TCL脚本语言-4-数学计算,怎么这么烦

数学计算，怎么这么烦？

前面的快速入门教程里面已经提到了expr命令，TCL中所有的数学计算都是通过expr 命令来完成的。这一点和其他语言非常的不同，例如Python中：

>>> from math import *

>>> pi

3.1415926535897931

>>> print cos(pi/4)*2 , sqrt(2)

1.41421356237 1.41421356237

>>>

Python里面的表达式是非常直观的，其他语言例如VBScript等也是如此。但是TCL中，即使是计算两个数字相加，都得使用expr命令：

set a 100; set b 200

puts “a+b = $a+$b”;#输出a+b = 100+200

puts “a+b = [expr $a+$b]”;#输出a+b = 300

TCL中，expr加上一堆的$符号，方括号等字符，最简单的表达式，看起来都是非常不爽。这对于刚刚接触TCL的人来说，简直是一件无法忍受的事情，当初我也是这么认为的。后来在网上发现有人还真的通过扩展，在TCL实现类似Python的语法，比如原来的：

set a [expr $a+$b]

可以写成：

a = $a+$b

至于是怎么实现的，我们后面会进行详细的分析。但是我觉得，既然选择了TCL，就要习惯其用法；要么当初就选择Python拉到，所以我不赞成上面的这种改进。而且习惯了TCL 之后，也没有觉得它没有我们想象中的那么不方便。

语法描述

expr命令是TCL的核心命令之一，其语法格如下：

expr arg ?arg arg ...?

该命令可以有一个或者多个参数，在执行的时候，把所有的参数连接起来成为一个数学

表达式字符串，然后计算这个表达式，计算结果作为命令结果返回。下面两条命令写法不一样，但是结果一样：

set PI 3.1415926535897932

set sqrt2_1 [expr "cos($PI/4)*2"]

set sqrt2_2 [expr cos ( $PI / 4 ) * 2]

puts "sqrt2_1 = $sqrt2_1\nsqrt2_2 = $sqrt2_2"

两个expr命令，第一个命令只有一个参数（所有的东西都被引号括起来），第二个则拆开了，参数个数一堆。但是计算结果都是一样的：

sqrt2_1 = 1.41421356237

sqrt2_2 = 1.41421356237

操作符

expr命令所支持的计算操作符是C语言中操作符的一个子集。并且写法和优先级也和C 语言完全一致。除了数学计算操作符之外，expr还支持字符串的比较操作。下面是expr支持的操作符，按照优先级从高到低排列：

操作符含义说明

- + ~ !单目取负；单目正号；按位取反（not）；逻辑取反；

* / %乘法；除法；取余；

+ -加法；减法；

<< >>向左移位，向右移位；

< > <= >=比较操作符，小于、大于、小于等于、大于等于；结果1表示true，0表示false；这几个操作符可以作用于字符串，进行大小写敏感的比较；

== !=比较是否相等：等于、不等于；结果1和0分别表示true和false。可以作用于所有类型的操作数；

eq ne 字符串的比较：等于、不等于；结果1和0表示true和false。进行计算的时候，其操作数都被当成字符串进行比较。

&按位与操作（AND），只能够作用于整数；^按位异或操作（XOR），只能构作用于整数；|按位或操作（OR），只能构作用于整数；

&& 逻辑与操作（AND），只有两个操作数都非零的时候，结果才是1，否则为0。只能够作用于boolean类型或者数字类型。

||逻辑或操作（OR），只有两个操作数都为0的时候，结果才是0，否则为1；只能够作用于boolean或者数字类型。

x?y:z If-then-else操作，和C中的比较类似。如果x计算得出非零值，那么y的值就

是表达式的结果；否则，z的值就是表达式的结果。x的值必须是一个数值或者

boolean值。

其中，&&，||，x?y:z三个操作符和C语言中一样，会进行布尔短路计算：当表达式计算了一部分就知道整个结果的时候，那么其他部分就不会计算了。例如：

proc a { t } {

puts "PROC A . t=$t"

return [expr $t+1]

}

puts [expr {[a 100]>100 ? [a 200] : [a 300]}]

上面的代码执行输出为：

PROC A . t=100

PROC A . t=200

201

可以看到，[a 300]根本就不会执行。但是如果这样写：

puts [expr “[a 100]>100 ? [a 200] : [a 300]”]

把expr后面得表达式用双引号括起来，结果就不一样了，a命令会执行三次！为什么，大家都是高手，自己分析。

操作数

数学表达式中肯定离不开操作数，操作数是操作符进行运算的对象（这简直是废话）。expr命令在解析操作数的时候，依照如下顺序进行：

1.整数。expr首先判断是否是整数，expr表达式中的整数可以表示成普通的十进制，

也可以表示成8进制（用0开始）和十六进制（用0x开始）。

2.浮点数。如果操作数不具备上面描述的整数的格式，那么就试图将其解释成浮点数。

expr表达式中的浮点数和ANSI-C中的浮点数格式类似，后面不能够加上f,F,L,l这

样的后缀，例如2.1，3.，3.2E1.0等都是正确的浮点数。

3.字符串。如果既不能够解释成整数，也不能够解释成浮点数，那么就只有当成字符

串了。

使用整数注意范围，8.4版本的TCL中，整数的最大范围是0x7FFFFFFFFFFFFFFF，也就是说，使用8个字节来表示的。但是8.3版本的TCL中，整数是32个字节来表示。

expr的操作数可以是如下的形式：

1.一个数值；

2.$varName格式的变量引用；