使用GNU bc在Linux Shell中进行数学运算
在 shell 中使用 bc 更好地做算数,它是一种用于高级计算的数学语言。
大多数 POSIX 系统带有 GNU bc,这是一种任意精度的数字处理语言。它的语法类似于 C,但是它也支持交互式执行语句和处理来自标准输入(stdin
)的数据。因此,它通常是以下问题的答案:“我如何在 Linux shell 中进行数学运算?”这种回应方式在网上很常见:
$ echo "1+1" | bc 2
尽管这是完全正确的,但很少有用户认为,与更直观的方式相比,它很优雅,例如:
$ 1+1 # 这不能工作 2
交互模式要容易一些:
$ bc 1+1 2 quit $
但是交互模式并不总是适合简单计算想要的直观工作流,比如直接输入你想要的计算。因此我推荐 Bluebat 的纯 Bash 计算器。
bc
实际上提供了一种用于高级计算的数学语言。
含高级函数的 mathlib
bc
本身提供了基本的数学函数。你可以在交互式模式下测试它们:
$ bc 3^2 9 (3^2)*(9)/3 27
使用 --mathlib
选项获取高级函数,包括正弦、余弦、正切等。在交互式模式下,你可以测试其中一些。下面是 90 度的余弦:
c(90) -.44807361612917015236
9 的正弦:
s(9) .41211848524175656975
创建你自己的 bc 函数
你还可以在 bc
中创建自己的函数。函数定义以 define
关键字开始,并用大括号括起来。下面是一个输入到交互式会话中的简单函数,它返回给它的任意数字:
$ bc define echo(n) { return (n); }
在同一个交互式会话中,测试一下:
echo(2) 2 echo(-2) -2
bc 中的 if 语句
bc
语言还有各种控制语句,其中最简单的是 if
/else
。语法乍一看可能很熟悉,但在如何处理大括号方面有些不同。请注意,if
语句的 else
子句包含在大括号中,而 then
子句不是,但两者都用分号终止。下面是一个返回数字 n
的绝对值的函数:
define abso(n) { if ( n > 0 ) return (n); { return (-n); } }
在同一个交互式会话中,测试一下:
abso(-5) 5 abso(5) 5
将数据导入 bc
使用交互式会话对于快速计算和实验是可以容忍的,但在退出时会丢失数据,并且在出错时很难编辑。幸运的是,bc
可以从外部文件加载变量和函数。
下面是一个包含两个变量(sol
和 foo
)的文件,以及一个用于查找绝对值的自定义 abso
函数:
sol=299792458 foo=42 define abso(n) { if ( n > 0 ) return (n); { return (-n); } }
将它保存到名为 bcvars.bc
的文件中,以便导入 bc
交互式会话:
$ bc bcvars.bc foo 42 sol 299792458 abso(-23) 23