forth系统入门指导手册0-11(告一段落)

1、forth系统入门指导手册0-11(告一段落).txt24生活如海，宽容作舟，泛舟于海，方知海之宽阔；生活如山，宽容为径，循径登山，方知山之高大；生活如歌，宽容是曲，和曲而歌，方知歌之动听。第0章 前言 这是一本游戏手册，是的，你没听错，因为forth不能给你带来显而易见的实际利益，几乎没什么公司会招聘一个forth程序员，因为forth太冷门了，所以你只能把它当成一个游戏来玩。 在推销一件东西的时候，吹嘘它的优点是必须的，虽然对forth吹得天花乱坠的溢美词很多，但是冷门还是冷门，所以我也懒得吹了。简单说说它的优缺点吧 优点：可以迅速适应不同的CPU（可移植性好），结构小巧紧凑，模块化优秀，

2、可以自制语法，足够自由。 缺点：与主流语言差异很大，太过自由，过于个性化，只有一个基本的统一标准，对程序员自身思维水平的要求比较高，没有足够的函数库，需要重新发明轮子，使用者稀少，趋近消亡。 本文的目标是让那些有一定编程经验、对forth感兴趣、但是对forth和汇编毫无概念的业余爱好者也能看得懂。这里是forth所有版本的编译器/compilers.html，本文主要是以eforth为例，理由是够简陋。我会把我反复咀嚼过的东西再吐出来喂给你们吃的，哇哈哈哈哈哈！第1章 简单的语法 还记得以前我们是怎样学英文的吗？现在来回顾一下吧 he is a bold

3、 man he ：他 is ：是 a ：一个 bold ： man ：人 我不认得bold这个单词，怎么办？聪明好学的同学提供了一个方法，查字典。OK，那就查吧。 bold：大胆的 好了，现在我知道怎么翻译了，他就是一个胆儿肥的人。以后再遇到不懂的单词，我就知道该去查字典了。 英文是这样，中文也是这样，碰到不懂的字，我们就会去查字典，弄清这个句子里所有的字是什么意思的时候，我们也就完全明白这个句子是什么意思了。 让我们继续翻译 he is a sdf man sdf：胆大的；是bold的同义词 “sdf?你瞎编的吧？”没错，就是瞎编的，而且我还成功忽悠了刚刚学英语的小朋友，这让我很有成就感！但

4、是大朋友们就不那么好忽悠了，他们会用怀疑的目光看着我，然后转过头去翻字典，这让我很没成就感！ 为了将忽悠进行到底，我决定贿赂该字典的出版社，让他们把我瞎编的词收录到他们的字典里，然后自掏腰包出版新字典。这样一来，当大朋友们在字典上查不到sdf时，我会告诉他们说，他们用的是过了期的字典，然后递给他们一本我自费出版的新字典，再然后。他们全信了！这让我的虚荣心得到了极大的满足，哈哈哈哈哈！现在，我可以在跟别人沟通交流时毫无障碍的使用sdf这个流行词了。 以上所说的就是forth里最基本的内容：字，字典，造字。forth里有几十个最基本的字，它们被人称作code字、核心字、原语、一级字等等等等。下一个

5、阶层的字则是由这些最基本的字或本阶层的字组合而成，被称作colon字、扩展字、冒号字、二级字等等等等。拿上面的英文句子举个例子：输入： : he. 他 ; : is. 是 ; : a. 一个 ; : bold. 胆大的 ; : sdfbold ; : man. 人 ; he is a sdf man 屏幕显示：他是一个胆大的人 需要说明的一点就是: bold必须在: sdf之前，否则forth会告诉你没有sdf这个字。 forth的语法就是按顺序执行每一个字，碰到字典里没有的字的时候，就给出提示，并终止运行，这语法够简单吧？ :（冒号）是一个用来定义一个新字的字，;(分号)是一个表示语句结束的

6、字，.是一个用于输出字符串的字，与输出内容用空格隔开。在forth里面，“有且只有”字，这保证了forth整体上的统一性。如果还要再算上一个，那就是空格，它是使用频率最高的符号，用于区分字与字。 有人要问了，为什么要把冒号放在顶头，这不是完全违反了人类的语法习惯？我的回答是，forth这种反人类反社会的语法不是专门给人看的，是给机器看的，但是人也能看懂。就像听老外说中国话，虽然他时不时的反一下人类，但你也能听懂他说的是什么意思。 另一个反人类的语法 1+2=？ 如果你这样询问forth，它会告诉你没有“1+2=?”这个字。那么应该怎么问呢？是这样的，问它“1 2 + .”（“.”是输出十进制数

