通过“猜数字”游戏学习 Tcl-猜数字游戏程序

我的 Tcl 之旅始于最近需要将一个困难的基于 Java 的命令行配置工具自动化。我使用 Ansible 做了一些自动化编程，偶尔也会使用 expect 模块。坦率地说，我发现这个模块的作用有限，原因包括：难以对相同的提示进行排序，难以捕捉到额外步骤的值，控制逻辑的灵活性有限，等等。有时你可以用 shell 模块来代替。但有时你会遇到那种特立独行、过于复杂的命令行程序，似乎无法实现自动化。

就我而言，我正在自动安装我公司的一个程序。最后的配置步骤只能通过命令行来完成，通过几个不规范的、重复的提示和需要捕捉的数据输出。好在传统的 Expect 是唯一的答案。要使用 Expect 的基本功能，并不需要对 Tcl 有很深的了解，但你了解的越多，你就能从它那里得到更多的力量。这是后续文章的话题。现在，我探讨一下 Tcl 的基本语言结构，包括用户输入、输出、变量、条件判断、循环和简单函数。

安装 Tcl

在 Linux 系统上，我使用这个：

# dnf install tcl
# which tclsh
/bin/tclsh

在 macOS 上，你可以使用 Homebrew 来安装最新的 Tcl：

$ brew install tcl-tk
$ which tclsh
/usr/local/bin/tclsh

在 Tcl 中猜数字

从创建基本的可执行脚本 numgame.tcl 开始：

$ touch numgame.tcl
$ chmod 755 numgame.tcl

接着在你的文件中开始编码，标题是通常的 #!：

#!/usr/bin/tclsh

这里有一些关于 Tcl 的简单介绍，以便与本文一起追踪。

第一点是，Tcl 处理的都是字符串。变量通常被当作字符串处理，但可以自动切换类型和内部表示（这一点你通常无法看到）。函数可以把它们的字符串参数解释为数字（expr），并且只通过值传递。字符串通常使用双引号或大括号来划分。双引号允许变量扩展和转义序列，而大括号则完全没有扩展。

第二点是 Tcl 语句可以用分号隔开，但通常不这样。语句行可以用反斜杠字符来分割，然而，典型的做法是将多行语句放在大括号内，以避免需要这样做。大括号只是更简单，下面的代码格式也反映了这一点。大括号允许对字符串进行延迟求值。在 Tcl 进行变量替换之前，值被传递给函数。

最后，Tcl 使用方括号进行命令替换。方括号之间的任何东西都会被送到 Tcl 解释器的一个新的递归调用中进行求值。这对于在表达式中间调用函数或为函数生成参数是很方便的。

过程

虽然在这个游戏中没有必要，但我先举一个在 Tcl 中定义函数的例子，你可以在以后使用：

proc used_time {start} {
  return [expr [clock seconds] - $start]
}

使用 proc 将其设定为一个函数（或过程）定义。接下来是函数的名称。然后是一个包含参数的列表；在本例中是一个参数 {start} ，然后是函数主体。注意，主体的大括号在这一行开始，它不能在下面一行。该函数返回一个值。返回值是一个复合求值（方括号），它从读取系统时钟 [clock seconds] 开始，并进行数学运算以减去 $start 参数。

设置、逻辑和完成

你可以在这个游戏的其余部分增加更多的细节，进行一些初始设置，对玩家的猜测进行迭代，然后在完成后打印结果：

set num [expr round(rand()*100)]
set starttime [clock seconds]
set guess -1
set count 0

puts "Guess a number between 1 and 100"

while { $guess != $num } {
  incr count
  puts -nonewline "==> "
  flush stdout
  gets stdin guess

  if { $guess < $num } {
    puts "Too small, try again"
  } elseif { $guess > $num } {
    puts "Too large, try again"
  } else {
    puts "That's right!"
  }
}

set used [used_time $starttime]

puts "You guessed value $num after $count tries and $used elapsed seconds"

前面的 set 语句建立变量。前两个求值表达式用于识别 1 到 100 之间的随机数，下一个保存系统时钟启动时间。

puts 和 gets 命令用于来自玩家的输出和输入。我使用的 puts 暗示输出是标准输出。gets 需要定义输入通道，所以这段代码指定 stdin 作为用户的终端输入源。

当 puts 省略行末终止符时，需要 flush stdout 命令，因为 Tcl 缓冲了输出，在需要下一个 I/O 之前可能不会被显示。

从这里开始，while 语句说明了循环控制结构和条件逻辑，需要给玩家反馈并最终结束循环。

最后的 set 命令调用我们的函数来计算游戏的耗时秒数，接着是收集到的统计数字来结束游戏。

玩吧!

$ ./numgame.tcl
Guess a number between 1 and 100
==> 100
Too large, try again
==> 50
Too large, try again
==> 25
Too large, try again
==> 12
Too large, try again
==> 6
Too large, try again
==> 3
That's right!
You guessed value 3 after 6 tries and 20 elapsed seconds

继续学习

当我开始这个练习时，我怀疑回到 90 年代末的流行语言对我有多大的帮助。一路走来，我发现 Tcl 有几处让我非常喜欢的地方，我最喜欢的是方括号内的命令求值。与其他许多过度使用复杂闭包结构的语言相比，它似乎更容易阅读和使用。我以为它是一种已消亡的语言，但实际上它仍在蓬勃发展，并在多个平台上得到支持。我学到了一些新的技能，并对这种古老的语言有了新的认识。

在 https://www.tcl-lang.org 上查看官方网站。你可以找到最新的源代码、二进制发行版、论坛、文档，以及仍在进行的会议信息的参考。