Tcl

Tcl

パラダイム	マルチパラダイム:イベント駆動型、関数型、命令型、オブジェクト指向
デザイン：	ジョン・オースターハウト
開発者	Tclコアチーム[1]
初登場	1988年; 36年前 （1988年）
安定リリース	9.0.0 [2]  / 2024年9月26日; 6日前 （2024年9月26日）
タイピングの規律	動的型付け、すべてが文字列
ライセンス	BSDスタイル[3]
ファイル名拡張子	.tcl、.tbc [4]
Webサイト	tcl-lang.org tcl.tk
主な実装
アクティブTclAndrowish
方言
ジム、イーグル
影響を受けた
AWK、Lisp
影響を受けた
PHP、[5] PowerShell、[6] Tea、TH1 [7]

Tcl（発音は「ティックル」または頭文字[ ^8]）は、高水準、汎用、解釈型、動的プログラミング言語です。非常にシンプルでありながら強力であることを目指して設計されました。^[9] Tclは、変数の割り当てやプロシージャの定義などのプログラミング構造も含め、すべてをコマンドの型に当てはめます。 ^{[10] Tclは、}オブジェクト指向、命令型、関数型、手続き型 など、複数のプログラミングパラダイムをサポートしています。

TclはCアプリケーションに組み込んで使用されることが多く、 ^[11]ラピッドプロトタイピング、スクリプトアプリケーション、GUI、テストに使用されます。 ^[12] Tclインタープリタは多くのオペレーティングシステムで利用可能であり、Tclコードをさまざまなシステムで実行できます。Tclは非常にコンパクトな言語であるため、完全な形式といくつかの他の小型バージョンの両方で、組み込みシステムプラットフォームで使用されています。 ^[13]

Tcl とTk拡張機能の一般的な組み合わせは、 Tcl/Tk (「tickle teak」または頭文字で と発音)と呼ばれ、Tcl でネイティブにグラフィカル ユーザー インターフェイス(GUI) を構築できます。Tcl/Tk は、Tkinterの形式で標準のPythonインストールに含まれています。

Tclプログラミング言語は、1988年春、カリフォルニア大学バークレー校で働いていたジョン・オースターハウトによって作成されました。^{[14] [15]}作者によると、もともとは「フラストレーションから生まれた」もので、^{[11]プログラマーが}電子設計自動化(EDA) ソフトウェア、より具体的には、当時ジョンが専門的に取り組んでいたVLSI設計ツールMagicを拡張するために独自の言語を考案していました。^[16]その後、Tclは独自に受け入れられました。オースターハウトは、 1997年にTcl/TkでACMソフトウェアシステム賞を受賞しました。 ^[17]

この名前はもともとTool Command Languageに由来していますが、慣例的にはTCLではなくTclと表記されます。[ ^18]

Tclカンファレンスとワークショップは米国とヨーロッパの両方で開催されています。^[29] FlightAware ^[30]を含むいくつかの企業は、Tclを製品の一部として使用しています。