7、值），然后它会告诉你“3”，再然后你又该骂它反人类反社会了，(_)我想我不需要再重复的解释理由了吧？ 第2章 forth机的基本结构 大家都知道堆栈吧？先进先出的堆和先进后出的栈。什么？你不知道？嗯，内事问百度。什么，你连百度都不想问？你太懒了，我很不喜欢除了自己以外的懒人。 主流编程语言习惯 由编译器自动分配释放栈区（stack） ，存放函数的参数值，局部变量的值等。而堆区（heap） 一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收 。 而forth机的本质就是先进后出的堆栈机（stack computer），很少用到堆，它有两个栈，一个是嵌套调用函数（也就是字）的返回栈（

8、return stack），另一个是存放局部变量的数据栈（data stack） 区别是什么？主流语言需要定义变量，给变量起名，还要考虑这名字好不好懂，会不会跟其他变量名重复。forth不是这样，它需要起名的只有函数（字），而局部变量都是只标明是什么类型的无名变量。某人要问了，没名字的变量怎么调用？嗯，这就是堆栈所要发挥的作用了，我只需要把这些参数按调用的先后顺序扔到堆栈上，然后逐一调用即可。某人继续问，万一函数里的无名参数太多呢，怎么记得住？嗯，多了是记不住，但是为什么要把那么多参数放在一个函数里，你就不会拆分成几个函数，让每个函数只处理1到3个参数吗？让每个函数做好自己的事，各行其职，整个

9、程序不就跟着美好了吗？ 话题扯远了，继续说stack，上一章的1+2=3在堆栈上的表现是这样的： 1 2 + . 1（放入1） 2（放入2） +（先取出2，再取出1，计算得3，存入3） .（取出并显示3） stack的先入后出就是这样第3章 算术练习题1 为了加深你对stack的理解，来几道小学生程度的算术题，以forth的方式，答案在下章结尾。第1题 1+2+3+4第2题 1+2-3+4第3题 1+2*3+4第4题 （1+2）*（3+4）第4章 算术练习题2-我是骗字数的分割线- 不知道你有没有发觉，上一章你输入数据的顺序和你用笔在纸上计算的顺序是一样，这不是巧合，这只是你思路的顺序，而fo

10、rth只是遵照你的思路在执行。这是forth一个很重要的思想人机一体，你本人能解决的问题，forth就一定能解决，只要你能清晰的剖析自己的思路；但如果连你自己都解决不了，也就别指望forth能帮你解决了。 上一章的答案 第1题 1 2 + 3 + 4 + . 第2题 1 2 + 3 - 4 + . 第3题 2 3 * 1 + 4 + . 第4题 1 2 + 3 4 + * . 接下来就是中学水平的计算题了 示例1： Y=X+5 输入某个数X，求Y 解：X 5 + 示例2： Y=a+b*(c+5) 输入某个数X，求Y 解：c 5 + b * a +练习题Y = 12 + (93 * a / 2

11、+ 432*b)/129+c)*2答案在下章第5章 算术练习题3-我是骗字数的分割线-第1种答案：93 a * 2 /432 b * + 129 / c + 2 * 12 + 第2种答案：还记得之前瞎编的那个同义词吗？ : func_a93 * 2 / ; : func_b432 * ; : func_ab+ 129 / ; : func_c+ 2 * 12 + ; a func_a b func_b func_ab c func_c 你是不是觉得第二种方法比第一种更麻烦？既然这样，我这里有3组数据 a=2, b=4, c=6 a=3, b=4, c=5 a=1, b=3, c=6 我用第二种

12、方法算，你用第一种方法算，咱们看看谁算得快。 我只需要输入一遍 : func_a93 * 2 / ; : func_b432 * ; : func_ab+ 129 / ; : func_c+ 2 * 12 + ; a func_a b func_b func_ab c func_c 再输入三遍 a func_a b func_b c func_c 就可以了。 你就老老实实的把那一连串的字符输入三遍吧！思考题 虽然我输入的字符比较少，但是如果数据成百上千，那工作量也够大的，能不能让输入的工作量再少点？第6章 先入后出的stack-茁壮成长的分割线- 继续上一章的思考题 第二种解法重复输入的时候需

