Manpages

NAZWA

bc - język kalkulatora dowolnej precyzji

SKŁADNIA

bc [ -hlwsqv ] [długie-opcje] [ plik ... ]

OPIS

bc jest językiem obsługującym obliczenia na liczbach dowolnej dokładności z interaktywnym wykonywaniem instrukcji. Istnieją pewne podobieństwa składni do języka programowania C. Przy pomocy opcji wiersza poleceń dostępna jest standardowa biblioteka matematyczna. Na żądanie, biblioteka matematyczna jest definiowana przed rozpoczęciem przetwarzania plików. bc rozpoczyna pracę przetwarzając kod z wszystkich plików wymienionych w wierszu poleceń, zachowując ich kolejność. Po przetworzeniu wszystkich plików, bc czyta ze standardowego wejścia. Całość kodu wykonywana jest w miarę czytania. (Jeśli plik zawiera polecenie zatrzymania procesora, to bc nie będzie prowadził odczytu ze standardowego wejścia).

Omawiana wersja bc zawiera kilka rozszerzeń w stosunku do tradycyjnych realizacji bc i standardu POSIX. Opcje wiersza poleceń mogą powodować, że rozszerzenia te będą wyświetlać ostrzeżenia lub będą odrzucane. Niniejszy dokument opisuje język akceptowany przez ten procesor bc. Rozszerzenia są w nim wyraźnie wyróżnione.

OPCJE
-h, --help

Wypisuje informację o sposobie wywołania i kończy działanie.

-i, --interactive

Wymusza tryb interaktywny.

-l, --mathlib

Definiuje standardową bibliotekę matematyczną.

-w, --warn

Ostrzega o rozszerzeniach w stosunku do POSIX bc.

-s, --standard

Przetwarza wyłącznie standardowy, POSIX-owy język bc.

-q, --quiet

Nie wyświetla zwykłego przywitania GNU bc.

-v, --version

Wypisuje numer wersji, informację o prawach autorskich i kończy działanie.

LICZBY
The most basic element in bc is the number. Numbers are arbitrary precision numbers. This precision is both in the integer part and the fractional part. All numbers are represented internally in decimal and all computation is done in decimal. (This version truncates results from divide and multiply operations.) There are two attributes of numbers, the length and the scale. The length is the total number of decimal digits used by bc to represent a number and the scale is the total number of decimal digits after the decimal point. For example:

.000001 ma długość 6 i dokładność 6.
1935.000 ma długość 7 i dokładność 3.

ZMIENNE
Liczby przechowywane są w dwu rodzajach zmiennych, zmiennych prostych i tablicach. Zarówno zmienne proste, jak i tablice mają nazwy. Nazwy zaczynają się od litery, po której następuje dowolna liczba liter, cyfr i znaków podkreślenia. Wszystkie litery muszą być małe. (Nazwy w pełni alfanumeryczne są rozszerzeniem. W POSIX-owym bc wszystkie nazwy są pojedynczymi małymi literami). Rodzaj zmiennej wynika z kontekstu, gdyż po nazwie każdej zmiennej tablicowej wystąpią nawiasy ([]).

Istnieją cztery zmienne specjalne: scale, ibase, obase oraz last. scale określa, jak niektóre operacje używają cyfr po kropce dziesiętnej. Domyślną wartością scale jest 0. ibase oraz obase określają podstawę pozycyjnego systemu liczbowego przy konwersji wejścia i wyjścia. Domyślną podstawą zarówno dla wejścia, jak i dla wyjścia jest 10. last (rozszerzenie standardu) jest zmienną, która przechowuje wartość ostatnio wydrukowanej liczby. Zmienne te będą omówione szczegółowo później, w odpowiedniej części. Wszystkie z nich mogą mieć przypisywane wartości, jak również mogą być używane w wyrażeniach.