Tclの機能には以下が含まれます

• 言語構造を含むすべての操作はコマンドです。これらはプレフィックス表記法で記述されます。
• コマンドは通常、可変数の引数（可変長引数）を受け入れます。
• すべてを動的に再定義および上書きできます。実際にはキーワードがないため、制御構造も追加または変更できますが、これはお勧めできません。
• ソース コードを含むすべてのデータ型は、文字列として操作できます。内部的には、変数には整数や倍精度浮動小数点などの型がありますが、変換は完全に自動で行われます。
• 変数は宣言されるのではなく、割り当てられます。定義されていない変数を使用するとエラーが発生します。
• 完全に動的なクラスベースのオブジェクトシステムであるTclOOには、メタクラス、フィルター、ミックスインなどの高度な機能が含まれています。^[31]
• ソケットとファイルへのイベント駆動型インターフェース。時間ベースのイベントやユーザー定義のイベントも可能です。
• 変数の可視性は、デフォルトではレキシカル (静的)スコープに制限されていますがuplevel、upvarプロシージャが囲む関数のスコープと対話できるようにします。
• Tcl 自体によって定義されたすべてのコマンドは、誤った使用法に対してエラー メッセージを生成します。
• C、C++、Java、Python、Tclによる拡張性。
• バイトコードを使用した解釈型言語
• 完全なUnicode (最初は 3.1、定期的に更新) をサポートし、最初にリリースされたのは 1999 年です。
• 正規表現^[21]
• クロスプラットフォーム: Windows API、Unix、Linux、Macintoshなど。
• ウィンドウ ( GUI ) インターフェースTkとの密接なクロスプラットフォーム統合。
• 複数の配布メカニズムが存在します:
  • 完全開発版（Windows用、例：ActiveState Tcl、[1]を参照）
  • Tclkits (完全なスクリプト ランタイムを含む単一の実行可能ファイル。サイズはわずか 4 MB)、Starkits (自己完結型でインストール不要、移植性に優れた方法でアプリケーションを配信するためのラッピング メカニズム)、および Starpacks (Starkit と Tclkit を組み合わせて Starpack を生成。これは単一のプラットフォーム固有の実行可能ファイルで、簡単に展開できるのに最適です)
  • Jim Interpreter、小さなフットプリントのTcl実装
  • BSDライセンスの下で自由に配布可能なソースコード。^[32]

Safe-Tcl は Tcl のサブセットで、Tcl スクリプトがホストマシンやアプリケーションに害を及ぼすことがないよう機能が制限されています。^[33]ファイル システムへのアクセスは制限されており、任意のシステム コマンドの実行は禁止されています。信頼できないインタープリタが信頼できないスクリプトのコードを実行するデュアル インタープリタ モデルを使用します。これはNathaniel BorensteinとMarshall Roseによって、アクティブなメッセージを電子メールに含めるために設計されました。Safe-Tcl は、application/safe-tclとmultipart/enabled-mailがサポートされている場合に電子メールに含めることができます。Safe-Tcl の機能は、その後、標準の Tcl/Tk リリースの一部として組み込まれました。^{[34] [35]}

Tclの構文と意味論は、Dodekalogueとして知られる12のルール^{[36]によってカバーされています。 [37]}

Tcl スクリプトは、一連のコマンド呼び出しから構成されます。コマンド呼び出しは、空白で区切られ、改行またはセミコロンで終了する単語のリストです。最初の単語はコマンドの名前で、言語に組み込まれているか、使用可能なライブラリにあるか、スクリプト自体で定義されています。後続の単語は、コマンドの引数として機能します。

コマンド名 引数1 引数2 ... 引数N

次の例では、puts (「put string」の略) コマンドを使用して、ホスト コンソールにテキストの文字列を表示します。

「Hello, World!」と表示します。 

これにより、文字列「Hello, World!」が改行文字とともに 標準出力デバイスに送信されます。

変数や他のコマンドの結果を文字列に置き換えることができます。次の例では、setコマンドとexprコマンドを使用して計算結果を変数に格納し (Tcl は=代入演算子として使用しないことに注意してください)、次にputs を使用して結果を説明テキストとともに出力します。

# expr はテキスト文字列を式
セット として評価しますsum [expr 1 + 2 + 3 + 4 + 5 ]は「数値 1..5 の合計は $sum です。」と出力します  
 

文字はコメント#を導入します。コメントは、インタープリターがコマンド名を期待する場所であればどこにでも出現できます。

# 中括弧を使用すると、変数の置換は expr 
set  x 1 set sum [expr { $x + 2 + 3 + 4 + 5 }] によって実行されます。# $x は、パラメーターを expr に渡す前に置換されません。# expr は、式を評価するときに $x に 1 を置換します。puts "1..5 の数値の合計は $sum です。" ; # 合計は 15 です。 
            
                                     
  

# 中括弧がない場合、定義サイトで変数の置換が行われます (レキシカル スコープ) 
set  x 2 set op * set y 3 set res [expr $x$op$y ]; # $x、$op、$y が置換され、式は 6 に評価されますputs "$x $op $y is $res." ; # $x、$op、$y、$res が置換され、文字列として評価されます 
  
