайтов, где можно найти дополнительные материалы, приведен далее.

А сейчас мы займемся понастоящему увлекательным делом – разработкой программ с графическим интерфейсом. Как упоминалось выше, к ''Tcl'' подвязан ''Tk'' – готовый набор виджетов (так называют элементы пользовательского интерфейса: кнопки, переключатели и т.д.), поэтому подобные программы занимают всего несколько строк кода. Если вы уже писали
программы с использованием ''Qt'' или ''GTK'', то оцените невероятную скорость разработки в ''Tcl/Tk'': больше не нужно трудиться над кодом инициализации и долгими часами старательно изучать API.

Если консольные программы на языке ''Tcl'' используют интерпретатор ''tclsh'', то приложения с графическим интерфейсом ''Tcl/Tk'' используют ''wish'' (‘windowing shell’). Этот интерпретатор выдает простейшую форму, на которой можно размещать виджеты вашего будущего приложения. Сейчас вы увидите, как все просто! Запустив ''wish'', введите
следующие команды:

<source lang=tcl>
button .mywidget -text “Clicktastic!”;
pack .mywidget;
</source>

Готово! На форме появилась кнопка с надписью '''Clicktastic!'''. Ее даже можно
нажать, но ничего не произойдет, потому
что действие кнопки мы еще не определили. Команда '''button''' в первой строке создает
кнопку с именем '''.mywidget''' (имена виджетов
должны начинаться с точки). Используя это
имя, мы сможем ссылаться на данный объект в дальнейшем. Опция '''-text''' задает надпись на кнопке.

Итак, создан объект '''.mywidget'''. Для отображения виджета в окне ''wish'' мы должны
«упаковать» его в это окно (командой '''pack'''). «Упаковка» (packing) – это система размещения и упорядочивания виджетов в окне программы или родительском виджете (сейчас у нас только одна кнопка, и окно пристроилось под нее автоматически). Виджеты можно изменять «на лету» – введите в окне терминала такой код, в добавление к предыдущим двум строкам:

<source lang=tcl>
.mywidget configure -foreground green;
</source>

Текст '''Clicktastic!''' позеленел!

Небольшое отступление: по сравнению c ''GTK'' или ''Qt'' внешний вид виджетов ''Tk'' может показаться не совсем привычным. Дело в том, что ''Tk'' использует только базовые библиотеки ''X'', а значит, не обеспечивает особых эффектов прорисовки (в частности, сглаживания); зато он быстр и нетребователен к памяти.

Пора заставить нашу кнопку что-то делать при нажатии. Снова
запустите ''wish'' и введите в окне терминала следующие команды:

<source lang=tcl>
button .mywidget -text “Don’t click me” -command { puts “I said no!” };
pack .mywidget
</source>

Опция '''-command''' команды '''button''' описывает действия, выполняемые при нажатии кнопки, в фигурных скобках: в данном случае это оператор '''puts''', и он выводит указанную строку в стандартный поток
вывода. Теперь, как только мы нажмем на кнопку, этот текст появится
в окне терминала!

==Диспетчер запуска приложений==

Вы уже неплохо вооружены средствами для разработки графического
интерфейса. В завершение темы, создадим небольшую, но полезную
программу – диспетчер запуска приложений. На сайтах Freshmeat и
SourceForge пасутся табуны проектов этого рода. Они особенно популярны для оконных менеджеров
типа ''FluxBox'', не имеющих своих кнопок быстрого запуска.

Применим полученные знания и напишем простенькое приложение для запуска ваших любимых программ (например, ''Firefox'' или
''Thunderbird'') и управления системными сервисами (например, ''SSHD'' или ''Apache''). Вот как будет выглядеть наш код:

<source lang=tcl>
#!/usr/bin/env wish
set sshcommand “/etc/init.d/ssh”;
global sshcommand;
proc sshstart {} {
global sshcommand;
exec $sshcommand start &;
}
proc sshstop {} {
global sshcommand;
exec $sshcommand stop &;
}
proc launchbrowser {} { exec firefox &; }
proc launcheditor {} { exec emacs &; }
frame .app -borderwidth 10;
.app configure -background lightblue;
pack .app;
button .app.ssh-go -text “Start SSHD” -command sshstart;
button .app.ssh-end -text “Stop SSHD” -command sshstop;
button .app.browser -text “Web browser” -command
launchbrowser;
button .app.launcheditor -text “Text editor” -command
launcheditor;
.app.ssh-go configure -foreground green;
.app.ssh-end configure -foreground red;
pack .app.ssh-go .app.ssh-end .app.browser .app.launcheditor;
</source>

Наш менеджер предусматривает четыре кнопки: две для запуска и
останова сервера ''SSH'' и еще две – для запуска ''Firefox'' и ''Emacs''. Первая
строка (вы могли встречать такую в скриптах ''Bash'') указывает интерпретатор для обработки скрипта – ''wish'', и благодаря ей уже не нужно набирать ''wish имя_файла'', чтобы скрипт заработал. Сохраним скрипт
в файл, например, '''/usr/bin/megatest''' и сделаем файл исполняемым
(''chmod +x /usr/bin/megatest''). Теперь мы можем запускать его командной строкой (''megatest'') или создать соответствующий ярлык на рабочем столе.

