大多数 POSIX 系统都预装了 GNU bc,这是一种任意精度数值处理语言。它的语法类似于 C 语言,但也支持语句的交互式执行和处理来自标准输入 (stdin
) 的数据。因此,它通常是“如何在 Linux shell 中进行数学运算?”这个问题的答案。这种风格的回答在网上很常见
$ echo "1+1" | bc
2
虽然这完全有效,但很少有用户认为它比更直观的方式(例如)更优雅:
$ 1+1 #this does not work
2
交互模式稍微容易一些
$ bc
1+1
2
quit
$
但是交互模式并不总是符合人们期望的直观工作流程,例如只是输入你想要的计算。为此,我推荐 Bluebat 的 纯 Bash 计算器。
bc 实际提供的是一种用于高级计算的数学语言。
带有 mathlib 的高级函数
bc
本身提供基本的数学函数。你可以在交互模式下测试它们
$ bc
3^2
9
(3^2)*(9)/3
27
使用 --mathlib
选项可以获得高级函数,包括正弦、余弦、正切等等。在交互模式下,你可以测试其中的一些函数。这是 90 的余弦值:
c(90)
-.44807361612917015236
9 的正弦值:
s(9)
.41211848524175656975
创建你自己的 bc 函数
你也可以在 bc 中创建自己的函数。函数定义以 define
关键字开头,并用花括号括起来。这是一个简单的函数,输入到交互式会话中,它返回给定的任何数字:
$ 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 语言还具有各种控制语句,其中最简单的是 if/else。语法乍一看可能很熟悉,但花括号的处理方式存在细微之处。请注意,if 语句的 else 子句用花括号括起来,而 then 子句则没有,但两者都以分号终止。这是一个查找数字 n 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
对于快速计算和实验来说,在交互式会话中工作是可以忍受的,但是当你退出时,你的数据会丢失,并且当你犯错时很难编辑。幸运的是,bc 可以从外部文件加载变量和函数。
这是一个包含两个变量(sol
和 foo
)和一个自定义的 abso
函数(用于查找绝对值)的文件:
sol=299792458
foo=42
define abso(n) {
if ( n > 0 ) return (n);
{ return (-n); }
}
将此保存到一个名为 bcvars.bc
的文件中,以便你可以将其导入到 bc 交互式会话中:
$ bc bcvars.bc
foo
42
sol
299792458
abso(-23)
23
使用 bc 增强你的数学能力
bc 语言相对简单,前提是你对数学有足够的了解,可以构建出你想要完成的任何方程。虽然 bc 默认提供有用的基本函数,并允许你创建自己的函数,但你可以站在巨人的肩膀上,从而减少你的工作量。包含新函数的文件,无论是用于数学基础知识还是用于特定任务(例如,计算复利),都可以在 GNU bc 页面 和 bc 完整文档 中找到。
如果你有兴趣在 shell 中进行更好的数学运算,请尝试 bc。它不会让你变成数学天才,但它可能会让你更容易成为天才。
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