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原作者Tom Napier和Eric Krieg原文引自
曾经有个时期, 们不怯怯乔乔从IBM置备计算机, 和那时一样, 现在们当然也不怯怯乔乔用C讲话来编写嵌入式体系程序。 假若还要再选择一个话, 那通常是汇编讲话, 尽管时髦正在转向Java。 惟有极少程序员纵Forth, 这种讲话组合了汇编讲话速度、 灵和紧缩, 又含有C讲话机关化和易读。 这些为数不多程序员还发觉了Forth能够进步编程临盆率。
在这篇文章中, 我们期望(再一次)先容Forth。 将会骇怪于不须要庞杂工具就能够如此之快和互式地编写和测试嵌入式程序。
编写程序第一步是安排程序行为细节。 有些画步骤图, 有些用程序安排讲话(PDL), 始末和英语类似方法形作序列和测试条件。 完这些以后, 安排就被分红模块, 每一块全部被转可推行代码, 全部事就是编译、 连接、 测试, 这个迭代进程可能会连接多个月。
假若PDL能够间接推行, 就不须要把它翻译另一个讲话, 那该省去几许时间呀! 假若能互式地测试每个程序模块, 确定它能正确地办事, 那不就更轻易了吗? 再假定有一个讲话, 它能够推行得和其它讲话一样快、 只须1K字节运转支拨、 适应ANSI轨范、 能够扩展以餍足应用程序特殊须要, 经过一到两个星期熟识熟练, 天天能够编写出三倍于同伴代码, 那么对这种讲话感兴致吗? 假若是, 请听怎样用Forth来做到这些。 Forth是什么?
从某种意义上说, Forth不是一个讲话, 我们更应该把它看一个为手头任务编写应用讲话程序安排方。 编写大局限程序全部是办事须要而不是编译器须要。 Forth支持须要任何作和语。
Forth了解肯定局限原语字, 它们治理全部通常算术、 逻辑和程序流作, 然则它也有一个肯定格式向讲话到场新字。 能够肯定哪些字能愈加好地形应用, 然后用现有字定义这些字。 一但定义了一个新字, 这个字就变了讲话一局限, 能够用来定义其它字。 起先等级字就是程序自己。
在Forth中, 每个事物是一个字可能是一个数, 它们相互被空格分隔隔离分散。 Forth没有词了解, 语也极少。 没有作符, 没有函数, 没有进程, 没有子程序, 以至没有程序, 惟有字和数。
每个字通知计算机去推行一个清楚出色定义作。 定义一个字以后, 就能够把它作为一个独立元素来测试。 在开端测试时刻不须要完全部程序, 能够在键盘上输入任何一个字, 推行它, 看结束是不是所须要。
Forth也是它自己程序符号调试器, 所以测试一个Forth程序比测试其它讲话程序愈加快。 用增量化方法编写Forth定义、 测试定义。 一但确定一个字能够办事, 就能够把它到场到程序中; 一但定义了起先等级字, 就能够结束编程办事而不须要深入调试。
尽管Forth程序通常是自顶向下安排, 不过须要自底向上编写, 它要求在纵一个字之前先定义它。 不过现实上, Forth程序通常是从两端向中央编写。 开端时刻, 知道所须要程序顶级行为, 也知道和硬件互字必需做事, 于是就有中央办事须要完。
也能够先给某个效一个名字, 在定义之前纵它(假若须要测试编译, 就给它一个空名字)。 一个程序顶级字能够是一个无穷循环, , , 所以我们能够用Forth做PDL。 当然, , 末了还得定义这个字正确行为。
把程序分红可管理自我形小块是每个越程序行为。 所不一样是, 在Forth中, 末了结束是一个可推行程序, 而不是另一个冗长进程开端。 Forth是编译器吗?
Forth是编译, 不过它用户界面是说明。 Forth维护一个它所知道全盘字字典。 每个定义由定义这个字那些字地址列表组(为使代码更短, 在3位可能更长地址机器上能够纵1位记号而不是现实地址)。 编译进程就是把新字和它们定义到场到字典。
因为Forth把源程序中每个字翻译对应地址, Forth编译器就很像是一个汇编器。 图1是Forth编译器完善步骤图, 假若把C讲话编译器步骤图异样地画进去, 那会是一张'x'招贴海报。
图1 Forth编译器完善步骤图
看待源程序中每个字, 这个循环全部要推行一次
把Forth程序想像全部是由子程序组, 可能会对我们了解Forth体系有所助理副理。 因为每个字调用子程序, 所以不须要CALL指令, 它只是一个地址。 在运转时, 一个