bc学习笔记

博主： wjm
发布时间：2021 年 07 月 02 日
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1786字数
分类： Shell

Bash Shell 内置了对整数运算的支持，但是并不支持浮点运算，而 Linux bc 命令可以很方便的进行浮点运算，当然整数运算也不再话下。

bc 甚至可以称得上是一种编程语言了，它支持变量、数组、输入输出、分支结构、循环结构、函数等基本的编程元素

# 基础用法

## bc命令选项

<table style="width: 300px" align="center">
<tbody>
<tr><th>选项</th><th>说明</th></tr>
<tr><td>-h | --help</td><td>帮助信息</td></tr>
<tr><td>-v | --version</td><td>显示命令版本信息</td></tr>
<tr><td>-l | --mathlib</td><td>使用标准数学库</td></tr>
<tr><td>-i | --interactive</td><td>强制交互</td></tr>
<tr><td>-w | --warn</td><td>显示 POSIX 的警告信息</td></tr>
<tr><td>-s | --standard</td><td>使用 POSIX 标准来处理</td></tr>
<tr><td>-q | --quiet</td><td>不显示欢迎信息</td></tr>
</tbody>
</table>

## 运算符

<table style="width: 200px" align="center">
<tbody>
<tr><th>符号</th><th>功能</th></tr>
<tr><td>基本运行符</td><td></td></tr>
<tr><td>+</td><td>加法</td></tr>
<tr><td>-</td><td>减法</td></tr>
<tr><td>*</td><td>乘法</td></tr>
<tr><td>/</td><td>除法</td></tr>
<tr><td>^</td><td>指数</td></tr>
<tr><td>%</td><td>取余</td></tr>
<tr><td>赋值运算符</td><td></td></tr>
<tr><td>++</td><td>自增1</td></tr>
<tr><td>--</td><td>自减1</td></tr>
<tr><td>=</td><td>赋值</td></tr>
<tr><td>+=</td><td>加且赋值</td></tr>
<tr><td>-=</td><td>减且赋值</td></tr>
<tr><td>*=</td><td>乘且赋值</td></tr>
<tr><td>/=</td><td>除且赋值</td></tr>
<tr><td>关系运算符</td><td></td></tr>
<tr><td>></td><td>大于</td></tr>
<tr><td>>=</td><td>大于等于</td></tr>
<tr><td><</td><td>小于</td></tr>
<tr><td><=</td><td>小于等于</td></tr>
<tr><td>==</td><td>等于</td></tr>
<tr><td>!=</td><td>不等于</td></tr>
<tr><td>逻辑运算符</td><td></td></tr>
<tr><td>&&</td><td>逻辑与</td></tr>
<tr><td>||</td><td>逻辑或</td></tr>
<tr><td>!</td><td>逻辑非</td></tr>
</tbody>
</table>

<span style="color:#b22222;">注意：关系运算符和逻辑运算符产生的结果是布尔值。</span>

## 内置变量

<table style="width: 650px" align="center">
<tbody>
<tr><th>变量名</th><th>作 用</th></tr>
<tr><td>scale</td><td>指定精度，也即小数点后的位数；默认为 0，也即不使用小数部分。</td></tr>
<tr><td>ibase</td><td>指定输入的数字的进制，默认为十进制。</td></tr>
<tr><td>obase</td><td>指定输出的数字的进制，默认为十进制。</td></tr>
<tr><td>last 或者 .</td><td>表示最近打印的数字</td></tr>
</tbody>
</table>

<span style="color:#b22222;">注意：obase 要尽量放在 ibase 前面，因为 ibase 设置后，后面的数字都是以 ibase 的进制来换算的。</span>

## 内置函数

<table style="width: 400px" align="center">
<tbody>
<tr><th>函数名</th><th>作用</th></tr>
<tr><td>s(x)</td><td>计算 x 的正弦值，x 是弧度值。</td></tr>
<tr><td>c(x)</td><td>计算 x 的余弦值，x 是弧度值。</td></tr>
<tr><td>a(x)</td><td>计算 x 的反正切值，返回弧度值。</td></tr>
<tr><td>l(x)</td><td>计算 x 的自然对数。</td></tr>
<tr><td>e(x)</td><td>求 e 的 x 次方。</td></tr>
<tr><td>j(n, x)</td><td>贝塞尔函数，计算从 n 到 x 的阶数。</td></tr>
</tbody>
</table>