KOMENTARZE
Komentarze w bc rozpoczynają się od znaków /*, a kończą znakami */. Komentarze mogą zaczynać się w dowolnym miejscu i na wejściu pojawiają się jako pojedyncze spacje. (Powoduje to, że komentarze są ogranicznikami innych elementów wejścia. Na przykład, komentarz nie może znajdować się w środku nazwy zmiennej). Komentarze obejmują znaki nowej linii (końca linii) pomiędzy początkiem a końcem komentarza.

Do zapewnienia obsługi skryptów dla bc, jako rozszerzenie dodano komentarz w pojedynczym wierszu. Komentarz jednowierszowy rozpoczyna się znakiem # i rozciąga się do końca wiersza. Znak końca linii nie jest tu częścią komentarza i jest przetwarzany jak zwykle.

WYRAŻENIA
Liczbami posługują się wyrażenia i instrukcje. Ponieważ język został zaprojektowany jako interaktywny, instrukcje i wyrażenia wykonywane są niezwłocznie. Nie ma żadnego programu "głównego" ("main"). Zamiast tego, kod jest wykonywany zaraz po jego napotkaniu. (Funkcje, omówione szczegółowo dalej, są zdefiniowane po ich napotkaniu).

A simple expression is just a constant. bc converts constants into internal decimal numbers using the current input base, specified by the variable ibase. (There is an exception in functions.) The legal values of ibase are 2 through 36. (Bases greater than 16 are an extension.) Assigning a value outside this range to ibase will result in a value of 2 or 36. Input numbers may contain the characters 0–9 and A–Z. (Note: They must be capitals. Lower case letters are variable names.) Single digit numbers always have the value of the digit regardless of the value of ibase. (i.e. A = 10.) For multi-digit numbers, bc changes all input digits greater or equal to ibase to the value of ibase-1. This makes the number ZZZ always be the largest 3 digit number of the input base.

Pełne wyrażenia są podobne do występujących w wielu językach wysokiego poziomu. Ponieważ występuje tylko jeden rodzaj liczb, nie ma reguł określających użycie różnych typów. Zamiast tego istnieją reguły dotyczące dokładności wyrażeń. Każde wyrażenie ma określoną dokładność. Zależy ona od dokładności pierwotnych liczb, wykonywanego działania i, w wielu przypadkach, wartości zmiennej scale. Dopuszczalnymi wartościami zmiennej scale są liczby od 0 aż do maksymalnej liczby, jaka może być reprezentowana jako całkowita (integer) w języku C.

W podanych poniżej opisach dopuszczalnych wyrażeń, "wyrażenie" określa pełne wyrażenie a "zmienna" określa zmienną prostą lub tablicową. Zmienną prostą jest po prostu

nazwa

a zmienna tablicowa jest określona jako

nazwa[wyrażenie]

Dokładność wyniku jest maksymalną z dokładności użytych w nim wyrażeń, chyba że podano inaczej.
- wyrażenie

Wynikiem jest wartość przeciwna do wyrażenia.

++ zmienna

Zmienna jest powiększana o jeden a wynikiem wyrażenia jest ta nowa wartość.

-- zmienna

Zmienna jest pomniejszana o jeden a wynikiem wyrażenia jest ta nowa wartość.

zmienna ++

Wynikiem wyrażenia jest wartość zmiennej, a następnie zmienna jest powiększana o jeden.

zmienna --

Wynikiem wyrażenia jest wartość zmiennej, a następnie zmienna jest pomniejszana o jeden.

wyrażenie + wyrażenie

Wynikiem tego wyrażenia jest suma obu wyrażeń.

wyrażenie - wyrażenie

Wynikiem tego wyrażenia jest różnica obu wyrażeń.

wyrażenie * wyrażenie

Wynikiem tego wyrażenia jest iloczyn obu wyrażeń.

wyrażenie / wyrażenie

Wynikiem tego wyrażenia jest iloraz obu wyrażeń. Liczba cyfr po kropce dziesiętnej wyniku jest równa wartości zmiennej scale.

