Forth
| 編程範型 | 面向堆棧、過程式、反射式、串接 |
|---|---|
| 設計者 | Charles H. Moore |
| 面市時間 | 1970年 |
| 型態系統 | 無類型 |
| 文件擴展名 | .fs, .fth, .forth |
| 網站 | forth-standard |
| 主要實作產品 | |
| SwiftForth (Forth, Inc.) Gforth (自由軟件) VFX Forth (微處理器引擎) | |
| 啟發語言 | |
| Burroughs大型系統, Lisp, APL | |
| 影響語言 | |
| Factor, Joy, PostScript, RPL, REBOL | |
Forth是1960年代末期，由查理斯·摩爾發展出來在天文台使用的電腦自動控制系統及程序設計語言[1]，允許使用者很容易組合系統已有的簡單指令，定義成為功能較複雜的高階指令。由於其結構精簡、執行快速、操作方便，廣為當代天文學界使用[2][3]。八十年代以後，有愛用者成立Forth Interest Group在世界各地推廣，並陸續在各類計算機上建立Forth系統及標準的語言。
簡介[編輯]
Forth以可延伸的詞典為核心，採用以堆棧為基礎的高度模塊化結構，是一種將解譯器和編譯器合併運用的雙態系統。使用FORTH，可在編譯過程中檢測差錯，並且逐步擴充編譯程序代碼。利用標準Forth所寫的程序幾乎不必大修改，就能在各類計算機運作；甚至在特別設計的電腦上可以完全放棄組合語言，直接由Forth轉化成機器語言，就好像現代的Java虛擬機。同時，使用者也可以把自己定義的運算功能加入編譯器中，使Forth語言更有彈性。
Forth是一種可擴展的，交互式的語言。最初為小型的嵌入式電腦設計的，現在它幾乎可以在任何主流的芯片上解譯和編譯，甚至已有多種可直接運行Forth指令的芯片。在電子表格，專家系統，多用戶數據庫，和分布式實時控制系統中有廣泛的應用。表面來看，Forth是一種基於堆棧的概念機。例如要計算（3+4）*5，程序就是：3 4 + 5 *。首先把3和4入堆棧，然後調用+子程序，把堆棧的最頂上兩個元素取出（也就是3和4）進行加法運算，然後把結果入堆棧，然後把5入堆棧，然後調用*子程序，把最頂的2個元素，也就是7和5取出，並進行乘法運算，然後把結果入堆棧，最後的。把結果從堆棧中取出列印。事實上這是一種最簡單有效的概念機。當然Forth遠遠不止這些。
最常用在內建程序，以及系統與過程控制，它也用在微電腦上。主要運用在數據搜集與處理、圖形處理、專家系統，以及實時流程控制等。
樣例程序[編輯]
下面是一個在標準輸出設備上輸出Hello World的簡單程序，這種程序通常作為開始學習編程語言時的第一個程序：
: run-hello \定义一个单词，名字叫run-hello
." Hello, world!" CR ;
run-hello
只有在編譯模式，也就是在定義一個單詞的中使用."指令，才能輸出字符串。
從程序員的角度看Forth[編輯]
用Forth的「追隨者」的話來說，Forth是一種「人機一體」的語言。在程序員的意識中必須要有一台邏輯上的機器（可能是實際的芯片，也可能是虛擬機）。這台機器擁有兩個堆棧（數據堆棧和返回堆棧），一個詞典（在Forth中的詞（word）對應於高級語言的函數或者子程序，若干的詞構成詞典。）一個內部解釋器和一個外部解釋器。
和Forth語言一樣，也是基於堆棧的程序設計語言還有PostScript。基於堆棧的工具還有linux下的計算器dc，在其內部是通過堆棧實現的。
使用Forth開發應用程序與使用其他語言開發應用程序的感受有很大的不同。Forth的一切都是透明的，使用者可以看到每一個功能的實現原理和過程，正是由於這一點，Forth可以作為學習操作系統及編程的非常好的工具。關於Forth編程的特點有一個較為貼切的描述："如果C語言給你的感覺是：它是最好的程序設計語言，那麼使用Forth給你的感覺則是：自己是最好的程序設計師。」
實現[編輯]
在微軟的windows操作系統下，一個很好的Forth系統是Win32Forth。詳見win32forth[4] 。
GNU/Linux系列操作系統下，GForth是GNU對ANS Forth的一個實現，可在gnu網站[5]下載（另有HTTP鏈接[6]，GNU軟件一般推薦通過鏡像站點[7]下載）。下載後，使用通常的configure; make; make install指令即可編譯安裝。GForth還可以內置在著名的文本編輯器Emacs中使用。若出現問題，請閱讀BUILD-FROM-SCRATCH文件。
GForth同時適用於其他系統，例如OS X等UNIX類系統。
引用[編輯]
- ^ 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]. （原始內容存檔於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]. （原始內容存檔於2010-10-24）.
- ^ [1]（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ [2]（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ HTTP鏈接（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 鏡像站點（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
外部連結[編輯]
- FIG（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館），Forth興趣小組，是致力於教育和推廣Forth編程語言的一個全球性的非盈利組織。
- Forth公司主頁（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館），上面有很多經典的Forth學習資料，歷史和教程。
- 中國Forth程序員，Forth程序員社區和資料站。
- Starting Forth（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館），Leo Brodie寫的Forth語言的入門教材，該書的特色是使用大量生動的圖片來說明程序執行的流程。
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