Programowanie w systemie UNIX/bc

bc (od ang. basic calculator) jest to język programowania umożliwiający:

• operowanie liczbami w dowolnych systemach liczbowych (wejście możliwe w systemie maksymalnie szesnastkowym, wyjście w dowolnie dużym), ale nie w formacie naukowym
• operowanie liczbami dowolnej precyzji (zarówno przed, jak i po przecinku)
• wykonywanie skryptów
• wczytywanie danych z pliku lub standardowego wejścia. Pozwala to na użycie potoku (ang. pipe)

bc jest preprocesorem dla dc

Podstawowe operacje

Uruchomianie

w konsoli wpisujemy

bc

Jest to podstawowy sposób uruchomienia. Standardowo liczba miejsc po przecinku (ang. scale) jest ustawiona na 0. Nie ładuje biblioteki standardowej.

Uruchomienie z opcją l :

• powoduje załadowanie przy uruchomieniu biblioteki standardowej, zawierającą np. funkcje trygonometryczne
• ustawia liczbę miejsc po przecinku dla dzielenia (ang. scale) na 20 zamiast domyślnego 0
• jest równoważna opcji --mathlib; ładuje standardową bibliotekę matematyczną

bc -l

Pełna składnia:

bc [-hlwsqv] [długie_opcje] [plik...]

W ten sposób możemy wczytać skrypty bc

Kończenie pracy

W celu zakończenia pracy wpisujemy w bc:

quit

albo sekwencje klawiszy:

control-D

Ustawienia

limits

Za pomocą komendy:

limits

sprawdzamy aktualne ustawienia:

BC_BASE_MAX     = 2147483647
BC_DIM_MAX      = 16777215
BC_SCALE_MAX    = 2147483647
BC_STRING_MAX   = 2147483647
MAX Exponent    = 9223372036854775807
Number of vars  = 32767

ibase i obase

Są to 2 specjalne zmienne (ang. special variables) określające podstawę (ang. base) liczb dla wejścia (ibase) i wyjścia (obase).

Najpierw sprawdźmy domyślne ustawienie:

ibase
10
obase
10

Zakres warto sci dla obase wynosi od 2 do 999 a dla ibase od 2 do 16.

Dzięki temu możemy wykonywać konwersje.

scale

Możemy zmienić poprzez:

• uruchomienie (bc lub bc -l)
• ręczne ustawienie: scale= 20
• ustawienie w pliku .bashrc
  • w pliku .bashrc w katalogu domowym dodać BC_ENV_ARGS=~/.bc
  • potem export BC_ENV_ARGS
  • utworzyć plik .bc w katalogu domowym z jedną linią scale=2

BC_LINE_LENGTH

Długość linii wydruku jest określona przez zmienną BC_LINE_LENGTH. Standardowo zmienna nie jest określona.

Przykład:

echo "scale=100;last=10;8/(1+(1/3))" | bc 

powoduje:

6.000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000\
0000000000000000000000000000000001

W celu zmiany tego zachowania:

 export BC_LINE_LENGTH=105

i ponownie

echo "scale=100;last=10;8/(1+(1/3))"|bc

otrzymujemy:

6.0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001

Tryby pracy

Interaktywny

bc

Uruchamiamy bc poprzez wpisanie w konsoli:

bc

otrzymujemy:

bc 1.06.95
Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006 Free Software Foundation, Inc.
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type `warranty'. 

Przykładowe obliczenie:

2^5-1

i wynik:

31

Kończymy pracę lub wprowadzamy nowe obliczenia.

Jeśli chcemy mieś większą dokładność to uruchamiamy z parametrem

bc -l

bc 1.06.95
Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006 Free Software Foundation, Inc.
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type `warranty'.

