Forth
| 编程范型 | 面向堆栈、过程式、反射式、串接 |
|---|---|
| 设计者 | Charles H. Moore |
| 发行时间 | 1970年 |
| 类型系统 | 无类型 |
| 文件扩展名 | .fs, .fth, .forth |
| 网站 | forth-standard |
| 主要实现产品 | |
| SwiftForth (Forth, Inc.) Gforth (自由软件) VFX Forth (微处理器引擎) | |
| 启发语言 | |
| Burroughs大型系统, Lisp, APL | |
| 影响语言 | |
| Factor, Joy, PostScript, RPL, REBOL | |
Forth是1960年代末期，由查理斯·摩尔发展出来在天文台使用的电脑自动控制系统及程式设计语言[1]，允许用户很容易组合系统已有的简单指令，定义成为功能较复杂的高阶指令。由于其结构精简、执行快速、操作方便，广为当代天文学界使用[2][3]。八十年代以后，有爱用者成立Forth Interest Group在世界各地推广，并陆续在各类电脑上建立Forth系统及标准的语言。
简介[编辑]
Forth以可扩展的词典为核心，采用以堆栈为基础的高度模块化结构，是一种将解译器和编译器合并运用的双态系统。使用FORTH，可在编译过程中检测差错，并且逐步扩充编译程序代码。利用标准Forth所写的程序几乎不必大修改，就能在各类电脑运作；甚至在特别设计的电脑上可以完全放弃组合语言，直接由Forth转化成机器语言，就好像现代的Java虚拟机。同时，用户也可以把自己定义的运算功能加入编译器中，使Forth语言更有弹性。
Forth是一种可扩展的，交互式的语言。最初为小型的嵌入式电脑设计的，现在它几乎可以在任何主流的晶片上解译和编译，甚至已有多种可直接运行Forth指令的晶片。在电子表格，专家系统，多用户数据库，和分布式实时控制系统中有广泛的应用。表面来看，Forth是一种基于堆栈的概念机。例如要计算（3+4）*5，程序就是：3 4 + 5 *。首先把3和4入堆栈，然后调用+子程序，把堆栈的最顶上两个元素取出（也就是3和4）进行加法运算，然后把结果入堆栈，然后把5入堆栈，然后调用*子程序，把最顶的2个元素，也就是7和5取出，并进行乘法运算，然后把结果入堆栈，最后的。把结果从堆栈中取出打印。事实上这是一种最简单有效的概念机。当然Forth远远不止这些。
最常用在内建程序，以及系统与过程控制，它也用在微电脑上。主要运用在数据搜集与处理、图形处理、专家系统，以及实时流程控制等。
样例程序[编辑]
下面是一个在标准输出装置上输出Hello World的简单程序，这种程序通常作为开始学习编程语言时的第一个程序：
: run-hello \定义一个单词，名字叫run-hello
." Hello, world!" CR ;
run-hello
只有在编译模式，也就是在定义一个单词的中使用."指令，才能输出字符串。
从程序员的角度看Forth[编辑]
用Forth的“追随者”的话来说，Forth是一种“人机一体”的语言。在程序员的意识中必须要有一台逻辑上的机器（可能是实际的晶片，也可能是虚拟机）。这台机器拥有两个堆栈（数据堆栈和返回堆栈），一个词典（在Forth中的词（word）对应于高级语言的函数或者子程序，若干的词构成词典。）一个内部解释器和一个外部解释器。
和Forth语言一样，也是基于堆栈的程式设计语言还有PostScript。基于堆栈的工具还有linux下的计算器dc，在其内部是通过堆栈实现的。
使用Forth开发应用程式与使用其他语言开发应用程式的感受有很大的不同。Forth的一切都是透明的，用户可以看到每一个功能的实现原理和过程，正是由于这一点，Forth可以作为学习操作系统及编程的非常好的工具。关于Forth编程的特点有一个较为贴切的描述："如果C语言给你的感觉是：它是最好的程式设计语言，那么使用Forth给你的感觉则是：自己是最好的程式设计师。”
实现[编辑]
在微软的windows操作系统下，一个很好的Forth系统是Win32Forth。详见win32forth[4] 。
GNU/Linux系列操作系统下，GForth是GNU对ANS Forth的一个实现，可在gnu网站[5]下载（另有HTTP链接[6]，GNU软件一般推荐通过镜像站点[7]下载）。下载后，使用通常的configure; make; make install指令即可编译安装。GForth还可以内建在著名的文本编辑器Emacs中使用。若出现问题，请阅读BUILD-FROM-SCRATCH文件。
GForth同时适用于其他系统，例如OS X等UNIX类系统。
引用[编辑]
- ^ C. H. Moore; E. D. Rather; D. R. Colburn. The Evolution of Forth. ACM SIGPLAN Notices. ACM SIGPLAN History of Programming Languages 28 (3). March 1993 [2021-04-04]. （原始内容存档于2011-08-22）.
- ^ NASA applications of Forth (original NASA server no longer running, copy from archive.org)
- ^ Space Related Applications of Forth. [2007-09-04]. （原始内容存档于2010-10-24）.
- ^ [1]（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ [2]（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ HTTP链接（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ 镜像站点（页面存档备份，存于互联网档案馆）
外部链接[编辑]
- FIG（页面存档备份，存于互联网档案馆），Forth兴趣小组，是致力于教育和推广Forth编程语言的一个全球性的非盈利组织。
- Forth公司主页（页面存档备份，存于互联网档案馆），上面有很多经典的Forth学习资料，历史和教程。
- 中国Forth程序员，Forth程序员社区和资料站。
- Starting Forth（页面存档备份，存于互联网档案馆），Leo Brodie写的Forth语言的入门教材，该书的特色是使用大量生动的图片来说明程序执行的流程。
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