要想使用这些数学函数，在输入 bc 命令时需要使用`-l`选项，表示启用数学库。

## 在交互式环境下使用 bc

使用 bc 进行数学计算是非常容易的，像平常一样输入数学表达式，然后按下回车键就可以看到结果，请看下图。

## 在 Shell 中使用 bc 计算器

在 Shell 脚本中，我们可以借助管道或者输入重定向来使用 bc 计算器。* 管道是 Linux 进程间的一种通信机制，它可以将前一个命令（进程）的输出作为下一个命令（进程）的输入，两个命令之间使用竖线`|`分隔。

* 通常情况下，一个命令从终端获得用户输入的内容，如果让它从其他地方（比如文件）获得输入，那么就需要重定向。

此处我们并不打算展开讲解管道和重定向，不了解的小伙伴请自行百度。#### 借助管道使用 bc 计算器

如果读者希望直接输出 bc 的计算结果，那么可以使用下面的形式：echo "expression" | bc

`expression`就是希望计算的数学表达式，它必须符合 bc 的语法，上面我们已经进行了介绍。在 expression 中，还可以使用 Shell 脚本中的变量。

使用下面的形式可以将 bc 的计算结果赋值给 Shell 变量：variable=$(echo "expression" | bc)

variable 就是变量名。

【实例1】最简单的形式：

```bash
$ echo "3*8"|bc
$ 24
$ ret=$(echo "4+9"|bc)
$ echo $ret
$ 13
```

【实例2】使用 bc 中的变量：

```
$ echo "scale=4;3*8/7"|bc
$ 3.4285
$ echo "scale=4;3*8/7;last*5"|bc
$ 3.4285
$17.1425
```

【实例3】使用 Shell 脚本中的变量：

```
$ x=4
$ echo "scale=5;n=$x+2;e(n)"|bc -l
$ 403.42879
```

在第二条命令中，`$x`表示使用第一条 Shell 命令中定义的变量，`n`是在 bc 中定义的新变量，它和 Shell 脚本是没关系的。

【实例4】进制转换：

```
#十进制转十六进制
[mozhiyan@localhost ~]$ m=31
[mozhiyan@localhost ~]$ n=$(echo "obase=16;$m"|bc)
[mozhiyan@localhost ~]$ echo $n
1F
#十六进制转十进制
[mozhiyan@localhost ~]$ m=1E
[mozhiyan@localhost ~]$ n=$(echo "obase=10;ibase=16;$m"|bc)
[mozhiyan@localhost ~]$ echo $n
30
```

#### 借助输入重定向使用 bc 计算器

可以使用下面的形式将 bc 的计算结果赋值给 Shell 变量：variable=$(bc << EOF
expressions
EOF
)

其中，`variable`是 Shell 变量名，`express`是要计算的数学表达式（可以换行，和进入 bc 以后的书写形式一样），`EOF`是数学表达式的开始和结束标识（你也可以换成其它的名字，比如 aaa、bbb 等）。

请看下面的例子：

```
$ m=1E
$ n=$(bc << EOF
> obase=10;
> ibase=16;
> print $m
> EOF
> )
$ echo $n
30
```

如果你有大量的数学计算，那么使用输入重定向就比较方便，因为数学表达式可以换行，写起来更加清晰明了。

# 进阶用法

除了变量，bc 还支持函数、循环结构、分支结构等常见的编程元素，它们和其它编程语言的语法类似。

## 注释

注释有两种：

- 多行注释  /* */
- 单行注释 #

## 特殊表达式

下面的内容是几个内置的特殊表达式，也有些资料将它们定义为特殊运算符。
我个人认为这些可能是内置的一些拥有某些功能的函数，下面的表达式在调用。

length(3.5)   取length
scale(3.5)  取scale
sqrt(9)   取根号
read()  从标准输入读

## 语句和输出

**语句：**
1+1
2+2
等价于1+1;2+2，都会返回两行 2  4 。
但是给变量赋值是不会输出值得，故1+1;2+2;a=3;b=4 还是返回两行2 4。
故：分隔符是 分号或者回车，纯赋值不会产生输出，表达式会以obase进制输出到标准输出
a=1 无输出    (a=1)会输出1，因为()是表达式

**输出：**
输出可以用print， 如print a,b,c,d
可使用字符串 "abc\n"
可以使用print实现格式化输了，如下图所示。

## 自定义函数

**模板：**

```
define [可选void] 函数名(参数列表[如：a, b, array[]]) {
	auto m,n,l;
	....
	return 45;
}
```

auto 声明的是局部变量，数组参数用array[]表示，返回值写了void的就不会打印最终返回值，

下图的操作定义一个了求阶乘的函数：

## 流程控制

下列语句的使用方式跟C语言类似

- if
- for
- while
- return
- break
- continue
- {}

# 其它一些计算指令

- dc  指令复杂些，更像是老式计算器
- expr 如expr 3 + 4  主要是后面每个数字符号之间都得加空格
- echo 如echo $((3+4)) echo $((16#CC)) 主要是多加()让他产生计算的意义
- awk 如'BEGIN{a=3+2;print a}'

