Icon (编程语言)
2021-02-24 00:34:13
Icon是一门非常高级编程语言，有着“目的（goal）导向执行”特征和管理字符串和文本模式的很多设施。它与SNOBOL和SL5字符串处理语言有关。Icon不是面向对象的，但在1996年开发了叫做Idol的面向对象扩展并最终变成了Unicon。
Icon语言是衍生自ALGOL类的结构化编程语言，因而有着类似C或Pascal的语法。Icon最类似于Pascal的是，使用了:=语法的赋值，procedure关键字和类似的语法。在另一方面，Icon使用C风格的花括号来结构化执行分组，并且程序开始于运行叫做main的过程。
Icon还在很多方面分享了多数脚本语言（还有SNOBOL及SL5）的特征：变量不需要声明，类型是自动转换的，就说数字和字符串可以自动来回转换。另一个常见于很多而非全部的脚本语言的特征是，缺少行终止字符；在Icon中，不结束于分号的行由暗含的分号来终结，如果这有意义的话。
过程是Icon程序的基本建造块。尽管它们使用Pascal名称，但工效上更像C函数并可以返回值；在Icon中没有function关键字。
procedure doSomething(aString) write(aString) end
目的导向执行
Icon的关键概念之一就是其控制结构基于表达式的“成功”或“失败”，而非大多数其他编程语言中的布尔逻辑。这个特征直接派生自SNOBOL，在其中任何模式匹配和/或替换操作，都可以跟随着成功和/或失败子句，它指定在这个必备条件下要分支到一个语句标签。在这种目的导向分支模型下，一个简单的比较如if a < b不意味着：“如果对右侧的操作运算的求值为真”，就像在多数语言中那样；转而它的意味更像是：“如果对右侧的操作运算成功了”。在这种情况下， < 算子成功，如果这个比较为真，所以结束结果是相同的。此外， < 算子如果成功返回它的第二个实际参数，允许像if a < b < c这样的事情，在多数语言中平常类型的比较下必须写为两个不等式的结合比如if (a < b) && (b < c)。
Icon对所有流程控制使用成功或失败，所以如下这个简单代码：
if a := read() then write(a)
将复制一行标准输入到标准输入。即使read()导致一个错误它都会工作，例如，如果文件不存在。在这种情况下语句a := read()会失败，而写操作简单的不调用。
成功和失败将通过函数“向上”传递，意味着在嵌套函数（英语：nested function）内的失败将导致调用它的函数也失败。例如，下面是复制整个文件的一个程序：
while write(read())
在read()命令失败的时候，比如在文件结束之处，失败将沿着调用链上传，而write()也会失败。while作为一个控制结构，在失败时停止。类型的例子可以用伪代码写成（使用类似Java的语法）：
try { while ((a = read()) != EOF) { write(a); } } catch (Exception e) { // do nothing, exit the loop } 这种情况需要两个比较：一个用于文件结束（EOF）而另一个用于所有其他错误。因为Java不允许异常作为逻辑元素来比较，就像Icon中那样，转而必须使用冗长的try/catch语法。try块还强加了性能上的惩罚，即使没有异常抛出，Icon避免了这种分配的代价。
Icon称谓这个概念为“目的导向执行”，指称这种只要某个目的达到执行就继续的方式。在上面的例子中目的是读整个文件；读命令在有信息读到的时候成功，而在没有的时候失败。目的因此直接编码于语言中，不用再去检查返回码或类似的构造。
在Icon中表达式经常返回一个单一的值，例如x < 5，将求值并且如果x的值小于5则成功，否则失败。但是，很多表达式在返回值的同时，不“立即”返回成功或失败。下面用every和to来驱动例子；every导致to继续返回值，直到失败。
这是Icon中的一个关键概念，叫做生成器。生成器驱动了在语言中多数的循环功能，但是不需要在每次迭代都显式循环比较值。
在Icon的用语中，一个表达式活函数的求值产生一个“结果序列”。结果序列包含这个表达式或函数生成的所有可能的值。在结果序列被耗尽的时候，这个表达式或函数失败。完成在结果序列上的迭代，要么隐式的通过Icon的目的导向求值，要么显式的通过every子句。
Icon包括一些生成器建造器。“轮选器”（alternator）语法允许一系列项目被生成于一个序列中，直到其中一个失败：
1 | "hello" | x < 5
可以生成1、hello和5如果x小于5的话。轮选器在很多情况下可以读作“或”，例如：
if y < (x | 5) then write("y=", y)将写出y的值，如果它小于x或5。Icon在内部从左至右的检查所有的值，直到一个成功，或列表成空从而它返回一个失败。函数将不被调用，除非求值它们的形式参数成功，所以这个例子可以简写成：
write("y=", (x | 5) > y)另一个简单的生成器是to，它生成整数的列表；every write(1 to 10)将调用write()10次。“叹号语法”生成一个列表的所有项目；every write(!aString)将输出aString的每个字符于一个新行上。
这个概念对于字符串操作是很强大的。多数语言包含一个函数叫做find或indexOf，返回一个字符串在另一个字符串中的位置。例如：
s = "All the world's a stage. And all the men and women merely players"; i = indexOf("the", s)这将返回4，这是单词"the"的首次出现位置（假定索引起始于0）。要得到"the"的下一个实例，必须使用替代的形式：
i = indexOf("the", s, 5)在结束处的5应当从位置5可是查找。所以要提取出"the"的所有出现，必须使用循环：
s = "All the world's a stage. And all the men and women merely players"; i = indexOf("the", s) while i != -1 { write(i); i = indexOf("the", s, i+1); }在Icon中，find函数是个生成器，在每次被恢复（resume）的时候，它将返回这个字符串的下一个实例，直到它达到字符串结束处而失败。相同的代码可以写为：
s := "All the world's a stage. And all the men and women merely players" every write(find("the", s))find在每次被every恢复的时候，将返回"the"的下一个实例的索引，最终达到字符串结束处并失败。
