Tcl学习笔记(一)——环境搭建及基本语法

一、Tcl简介

TCL（Tool Command Language，即工具命令语言）是一种解释执行的脚本语言。所谓解释执行语言，是指其不需要通过编译和联结，而是直接对每条语句进行顺序解释、执行。

TCL包含语言和工具库，TCL语言主要使用于发布命令给一些交互程序如文本编辑器、调试器和shell；TCL包含用于扩展TCL命令的C\C++过程和函数，每个应用程序都可以根据自己的需要对TCL语言进行扩展。TCL在FPGA中使用广泛，比如在静态时序约束中的命令语句、在NIOS生成的自定义组件的等。

二、环境搭建

打开Tcl官方下载网址：Download & Install Tcl | ActiveState，点击Get Started with Tcl并注册账号。

然后创建一个organization并下载安装包。

安装，在Choose Setup Type中选择Typical即可，其他的默认，一直到finish就安装完成了。

三、Tcl语法

3.1 脚本构成

Tcl具有两大特征：(1)所有结构都是一条命令，包括语法结构；(2)所有数据类型都可被视为字符串（基于字符串的命令语言）。

一条Tcl脚本是由一个或多个单词构成的，单词之间以空格或Tab键隔开，第一个单词为命令名，其余单词为该命令的参数。

而Tcl脚本可以只包含一条命令，也可以包含多条命令。命令之间可以由分号隔开，也可以直接采用换行方式，采用分号作为分隔符时分号左侧命令不显示。

例如通过set进行变量赋值，set后第一个参数是变量名、第二个参数是变量值。

3.2 处理过程

Tcl对命令的处理过程分为两步：解析和执行。

在解析阶段，Tcl解释器运用规则把命令分解为一个个独立的单词，同时进行必要的置换；

在执行阶段，Tcl解释器会把第一个单词作为命令名，并查看该命令是否有定义，同时查找完成该命令功能的命令过程。如果有定义，则Tcl解释器调用该命令过程，并把命令中的全部单词传递给该过程。命令过程会根据自己的需求来分辨这些单词的具体含义。每个命令对所需参数都有一些自身的要求，如果不满足要求，则会报错。Tcl会把错误信息保存在全局变量errorInfo中，可以通过puts$errorInfo的方式输出变量值，进而查看错误信息。

3.3 三种替换

**Tcl有三种替换形式：变量替换、命令替换以及反斜线替换。**每种替换都会把单词中的一些原始字符替换为另外一些值。Tcl 解释器在执行命令过程之前进行这些替换。替换可以发生在命令中的任何一个单词上，包括命令名本身，在一个单词中也可以进行任意多个替换。

3.3.1 变量替换

变量替换就是把某个变量的值赋给另一个变量，通过$符号完成，将Tcl变量的值插入单词中。

变量替换可以在一个单词中的任何位置进行，可以进行任意多次，例如：

变量名由$符号后面所有的数字、字母以及下划线组成。因此第一个变量名result 到号为止，第二个变量名就是base。

因为下划线不是字符串分隔符，因此tcl解释器不认为存在x_的变量。可以用{}把变量括起来，使tcl解释器把它当作一个整体。

3.3.2 命令替换

命令替换可以把一个单词的部分或全部替换为一个命令的结果。命令替换通过方括号[]表示，会调用括号中的命令。

方括号[]内的字符必须是有效的TcI脚本，脚本可以包含任意多条命令，命令之间用换行符隔开，也可以用分号隔开，但最终的返回值为最后一条命令的返回值。

3.3.3 反斜线替换

反斜线替换用于向单词中插入特殊字符，如换行符、[、$、空格等会被Tcl解析器认为是有特殊含义的字符。

这里有两处反斜线后面跟着空格，在单词中会被替换为一个空格，而这个空格符不会被视为单词分隔符。还有两处反斜线后面跟着S符号，在单词中这会被替换为一个S符号，而这个S符号会被作为普通字符处理(它们不会触发变量替换)。在反斜线后跟着n，会被替换为换行符。

Tcl支持的反斜线序列如下表。

|----------------------|--------------------------------------------|
| 反斜线序列 | 替换结果 |
| \a | 警告音(0x7) |
| \b | 删除(0x8) |
| \f | 换页符(0xc) |
| \n | 换行符(0xa) |
| \r | 回车(0xd) |
| \t | 制表符(0x9) |
| \v | 垂直制表符(0xb) |
| \ooo | 八进制值位ooo(1个、2个或3个)的8位Unicode字符 |
| \xhh | 十六进位值位hh的8位Unicode字符(可以有任意个h，但除了最后两个都会被忽略) |
| \uhhhh | 十六进制位hhhh的16位Unicode字符(1~4个h) |
| \newline whitespace | 一个空格字符 |

反斜线-换行符序列和一般的替换不同，这种替换在Tcl解释器解析命令前就要单独进行。这意味着，用于替换反斜线-换行符的空格符会被作为单词分隔符看待，除非它们被双引号或大括号括起来。

Tcl置换有两条规则：

1.Tcl在解析一条命令时，只从左向右解析一次，进行一轮置换，每一个字符只会被扫描一次；

2.每个字符只会发生一次置换，而不会对置换后的结果进行再次扫描置换。

3.4 两种引用

Tcl 提供了一些方法，可以**阻止解析器对 $和分号等字符进行特殊处理，这些方法称为引用。** 例如，/$ 向单词中插入一个普通的$字符，而不会引发变量替换。除了反斜线替换外，Tcl还提供了另外两种引用形式：双引号引用和大括号引用。双引号取消其中的单词和命令分隔符的特殊解释，大括号取消其中所有特殊字符的特殊解释。