13、要输入3个参数和3个自定义的字，3个参数是必不可少的，3个定义字却还能再简化成1个定义字，所以我打算做成a b c func_y，那么输入a b c之后 a b c 按照算式的逻辑，我们应该先从a开始算起，但是，c却把出口堵住了，再瞄了一下c的后面，b也不是什么好鸟。没办法，我只好亲自协管一下，我就不信我不能把这事给管斜了。让a享受最高待遇，让c去垫底，让b夹当中。嗯，现在看起来和谐多了 c b a 首先是a : func_a93 * 2 / ; 假设a func_a计算得出A c b A 然后轮到b了，但是这时候A又开始堵门了。还要协管吗？可A是算出来的，不能像刚开始那样直接协管了。 还记得

14、forth一共有两个stack吗？我们之前一直在用的是数据栈（data stack），而现在我们就要用到返回栈（return stack）了。操作字是r和r（注：eforth的系统命令都是大写字母），这字义很形象吧，不用我解释了吧？ 先把大A从DS扔到RS上，然后我们再来收拾小b r DS c b RS A : func_b432 * ; b func_b DS c B 接下来把A拉回来 r DS c B A RS 再让A、B合体 : func_ab+ 129 / ; B A func_ab DS c AB 最后就轮到我们仅存的未经处理的小c了 : func_c+ 2 * 12 + ; C 完

15、整的程序 : func_a93 * 2 / ; : func_b432 * ; : func_ab+ 129 / ; : func_c+ 2 * 12 + ; : func_yfunc_a r func_b r func_ab func_c ; c b a func_y 如果我想用 a b c func_y的这种写法呢?这个问题给你去想第7章 栈顶元素的使用规则和注释 forth在使用栈顶元素的时候有个规则，就是每个元素只能使用一次，使用过后就会被抹去，例如 1 1 .（显示1） 所以在定义一个新字的时候，通常会给这个字加以注释 ( n - ) : . ; ( n1 n2 - n3 ) : +

16、 ; 括号是forth的注释字，就像C语言里的/，强调一下，括号也是“字”，所以必须用空格隔开 -左边代表你要使用的栈元素，-右边代表使用之后去掉刚刚使用过的栈元素之后的变化。 为什么有这种用过就丢的设定？其实forth不是不能保留，但是从大多数时候来看，只需要用一次的情况居多，所以就选择了这种用过就丢的设定。 那么如果想重复使用同一个元素呢？forth提供了dup(n - n n )、over(n1次栈顶 n2栈顶 - n1 n2次栈顶 n1栈顶)和2dup( n1 n2 - n1 n2 n1 n2 ) 例如，显示两次 3 dup . . 其余两个字自己去试第8章 条件判断 forth的if

17、( n - )依然是反人类的，具体情况如下 条件 if 真情况 else 假情况 then 例子 ( n - ) : test if . true else . false then ; 1 test 2 test 0 test 测试结果是0为假情况，非0为真情况 一直忘了说，冒号是把 test 这个字加入字典，但并不执行。另外，需要执行的语句不需要加上分号。 在字写入字典之后即可输入参数进行测试，这也是forth的优点之一容易测试。 (n1 n2 - T|F ) : ; forth提供了小于号，比较栈顶两个元素大小 如果n1n2 ，则换上一个-1（非0，TRUE，真） 如果n1不n2， 则换

18、上一个0（0，FALSE，假） 再试试上面的那个test 3 5 test forth还提供了一个swap( n1 n2 - n2 n1 )，用于交换栈顶和次栈顶 3 5 swap test 现在我想从两个数里挑出比较小的那个 ( n1 n2 - n ) : min2dup r ( x n - x n) for dup next ( x n - x x x x x x x x x x x .) r for * next ; ( x x x x x x x x x x x . - x ) 100 Ncifang （你见过摩天大楼吗？我不但见过，还亲手盖了一座，用栈元素） 写法2：（这个就很省st

19、ack了，给个提示，用over） 记住，写forth程序的时候，心里一定要有两个堆栈。第11章 核心字 核心字是forth中用其他语言（例如汇编、c等等，如果你不用考虑速度问题，还可以用其他高级语言）编写的字，构成形式与forth的语法完全不同，而扩展字则是用核心字组合而来。所以，扩展字只跟核心字的名字和与名字相应的功能有关，与编写核心字的语言无关，这也是forth容易移植的原因，你只需要重新编写几十个核心字，就可以快速的移植。核心字分类计算： um+ um* um/mod ur r drop dup swap 内存读写：! c! c系统相关：push execute exit sp sp!输入：key?输出：emit 退出：bye以上是一些常见的核心字，各个版本的forth选定的核心字数量不一，各自有各自的考虑，这也是forth自由与混乱的源头。核心字相对较多，运行速度也就相对较快，核心字越少，运行速度越慢，传说曾经有人做了一个只有13个核心字的forth，速度就不用提了。有时候为了提高速度，也