当然人们有时会想要找到在输入中某点之后的一个字符串，例如，扫描包含多列数据的一个文本文件。目的导向执行也能起效：
write(5 < find("the", s))只返回"the"出现在位置5之后的那些位置；否则比较会失败。成功的比较返回右手侧的结果，所以把find放置到这个比较的右手侧是重要的。如果写成了：
write(find("the", s) > 5)则写出来的是5而不是find的结果。
Icon增加了一些循环经过生成器的控制结构。every类似于while，循环经过一个生成器的所有项目，在失败时退出：
every k := i to j do write(someFunction(k))
while重新求值第一个结果，而every产生所有结果。every语法实际上以类似于在Smalltalk下的块的风格，将值注入函数中。例如，上面的循环可以用这种方式重新写为：
every write(someFunction(i to j))
生成器可以定义为使用suspend关键字的过程：
procedure findOnlyOdd(pattern, theString) every i := find(pattern, theString) do if i % 2 = 1 then suspend i end
这个例子在theString上循环，使用find来查找pattern。当找到一个位置并且它是奇数的时候，用suspend从这个函数返回这个位置。不同于return，suspend记住这个生成器的状态，允许在下次迭代时在上次中止的地方恢复。
Icon有个特征使得处理字符串更加容易。“扫描”系统重复的在一个字符串上调用函数：
s ? write(find("the"))是前面例子的简短形式。在这个情况下，find函数的“主语”被放置在形式参数之外，就是问号之前。Icon函数签名标识主语形式参数，所以它可以用这种方式提升起来。
子字符串可以使用在方括号内的一个范围规定从字符串中提取出来。范围规定可以返回到一个单一字符的一个点，或字符串的一个分片（slice）。字符串可以从左或从右索引。在一个字符串内的位置被定义为在字符之间：1A2B3C4，也可以从右规定：−3A−2B−1C0。例如：
"Wikipedia" == "W" "Wikipedia" == "k" "Wikipedia" == "a" "Wikipedia" == "Wi" "Wikipedia" == "ia" "Wikipedia" == "iki"
这里的最后的例子展示了使用长度而非结束位置。
子字符串规定可以用作字符串内的左值。这可以被用来把字符串插入到另一个字符串，或删除字符串的某部分。例如：
s := "abc" s := "123" #s现在的值是"a123c" s := "abcdefg" s := "ABCD" #s现在的值是"abABCDefg" s := "abcdefg" s := "" #s现在的值是"abefg"
Icon的下标索引是在元素之间的。给定字符串s := "ABCDEFG"，索引是1A2B3C4D5E6F7G8。分片s是在索引3和5之间的字符串，它是字符串"CD"。
Icon还有建造列表（或数组）的结构：
aCat :=
在列表内的项目可以具有任何类型，包括其他结构。为了建造更大的列表，Icon包括了list生成器；i := list(10, "word")生成包含"wold"的10个复本的一个列表。
就像其他语言中的数组，Icon允许项目按位置来查找，比如weight := aCat。就像字符串那样，索引是在元素之间的，可以通过指定范围来获得列表的分片，比如aCat产生列表
“叹号语法”列举一个范围。例如every write(!aCat)将打印出4行，每行一个元素。
Icon包括堆栈类函数，push和pop允许用数组形成堆栈和队列的基础。
Icon还通过“表格”包括了集合和关联数组的功能：
symbols := table(0) symbols := 1 symbols := 2
这个代码建立使用的0作为任何未知键的缺省值的一个table。接着向它增加了两个项目，具有键"there"和"here"，和分别的值1和2。
Icon的强力特征之一是字符串扫描。扫描算子?，保存当前的字符串扫描环境并建立一个新的字符串扫描环境。字符串扫描环境构成自两个关键字变量，&subject和&pos，这里的&subject是要扫描的字符串，而&pos是在这个主语字符串内的“游标”或当前位置。例如：
s := "this is a string" s ? write("subject= pos=")将产生：
subject= pos=
内建和用户定义的函数可以被用来在要扫描的字符串上移动起来。很多内建函数缺省采用&subject和&pos（例如find函数）。下列例子将写出在一个字符串内所有空白界定出的word：
s := "this is a string" s ? { # 建立字符串扫描环境 while not pos(0) do { # 测试字串结束 tab(many(' ')) # 跃过任何空白 word := tab(upto(' ') | 0) # 下一个word是直到下一个空白或行结束 write(word) # 写这个word } }一个更复杂的例子演示了在这个语言内生成器和字符串扫描的集成：
procedure main() s := "Mon Dec 8" s ? write(Mdate() | "not a valid date") end # 定义一个匹配函数 # 它返回匹配day month dayofmonth的一个字符串 procedure Mdate() # 定义一些初始值 static dates static days initial { days := dates := } every suspend (retval <- tab(match(!days)) || # 匹配一个day =" " || # 跟随着一个空白 tab(match(!dates)) || # 跟随着一个month =" " || # 跟随着一个空白 matchdigits(2) # 跟随着至少2位数字 ) & (=" " | pos(0) ) & # 要么是空白要么是字符串结束 retval # 最终返回这个字符串 end # 返回n位数字的一个字符串的匹配函数 procedure matchdigits(n) suspend (v := tab(many(&digits)) & *v <= n) & v end惯用法expr1 & expr2 & expr3返回最后的表达式的值。
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