  
    
  

これらの例からわかるように、言語にはコマンドという 1 つの基本構成要素があります。引用メカニズムと置換ルールによって、各コマンドの引数がどのように処理されるかが決まります。

コマンドや引数を解析する前に、特別な置換が 1 つ発生します。行の最後の文字 (つまり、改行の直前) がバックスラッシュの場合、バックスラッシュと改行の組み合わせ (および改行の直後のスペースまたはタブ) は 1 つのスペースに置き換えられます。これにより、行継続メカニズムが提供され、ソース コード内の長い行を次の行に折り返して読みやすくすることができます。

通常の引数処理を続けると、二重引用符文字 ( ") で始まる単語は、次の二重引用符文字まで続きます。したがって、このような単語には、空白文字やセミコロンを含めることができますが、これらの文字は特別な意味を持つものとして解釈されません (つまり、通常のテキスト文字として扱われます)。開き中括弧文字 ( {) で始まる単語は、次の閉じ中括弧文字 ( }) まで続きます。中括弧内では、前述のバックスラッシュと改行の除去を除き、すべての形式の置換が抑制されます。どちらの構造にも囲まれていない単語は、ベア ワードと呼ばれます。

裸の単語と二重引用符で囲まれた単語では、次の 3 種類の置換が発生する可能性があります。

• コマンド置換は、バランスの取れた角括弧の内容を、内部に含まれるスクリプトの評価結果に置き換えます。たとえば、は、[expr 1+2+3]含まれている式の評価結果 (この場合は 6) に置き換えられます。
• 変数置換は、ドル記号で始まる変数の名前を、変数の内容 (または値) に置き換えます。たとえば、$fooは「foo」という変数の内容に置き換えられます。変数名は、あいまいな場合には後続のテキストと区別するために中括弧で囲むことができます (例: ${foo}ing)。
• バックスラッシュ置換は、バックスラッシュの後に文字が続く部分を別の文字に置き換えます。たとえば、\nは改行文字に置き換えられます。

置換は、各単語を 1 回スキャンして左から右に進みます。置換されたテキストは、さらに置換を行うために再度スキャンされることはありません。ただし、1 つの単語に任意の数の置換が出現する可能性があります。

Tcl 8.5 以降では、任意の単語の前に を付けることができます。{*}これにより、コマンド呼び出しを構築する目的で、単語が構成サブワードに分割されます ( Lispの quasiquote 機能 ,@のシーケンスに似ています)。

これらの規則の結果として、任意のコマンドの結果は、他の任意のコマンドの引数として使用できます。Unix コマンド シェルとは異なり、Tcl は明示的に指示されない限り文字列を再解析しないことに注意してください。そのため、対話型の使用は面倒になりますが、スクリプトの使用は予測しやすくなります (たとえば、ファイル名にスペースがあっても問題はありません)。

単一の等号 ( =) は、言語内で特別な役割はまったくありません。二重の等号 ( ) は、コマンドや の最初の引数==などの式のコンテキストで使用される等価性のテストです。(両方のコマンドは標準ライブラリの一部です。ライブラリ内で特別な位置を占めるわけではなく、必要に応じて置き換えることができます。) exprif

Tcl コマンドの大部分、特に標準ライブラリは可変長引数であり、proc(スクリプト化されたコマンド プロシージャのコンストラクター) を使用すると、指定されていない引数のデフォルト値とキャッチオール引数を定義して、コードが任意の数の引数を処理できるようにすることができます。

Tcl は静的に型付けされていません。各変数には、整数、浮動小数点数、文字列、リスト、コマンド名、辞書、またはその他の値を含めることができます。値は、必要に応じて (構文上の制約に従って) 他の型として再解釈されます。ただし、値は不変であり、値を変更するように見える操作は、実際には新しい値を返すだけです。

