Linux bc命令實現數學計算器

2022-09-26 13:15:43 字數 3528 閱讀 5369

bash shell 內建了對整數運算的支援,但是並不支援浮點運算,而 linux bc 命令可以很方便的進行浮點運算,當然整數運算也不再話下。

bc 甚至可以稱得上是一種程式語言了,它支援變數、陣列、輸入輸出、分支結構、迴圈結構、函式等基本的程式設計元素,所以 linux 手冊中是這樣來描述 bc 的:

an arbitrary precision calculator language

翻譯過來就是「乙個任意精度的計算器語言」。

在終端輸入bc命令,然後回車即可進入 bc 進行互動式的數學計算。在 shell 程式設計中,我們也可以通過管道和輸入重定向來使用 bc。

本節我們先學習如何在互動式環境下使用 bc,然後再學習如何在 shell 程式設計中使用 bc,這樣就易如反掌了。

在終端輸入 bc 命令,然後回車,就可以進入 bc,請看下圖:

bc 命令還有一些選項,可能你會用到,請看下表。

選項說明

-h | --help

幫助資訊

-v | --version

顯示命令版本資訊

-l | --mathlib

使用標準數學庫

-i | --interactive

強制互動

-w | --warn

顯示 posix 的警告資訊

-s | --standard

使用 posix 標準來處理

-q | --quiet

不顯示歡迎資訊

例如你不想輸入 bc 命令後顯示一堆沒用的資訊,那麼可以輸入bc -q:

使用 bc 進行數學計算是非常容易的,像平常一樣輸入數學表示式,然後按下回車鍵就可以看到結果,請看下圖。

值得一提的是,我們定義了乙個變數 n,然後在計算中也使用了 n,可見 bc 是支援變數的。

除了變數,bc 還支援函式、迴圈結構、分支結構等常見的程式設計元素,它們和其它程式語言的語法類似。下面我們定義乙個求階乘的函式:

其實我們很少使用這麼複雜的功能,大部分情況下還是把 bc 作為普通的數學計算器,求一下表示式的值而已,所以大家不必深究,了解一下即可。

bc有四個內建變數,我們在計算時會經常用到,如下表所示:

變數名作 用

scale

指定精度,也即小數點後的位數;預設為 0,也即不使用小數部分。

ibase

指定輸入的數字的進製,預設為十進位制。

obase

指定輸出的數字的進製,預設為十進位制。

last 或者 .

表示最近列印的數字

【例項1】scale 變數用法舉例:

剛開始的時候,10/3 的值為 3,不帶小數部分,就是因為 scale 變數的預設值為 0;後邊給 scale 指定了乙個大於 0 的值,就能看到小數部分了。

【例項2】ibase 和obase 變數用法舉例:

注意:obase 要盡量放在 ibase 前面,因為 ibase 設定後,後面的數字都是以 ibase 的進製來換算的。

除了內建變數,bc 還有一些內建函式,如下表所示:

函式名作用

s(x)

計算 x 的正弦值,x 是弧度值。

c(x)

計算 x 的余弦值,x 是弧度值。

a(x)

計算 x 的反正切值,返回弧度值。

l(x)

計算 x 的自然對數。

e(x)

求 e 的 x 次方。

j(n, x)

貝塞爾函式,計算從 n 到 x 的階數。

要想使用這些數學函式,在輸入 bc 命令時需要使用-l選項,表示啟用數學庫。請看下面的例子:

在前邊的例子中,我們基本上是一行乙個表示式,這樣看起來更加舒服;如果你願意,也可以將多個表示式放在一行,只要用分號;隔開就行。請看下面的例子:

在 shell 指令碼中,我們可以借助管道或者輸入重定向來使用 bc 計算器。

此處我們並不打算展開講解管道和重定向,不了解的小夥伴請自行百度。

如果讀者希望直接輸出 bc 的計算結果,那麼可以使用下面的形式:

echo "expression" | bc

expression就是希望計算的數學表示式,它必須vfehh符合 bc 的語法,上面我們已經進行了介紹。在 expression 中,還可以使用 shell 指令碼中的變數。

使用下面的形式可以將 bc 的計算結果賦值給 shell 變數:

variable=$(echo "expression" | bc)

variable 就是變數名。

【例項1】最簡單的形式:

[jb51.net]$ echo "3*8"|bc

24[jb51.net]$ ret=$(echo "4+9"|bc)

[jb51.net]$ echo $ret

13【例項2】使用 bc 中的變數:

[jb51.net]$ echo "scale=4;3*8/7"|bc

3.4285

[jb51.net]$ echo "scale=4;3*8/7;last*5"|bwww.cppcns.comc

3.4285

17.1425

【例項3】使用 shell 指令碼中的變數:

[jb51.net]$ x=4

[jb51.net]$ echo "scale=5;n=$x+2;e(n)"|bc -l

403.42879

在第二條命令中,$x表示使用第一條 shell 命令中定義的變數,n是在 bc 中定義的新變數,它和 shell 指令碼是沒關係的。

【例項4】進製轉換:

#十進位制轉十六進製制

[mozhiyan@localhost ~]$ m=31

[mozhiyan@localhost ~]$ n=$(echo "obase=16;$m"|bc)

[mozhiyan@localhost ~]$ echo $n

1f#十六進製制轉十進位制

[mozhiyan@localhost ~]$ m=1e

[mozhiyan@localhost ~]$ n=$(echo "obase=10;ibase=16;$m"|bc)

[mozhiyan@localhost ~]$ echo $n

30借助輸入重定向使用 bc 計算器

可以使用下面的形式將 bc 的計算結果賦值給 shell 變數:

variable=$(bc << eof

expressions

eof)

其中,variable是 shell 變數名,express是要計算的數學表示式(可以換行,和進入 bc www.cppcns.com以後的書寫形式一樣),eof是數學表示式的開始和結束標識(你也可以換成其它的名字,比如 aaa、bbb 等)。

請看下面的例子:

[jb51.net]$ m=1e

[jb51.net]$ n=$(bc << eof

> obase=10;

> ibase=16;

> print $m

> eof

> )

[jb51.net]$ echo $n

30如果你有大量的數學計算,那麼使用輸入重定向就比較方便,因為數學表示式可以換行,寫起來更加清晰明了。

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