Следующие две строки определяют глобальную переменную
''sshcommand'': это строка, содержащая команду запуска сервера ''SSH'',
она сэкономит вам набор команды. Кроме того, если ''SSH'' в вашей системе расположен в другом каталоге, достаточно будет отредактировать это определение, и не выискивать обращения к ''SSH'' по всей программе – совсем как с '''#define''' в ''С''.

Далее идут четыре процедуры. Две последние уместились в одну
строчку; тем больше места останется для статьи, а кстати и код становится компактнее. Процедуры '''sshstart''' и '''sshstop''' предназначены
для запуска и останова сервера ''SSH'' и используют нашу глобальную
переменную '''sshcommand:''' она служит параметром команде '''exec''',
которая, таким образом, обращается к серверу ''SSH'', прибавив вторым
параметром '''start''' либо '''stop'''. Учтите, что ваша программа потребует
привилегий суперпользователя (root): только ему дозволено распоряжаться ''SSH''!

Процедуры '''launchbrowser''' и '''launcheditor''' запускают соответственно ''Firefox'' и ''Emacs''; они запустят все что угодно в пределах вашего '''$PATH''', так что можете заменить и браузер, и редактор на свои любимые. Первый оператор головной программы создает виджет-рамку по имени '''.app''', он будет служить контейнером для остальных виджетов.
Рамки, как и кнопки, можно располагать в окне '''wish'''; '''.app''' позволит
нам задать контур вдоль границы окна. Ширина контура назначается
с помощью опции '''-borderwidth''' (здесь – 10 пикселей). Затем мы «упаковываем» созданную рамку в главное окно программы.

Далее с помощью знакомой команды '''button''' мы создаем объекты, соответствующие кнопкам быстрого запуска. Что интересно, для размещения кнопок внутри рамки мы должны использовать префикс
'''.app''' в именах кнопок – тогда каждая из них будет «упакована» в
родительский виджет (рамку). Очень мощный аппарат для создания
сложных GUI!

Попробуйте изменить имя объекта '''.app.launchedito'''r на '''.launcheditor'''
(не забудьте также изменить последнюю команду '''pack'''!). Запустите
скрипт, и увидите, что кнопка запуска редактора ''Emacs'' оказалась
вне рамки. Таким образом, составные имена объектов определяют
их взаимосвязь.

С помощью команд '''configure''' задается цвет надписи на кнопках
управления сервисом ''SSH'' – попробуйте изменить '''foreground''' на
'''background''' и посмотрите, что получится. Наконец, мы «упаковываем»
все виджеты, соответствующие кнопкам, в одну рамку. Готово! Теперь
можете добавить другие кнопки и назначить им определенные действия по своему усмотрению.

[[Изображение:LXF88_tcl2.pnf|Рис. 2]]

'''Результат нашей работы: красочное меню запуска программ!'''

==Заключение==

Итак, создание небольших графических приложений в ''Tcl/Tk'' – до
изумления простая задача. Вот почему этот язык и его инструменты
используются при создании ПО для объектов и систем, требующих
надежной и безотказной работы и высокого быстродействия: ведь, к
примеру, программе для управления телескопом нужен не элегантно
сглаженный текст, а минимальный, четкий и легко модифицируемый
код интерфейса. Добавьте к этому огромную библиотеку расширений,
и получите язык без лишнего жира, зато с мускулами, способными
справиться с решением множества задач.

Что дальше? Во врезке «Ссылки» приведены адреса сайтов с документацией и примерами скриптов – вы увидите, что можно приделать
интерфейсы ''Tcl/Tk'' к инструментам командной строки. Кроме того, ''Tk''
поставляется с очень полезными примерами, обычно они находятся в
каталоге '''/usr/share/doc/Tk8.4/examples/''' (цифры означают номер версии; подставьте вместо них вашу). Исходный код программ ''Moodss, TkDVD'' и ''TkDiff'' имеется на нашем DVD, из него можно почерпнуть немало идей для ваших проектов. Удачи вам! ''LXF'''

==Расширения==

Хотя в языке ''Tcl'' хватает команд для решения
большинства задач, можно обогатить его функции с помощью расширений. Расширения ''Tcl''
аналогичны библиотекам для языка ''C'' или дополнительным модулям для ''Python''. Самое
известное расширение – это, конечно, ''Tk'', но
доступны и многие другие, обеспечивающие
доступ к базам данных, обработку изображений и т.д.

Расширения ''Tcl'' обычно пишутся на ''C'' или
''C++'', и для владеющих этими языками особых
затруднений тут не будет. Хорошее руководство по созданию расширений для ''Tcl'' есть на
http://www.equi4.com/pub/etc/extuse.html.

==Ссылки==

* Официальный сайт: http://www.tcl.tk
* Документация: http://wiki.tcl.tk
* Проекты: http://www.tcllinks.org
* Модули расширений: http://www.flightlab.com/~joe/gutter

LXF87-88:Мастер на все руки - История изменений

Crazy Rebel: викификация, оформление