プログラムの実行とデータ操作を参照する最も重要なコマンドは次のとおりです。

• set変数に新しい値を書き込みます (存在しない場合は変数を作成します)。引数を 1 つだけ使用した場合、指定された変数の値を返します (この場合は変数が存在する必要があります)。
• proc新しいコマンドを定義します。このコマンドを実行すると、コマンドのセットとして記述された特定の Tcl スクリプトが実行されます。これをreturn使用して、呼び出し元に制御をすぐに返すことができます。

通常の実行制御コマンドは次のとおりです。

• ifelseif条件 (最初の引数) が満たされた場合、指定されたスクリプト本体 (2 番目の引数) を実行します。代替条件と本体、またはelse補完ブロックから始まる追加の引数を続けることができます。
• while条件（最初の引数）が満たされている限り、指定されたスクリプト本体の実行を繰り返します。
• foreach制御変数にリスト要素が 1 つずつ割り当てられる指定された本体を実行します。
• for制御変数、条件（while）および追加の「次の反復」ステートメント（本体の実行後に実行されるコマンド）を初期化するためのショートカット

上記のループ コマンドは、次のコマンドによってさらに制御できます。

• break本体の実行を中断し、ループコマンドから戻ります
• continueは本体の実行を中断しますが、制御はループ コマンドに戻されます。whileは再度ループすることを意味し、forはforeach、次の反復を取得します。
• returnプロシージャの境界に到達するまで、プロシージャ内のどの深さであっても現在の本体の実行を中断し、指定された値を呼び出し元に返します。

• expr引数を別の式インタープリタに渡し、評価された値を返します。同じインタープリタが「条件付き」式 forifおよびループ コマンドにも使用されることに注意してください。
• listすべての引数を含むリストを作成します。引数が指定されていない場合は空の文字列が作成されます。このlindexコマンドを結果に使用すると、元の引数を再抽出できます。
• array配列変数を操作します。
• dict辞書(8.5 以降)を操作します。辞書は偶数個の要素を持つリストであり、2 つの要素ごとにキーと値のペアとして解釈されます。
• regexp正規表現を文字列と照合します。
• regsub正規表現パターン マッチングに基づいて置換を実行します。
• uplevelスタック上の現在の最も内側のスコープ以外のスコープでコマンド スクリプトを実行できるようにするコマンドです。
• upvar別のスタック フレーム内の変数へのリンクを作成します。
• namespaceコマンドと変数の個別のコンテキストを作成、アクセス、破棄できます。
• apply匿名関数を適用します (8.5 以降)。
• coroutine、、yieldおよびコルーチンyieldtoから値を作成して生成します(8.6 以降)。
• tryエラーや例外をトラップして処理できます。
• catch例外的なリターンを獲得できます。
• zlibZlib ライブラリの圧縮およびチェックサム機能へのアクセスを提供します (8.6 以降)。

uplevelコマンドスクリプトをスタック上の現在の最も内側のスコープ以外のスコープで実行できるようにします。コマンドスクリプト自体がアップレベルコマンドを使用するプロシージャを呼び出す可能性があるため、これはコールスタックをコールツリーに変換するという実質的な効果があります。^[38]

これはもともと、Tcl プロシージャが組み込みコマンド ( for、if、while など) を再実装し、ローカル変数を操作する機能を保持できるようにするために実装されました。たとえば、次の Tcl スクリプトは、forコマンドを再実装したものです (例外処理は省略)。

proc  for { initCmd testExpr advanceCmd bodyScript } { uplevel 1 $initCmd set testCmd [ list expr $testExpr ] while {[uplevel 1 $testCmd ]} { uplevel 1 $bodyScript uplevel 1 $advanceCmd } }     
      
        
        
          
          
    

upvar現在のプロシージャ内の1つ以上のローカル変数が、外側のプロシージャ呼び出し内の変数またはグローバル変数を参照するように調整します。upvarコマンドは、名前によるプロシージャ呼び出しの実装を簡素化し、Tclプロシージャとして新しい制御構造を構築することも容易にします。^[39]