# 参考资料：

[Linux bc命令详解：一款数学计算器](http://c.biancheng.net/view/2680.html)
[Oracle Solaris手册](https://docs.oracle.com/cd/E56344_01/html/E54075/bc-1.html)
[bc命令详解](https://www.cnblogs.com/machangwei-8/p/10388510.html)

```

最后修改：2021 年 07 月 03 日 03 : 11 AM

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wjm • 2021 年 07 月 02 日

Bash Shell 内置了对整数运算的支持，但是并不支持浮点运算，而 Linux bc 命令可以很方便的进行浮点运算，当然整数运算也不再话下。

bc 甚至可以称得上是一种编程语言了，它支持变量、数组、输入输出、分支结构、循环结构、函数等基本的编程元素

# 基础用法

## bc命令选项

## 运算符

<span style="color:#b22222;">注意：关系运算符和逻辑运算符产生的结果是布尔值。</span>

## 内置变量

<span style="color:#b22222;">注意：obase 要尽量放在 ibase 前面，因为 ibase 设置后，后面的数字都是以 ibase 的进制来换算的。</span>

## 内置函数

要想使用这些数学函数，在输入 bc 命令时需要使用`-l`选项，表示启用数学库。

## 在交互式环境下使用 bc

使用 bc 进行数学计算是非常容易的，像平常一样输入数学表达式，然后按下回车键就可以看到结果，请看下图。

## 在 Shell 中使用 bc 计算器

* 通常情况下，一个命令从终端获得用户输入的内容，如果让它从其他地方（比如文件）获得输入，那么就需要重定向。

此处我们并不打算展开讲解管道和重定向，不了解的小伙伴请自行百度。#### 借助管道使用 bc 计算器

如果读者希望直接输出 bc 的计算结果，那么可以使用下面的形式：echo "expression" | bc

`expression`就是希望计算的数学表达式，它必须符合 bc 的语法，上面我们已经进行了介绍。在 expression 中，还可以使用 Shell 脚本中的变量。

使用下面的形式可以将 bc 的计算结果赋值给 Shell 变量：variable=$(echo "expression" | bc)

variable 就是变量名。

【实例1】最简单的形式：

```bash
$ echo "3*8"|bc
$ 24
$ ret=$(echo "4+9"|bc)
$ echo $ret
$ 13
```

【实例2】使用 bc 中的变量：

```
$ echo "scale=4;3*8/7"|bc
$ 3.4285
$ echo "scale=4;3*8/7;last*5"|bc
$ 3.4285
$17.1425
```

【实例3】使用 Shell 脚本中的变量：

```
$ x=4
$ echo "scale=5;n=$x+2;e(n)"|bc -l
$ 403.42879
```

在第二条命令中，`$x`表示使用第一条 Shell 命令中定义的变量，`n`是在 bc 中定义的新变量，它和 Shell 脚本是没关系的。

【实例4】进制转换：

#### 借助输入重定向使用 bc 计算器

可以使用下面的形式将 bc 的计算结果赋值给 Shell 变量：variable=$(bc << EOF
expressions
EOF
)

请看下面的例子：

```
$ m=1E
$ n=$(bc << EOF
> obase=10;
> ibase=16;
> print $m
> EOF
> )
$ echo $n
30
```

如果你有大量的数学计算，那么使用输入重定向就比较方便，因为数学表达式可以换行，写起来更加清晰明了。

# 进阶用法

除了变量，bc 还支持函数、循环结构、分支结构等常见的编程元素，它们和其它编程语言的语法类似。

## 注释

注释有两种：

- 多行注释  /* */
- 单行注释 #

## 特殊表达式

length(3.5)   取length
scale(3.5)  取scale
sqrt(9)   取根号
read()  从标准输入读

## 语句和输出

**输出：**
输出可以用print， 如print a,b,c,d
可使用字符串 "abc\n"
可以使用print实现格式化输了，如下图所示。

## 自定义函数

**模板：**

```
define [可选void] 函数名(参数列表[如：a, b, array[]]) {
	auto m,n,l;
	....
	return 45;
}
```

auto 声明的是局部变量，数组参数用array[]表示，返回值写了void的就不会打印最终返回值，

下图的操作定义一个了求阶乘的函数：

## 流程控制

下列语句的使用方式跟C语言类似

- if
- for
- while
- return
- break
- continue
- {}

# 其它一些计算指令

# 参考资料：

```

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