После компиляции pForth самое время разобраться, как в принципе работают программы на Форт. И как добавлять свои форт-слова на языке С.
Решил сделать собственную, максимально простую программу для перевода градусов Цельсия в Фаренгейты и обратно. Когда-то я видел пример такой программы на Форт. Это классика, попробую сделать её без примера под рукой. Как переводить из градусов Цельсия в Фаренгейты и обратно читаем на AAA Math, великолепный онлайн-справочник.
Для программирования используем pForth, который мы скомпилировали раньше. Если у вас нет pForth, можно вернуться на два шага назад и собрать его:
Перевод градусов Фаренгейта в градусы Цельсия
- Вычитаем из градусов Фаренгейта 32.
- Умножаем результат на 5/9.
То, что это дробь критично для Форт, мы будем придерживаться цельночисленной арифметики. Никаких десятых долей градуса ни в исходных данных, ни в результате. Потеря точности будет очень умеренная.
Определяем слово F>C
Короткие названия - традиция Форт. Когда-то приходилось умещать программы в “экраны”, фрагменты примерно по 2 кБ из-за аппаратных ограничений. К счастью, сегодня таких ограничений нет, можно давать говорящие имена, но буду придерживаться ретро-традиции.
Алгоритм, фактически, приведён в предыдущем разделе. Осталось превратить его в форт-слово.
: F>C ( n -- n ) 32 - 5 * 9 / ;
Можно сразу испытать слово на примере из описания методики перевода.
Перевод градусов Цельсия в градусы Фаренгейта
- Умножаем температуру в градусах Цельсия на 9/5.
- Добавляем смещение в 32 градуса.
Аналогично примеру выше - вся арифметика цельночисленная. pForth “умеет” дробную арифметику и можно было бы определить слово FF>C, где первый F означает число с плавающей точкой. В языке Си тоже нужно было бы определить две разных функции для вычислений с целыми числами и числами с плавающей точкой. На C++ и многих других языках можно было бы использовать их продвинутые возможности и определить одну функцию для обоих случаев. И Си и Форт - простые, старые языки программирования, поэтому придётся иметь дело с примерно одинаковыми проблемами.
Определяем слово C>F
: C>F ( n -- n ) 9 * 5 / 32 + ;
Здесь подсказка ( n - n ) это, фактически, комментарий. Он показывает, что солово берёт со стека одно число - n и возвращает одно число - n. У pForth есть вомзожность использовать локальные переменные внутри слова, возможно я дойду до примера, где это будет полезно. С другой стороны, такая возможность работает только на некоторых реализациях Форт, программа сразу потеряет в переносимости.
Проверяем пример.
Оба примера дали ожидаемый результат с учётом отбрасывания дробной части. Можно было бы запустить серию тестов. Но у Форт нет развитых средств тестирования. Это простое слово и можно быть уверенным, что ошибки тут нет.
А это уже преимущество языка. В Форт можно определить сложное слово, но так обычно не делают. Задача разбивается на настолько маленькие кусочки-слова, что они понятны даже не смотря на специфический синтаксис Форта. В данном случае такое программирование поощряет и сам язык и традиция программирования на нём. Когда все параметры передаются через стек, вызов коротких слов почти ничего не “стоит” программисту, не нужно оформлять вызов функции с параметрами. Низкая цена вызова слов-функций = частое использование этой особенности языка.
Сохраняем программу
Форт позволяет сохранить определённые ранее слова. Т.е. можно сохранить исходный код, а можно сохранить словарь, “скомпилированный” из исходного кода. Разумеется, исходный код программ хранить нужно. Поэтому создаём файл convert.fth с обоими словами, определёнными выше. Там же можно делать комментарии, начинающиеся с \ . Я сохранил файл на GitHub, конечно. А локально в ту же папку, где лежит pforth.exe. Теперь можно запустить pforth и набрать include convert.fth. Форт загрузит и скомпилирует словарь.
Можно сохранить словарь. Назвать конкретные плюсы этого я не могу. Исходное определение слова можно восстановить декомпиляцией, которую Форт умеет делать хорошо. В pForth достаточно набрать ‘SEE F>C’ и Форт восстановит определение слова. Но, насколько я понял, нельзя подгружать несколько словарей. Так что в виде словаря имеет смысл хранить разве что целую программу, чтобы её можно было запускать из командной строки.
Сохраняем словарь командой c" custom.dic" SAVE-FORTH. Потом можно будет загрузить этот словарь из командной строки:
pforth.exe -dcustom.dic
Неожиданные сложности с использованием libSDL из Форт
Я засел за Форт, чтобы сделать графические расширения, позволяющие рисовать подобно тому, как это сделано в PostScript.
Вообще, в Форт довольно легко определять слова на языке Си. Пользовательские слова находятся в файле csrc\pfcustom.c. Всё настолько просто, что я даже разобрался с тем, как это делать и смог определить своё слово. Но библиотека SDL оказалась очень капризной. Для нормальной работы ей нужен вызов из int main(int argc, char *argv[]). Смотри пример в “Эксперементируем с libSDL в Windows”.
В случае же Форт придётся прятать вызов в глубинах программы, в файле pfcustom.c. Как я понимаю, работать libSDL будет, только если спрятать создание окна прямо в главном файле pf_main.c, где “правильно” определена функция main, а в других местах только управлять уже инициализированным libSDL. В принципе, это возможно. Всё равно я модифицирую исходный код. Но теперь задача выглядит даже более сложной, чем раньше.