組み込みincrコマンドと同じように動作する decr コマンドですが、変数に値を追加するのではなく減算します。

proc  decr { varName { 1を減分}} { 1を増加$varName var を
増分var [expr { -$decrement }] }    
              

Tcl 8.6では2012年に組み込みの動的オブジェクトシステムTclOOが追加されました。^[31]これには次のような機能が含まれています。

• クラスベースのオブジェクト システム。ほとんどのプログラマーが OO に期待するのはこれです。
• オブジェクトごとのカスタマイズとクラスの動的な再定義を可能にします。
• メタクラス
• フィルター
• ミックスイン
• メソッドをカスタムの方法で実装するためのシステム。これにより、メソッドの実装に大幅に異なる方法を必要とするパッケージ作成者は、それをかなり簡単に行うことができます。

oo :: class  create  fruit { method eat {} { puts "yummy!" } } oo :: class create banana { superclass fruit
コンストラクタ{} { my variable peeled
 set peeled 0 } method peel {} { my variable peeled
 set peeled 1 puts "skin now off" } method edible ? {} { my variable peeled
 return $peeled } method eat {} { if { ! [ my edible ? ]} { my peel
 } next } } set b [ banana new ] $b eat → "skin now off"と"yummy!"が出力されますfruit destroy
 $b eat → error "unknown command" 
       
         
    

   
           
                    
    
       
                    
         
    
       
                   
    
       
           
                     
        
    

   
                    
                   

Tclには2012年までオブジェクト指向(OO)構文がなかったため、 ^[31]オブジェクト指向プログラミングを可能にするためにさまざまな拡張パッケージが登場しました。それらは既存のTclソースコードに広く浸透しています。人気のある拡張機能には次のものがあります。

• 増加 Tcl
• XOTcl
• イットク
• スニッチ
• 止まれ

TclOOは強力なオブジェクト指向システムを構築するために追加されただけでなく、拡張パッケージがそれを基盤としてオブジェクト指向の抽象化を構築できるようにするためにも追加されました。TclOOのリリース後、incr TclはTclOOを基盤として使用するように更新されました。^[27]

Tcl Web サーバーは、HTTP プロトコル サーバーの純粋な Tcl 実装です。これは、標準の Tcl インタープリター上でスクリプトとして実行されます。

Apache Rivet は、 Apache HTTP Server用のオープン ソース プログラミング システムです。開発者はこれを使用して、動的な Web アプリケーションを作成するためのスクリプト言語として Tcl を使用できます。Rivet は、PHP、ASP、およびJSPに似ています。Rivet は、主に Damon Courtney、David Welton、Massimo Manghi、Harald Oehlmann、およびKarl Lehenbauerによって開発されました。Rivet では、データベース インタラクション (Oracle、PostgreSQL、MySQL、SQLite など) などの無数の機能や、 GD Graphics Libraryなどの一般的なアプリケーションへのインターフェイスなど、公開されている何千もの Tcl パッケージを使用できます。

TclはC言語とネイティブにインターフェースします。^[40]これは、もともとCで書かれたコマンドに構文上のフロントエンドを提供するフレームワークとして書かれたためであり、言語のすべてのコマンド（またはなどのキーワードになる可能性のあるものを含む）はこのように実装されています。各コマンド実装関数には、コマンドの（すでに置換された）引数を記述する値の配列が渡され、それらの値を自由に解釈できます。 ifwhile

デジタルロジック シミュレータには、多くの場合、 Verilog、VHDL、 SystemVerilogハードウェア言語をシミュレートするための Tcl スクリプト インターフェイスが含まれています。

任意の C 関数と Tcl ランタイムを接続するために必要なコードを自動的に生成するツール (例: SWIG、 Ffidl) が存在し、 Critcl はその逆を行い、任意の C コードを Tcl スクリプト内に埋め込み、実行時にDLLにコンパイルできるようにします。

Tcl 言語では、GUI、ターミナルベースのアプリケーション自動化、データベース アクセスなどの追加機能を提供する拡張パッケージが常に許可されています。よく使用される拡張機能は次のとおりです。