Sprawdzamy jaka jest dokładność:

scale 

wynik:

20

Wprowadzamy obliczenia:

  
33877456965431938318210482471113262183356704085033125021829876006886584214655562
/
237142198758023568227473377297792835283496928595231875152809132048206089502588927

wynik

.14285714285714285714

Zwiększamy dokładność:

scale=300

Ponownie obliczamy:

33877456965431938318210482471113262183356704085033125021829876006886584214655562
/
237142198758023568227473377297792835283496928595231875152809132048206089502588927

Wynik:

.1428571428571428571428571428571428571428571428571428571428571428571
42857142857147074022034435066432596572477650864745941127410090260162
88824806718611485924504671182507728691759096030983169039376702287127
38977340379914830920623570643668473851880233962854802649343258544237
37842209566161182966664275147

z poziomu bash'a

Z poziomu bash'a przesyłamy dane do bc korzystając z potoku:

echo '57+43' | bc

otrzymujemy wynik:

100

lub inny sposób:

bc <<< 56.8+77.7

otrzymujemy:

134.5

Inny przykład:

bc -l <<< '10.5 / 1'
10.50000000000000000000

Inna metoda:

cru=$(echo $center_im+$r | bc -l)

Skryptowy

Bash'a

Skrypt Bash'a wysyła dane do bc. Odbiera wyniki i zapisuje je do zmiennych (num i den). Wyniki obliczeń z wykorzystaniem tych zmiennych zapisuje do pliku tekstowego

Tutaj

• używamy backtick, aby uruchomić polecenie bc i przypisać dane wyjściowe do zmiennej
• W części dotyczącej opcji ustawiamy zmienne takie jak skala
• Operacje matematyczne są wykonywane w części wyrażeniowej

variable=`echo "options; expression" | bc`

Przykład

add=`echo "scale=4; $num1+$num2" | bc`

Cały skrypt:

#!/bin/bash
# based on the code by Claude Heiland-Allen http://mathr.co.uk/blog/
rot=34
den=$(echo "2^${rot}-1" | bc)
for i in $(seq 0 $((rot-1)))
do
  num=$(echo "2^${i}" | bc)
  echo  "${num}/${den}"
  echo
  echo
done > "${rot}.txt"

Przykłady

liczby zmiennoprzecinkowe w bash

dzięki bc możemy używać liczb zmiennoprzecinkowych w powłoce, także w skryptach

   
#!/bin/bash 
a=1.12
b=0.34
c=$(echo "$a * $b"|bc -l)
echo "$c"

Wynik :

  
b=0.34
c=$(echo "$a * $b"|bc -l)
echo "$c"
.3808

Kolejność wykonywania działań

1/3*2
.66666666666666666666
1/(3*2)
.16666666666666666666

Komentarz dzielenie i mnożenia mają ten sam poziom więc wykonuje się je w kolejności od lewej do prawej

Może to powodować błąd w następującej sytuacji:

1/1*10^-6
.00000100000000000000
1/10^-6
1000000.00000000000000000000

Dzielenie

echo 'scale=25;57/43' | bc

wynik:

1.3255813953488372093023255

Konwersje

Zmiana e na 10

Jak przekształcić 1.0e-2 na 1.0*10^-2?

radius="1.0e-2.0"
rim=`echo ${radius} | sed -e 's/[eE]+*/\\*10\\^/'` 
echo $rim

wynik:

1.0*10^-2.0

zmiana podstawy

Przekształcamy dziesiętną liczbę 12 (ibase = 10) na liczbę binarną (obase = 2)

$ echo 'obase=2;12' | bc

otrzymujemy:

1100

bc
bc 1.07.1
Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006, 2008, 2012-2017 Free Software Foundation, Inc.
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type `warranty'. 
obase=2
scale=300 
3/14
.0011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011011010
scale=100
3.14159265358979323846264338327950288419716939937510
11.00100100001111110110101010001000100001011010001100001000110100110001001100011001100010100010111000000011011100000111001101000100101001000000100100111000001000100010011

zmiana typu

Zmiennoprzecinkowa do całkowitej (obcinanie = trunc):

echo '(4.2-1.3) / 1' | bc

wynik:

2

Nie działa dla liczb ujemnych i gdy scale > 0

Pomoc

Podręcznik offline w aktualnej wersji po polsku (ang. manual) otwiera się po wpisaniu w konsoli polecenia:

man bc

lub:

info bc

Zamykamy podręcznik klawiszem q.

Pomoc online jest zwykle nieaktualna

Wersja:

 bc -v

otrzymujemy:

 bc 1.06.95
 Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006 Free Software Foundation, Inc.

Podobna informacja jest na 1 stronie podręcznika:

WERSJA Niniejszy podręcznik opisuje GNU bc w wersji 1.06.

Zobacz również

• Bash