TKさん

最も人気のある Tcl 拡張機能はTkツールキットです。これは、さまざまなオペレーティング システム用のグラフィカル ユーザー インターフェイスライブラリを提供します。各 GUI は 1 つ以上のフレームで構成されます。各フレームにはレイアウト マネージャーがあります。

期待する

非常に人気のある他の Tcl 拡張機能の 1 つに、Expect拡張機能があります。Expect と Tcl の初期の密接な関係は、Unix テストなどの多用な使用領域で Tcl が人気を博した大きな要因です。Unix テストでは、Expect が (現在も) telnet、ssh、シリアル セッションを自動化して、多くの反復タスク (以前は対話型のみだったアプリケーションのスクリプト作成など) を実行するために非常に効果的に使用されていました。Tcl は Expect を実行する唯一の方法であったため、Tcl はこれらの業界で非常に人気を博しました。

タイル/Ttk

Tile/Ttk ^[41]はスタイルとテーマのウィジェットコレクションで、オペレーティングシステムのAPIを呼び出すことで、Tk のほとんどのウィジェットを真にプラットフォームネイティブなバリアントに置き換えることができます。この方法でカバーされるテーマは、Windows XP、Windows Classic、Qt ( X11 KDE環境ライブラリにフックする)、Aqua (Mac OS X) です。また、ウィジェット定義にイメージのピクセルマップを追加することで、これらの呼び出しを使わずにテーマを構築することもできます。この方法で作成されたテーマには、Classic Tk、Step、Alt/Revitalized、Plastik、Keramik などがあります。Tcl 8.4 では、このパッケージは Tile と呼ばれていましたが、Tcl 8.5 では Tk のコアディストリビューションに (Ttk として) 組み込まれました。

ティックス

Tix（Tk Interface eXtension）は、Tcl/TkおよびPythonアプリケーションの機能を拡張するユーザーインターフェースコンポーネントのセットです。これは、Tixプロジェクトグループのボランティアによって管理され、BSDスタイルのライセンスの下でリリースされているオープンソースソフトウェアパッケージです。^[42]

Itcl/IncrTcl

Itcl はTcl のオブジェクト システムであり、通常は [incr Tcl] という名前が付けられます (これは Tcl での増分方法で、C++ の名前に似ています)。

Tcllib

Tcllib は、コンパイル手順なしで使用できる Tcl 用のスクリプト パッケージのセットです。

トゥクリブ

Tklib は、Tk 用のユーティリティ モジュールのコレクションであり、Tcllib の補助です。

tDOM

tDOMは、 Expatパーサーに基づいたXMLを解析するためのTcl拡張です。

TLS の

TclTLS はTcl に対するOpenSSL拡張です。

TclUDP

TclUDP ^[43]拡張機能は、 Tclでユーザーデータグラムプロトコル（UDP）ソケットをサポートするためのシンプルなライブラリを提供します。

トゥワイ

TWAPI (Tcl Windows API) は、Windows API へのバインディングを提供する Tcl の拡張機能です。

データベース

Tcl 8.6の一部であるTcl Database Connectivity (TDBC)は、Tclスクリプトの共通データベースアクセスインターフェースです。現在、MySQL、ODBC、PostgreSQL、SQLiteデータベースにアクセスするためのドライバーをサポートしています。将来的にはさらに多くのドライバーがサポートされる予定です。データベースへのアクセスは、データベース固有の拡張機能を通じてもサポートされており、そのような拡張機能は数多くあります。^[44]

• エッグドロップ
• 期待する
• TclX
• TKデスク
• Tcl統合開発環境の比較
• プログラミング言語の比較
• プログラミング言語の一覧
• 環境モジュール

Wikibooks にはTcl プログラミングに関する本があります。

ウィキメディア・コモンズには、 Tcl プログラミング言語ファミリーに関連するメディアがあります。

• 公式サイト
• Tcl ソース、Tcl および Tk ソース コードのダウンロードの主要 Web サイト
• Tcler のウィキ
• 翻訳者