wyrażenie % wyrażenie

Wynikiem tego wyrażenia jest "reszta" z dzielenia obliczana w następujący sposób. W celu obliczenia a%b, obliczane jest najpierw a/b z dokładnością do scale cyfr dziesiętnych. Wynik używany jest do obliczenia a-(a/b)*b z dokładnością określoną jako maksymalna z scale+scale(b) oraz scale(a). Jeżeli scale ustawiona jest na zero, zaś oba wyrażenia są całkowite to wyrażenie to jest funkcją reszty całkowitej.

wyrażenie ^ wyrażenie

Wynikiem tego wyrażenia jest wartość pierwszego z wyrażeń podniesiona do potęgi określonej przez drugie. Drugie wyrażenie musi być liczbą całkowitą. (Jeśli drugie wyrażenie nie jest całkowite, to emitowane jest ostrzeżenie a wyrażenie jest obcinane tak, by otrzymać wartość całkowitą). Liczba cyfr ułamkowych wyniku wynosi scale, jeśli wykładnik jest ujemny. Jeżeli jest on dodatni, to dokładność (liczba cyfr po kropce dziesiętnej) wyniku stanowi minimum z dokładności pierwszego wyrażenia przemnożonej przez wartość wykładnika i maksimum z scale i dokładności pierwszego wyrażenia. To znaczy: scale(a^b) = min(scale(a)*b, max( scale, scale(a))) Należy pamiętać, że wyrażenie^0 zawsze zwraca wartość 1.

( wyrażenie )

Nawiasy wymuszają zmianę standardowych priorytetów przy obliczaniu wyrażenia.

zmienna = wyrażenie

Zmiennej przypisywana jest wartość wyrażenia.

zmienna <op>= wyrażenie

jest to równoważne zapisowi "zmienna = zmienna <op> wyrażenie", z wyjątkiem tego, iż część "zmienna" jest wyliczana tylko raz. Może to być istotne, jeśli "zmienna" jest tablicą.

Wyrażenia relacyjne są specjalnym rodzajem wyrażeń, zwracającym zawsze wartość 0 lub 1: zero jeśli relacja jest fałszywa, zaś 1 jeżeli jest prawdziwa. Mogą one występować w dowolnych dozwolonych wyrażeniach. (POSIX bc wymaga, by wyrażenia relacyjne były używane wyłącznie w instrukcjach if, while i for oraz aby było w nich użyte tylko jedno sprawdzenie relacji). Operatorami relacji są:
wyrażenie1 < wyrażenie2

Wynikiem jest 1, jeśli wyrażenie1 jest mniejsze niż wyrażenie2.

wyrażenie1 <= wyrażenie2

Wynikiem jest 1, gdy wyrażenie jest mniejsze bądź równe wyrażenie2.

wyrażenie1 > wyrażenie2

Wynikiem jest 1, jeśli wyrażenie1 jest większe niż wyrażenie2.

wyrażenie1 >= wyrażenie2

Wynikiem jest 1, gdy wyrażenie1 jest większe bądź równe wyrażenie2.

wyrażenie1 == wyrażenie2

Wynikiem jest 1, gdy wyrażenie1 jest równe wyrażenie2.

wyrażenie != wyrażenie2

Wynikiem jest 1, gdy wyrażenie1 nie jest równe wyrażenie2.

Dozwolone są także operacje logiczne. (POSIX bc NIE zawiera operacji logicznych). Wynikami wszystkich operacji logicznych są 0 lub 1 (dla fałszu i prawdy), tak jak dla wyrażeń relacyjnych. Operatorami logicznymi są:
!wyrażenie

Zaprzeczenie. Wynikiem jest 1, jeśli wyrażenie ma wartość 0.

wyrażenie && wyrażenie

Koniunkcja. Wynikiem jest 1, jeżeli oba wyrażenia są niezerowe.

wyrażenie || wyrażenie

Alternatywa. Wynikiem jest 1, jeśli dowolne z wyrażeń jest niezerowe.

Wyrażenia mają następujący priorytet (od najniższego do najwyższego):

operator ||, wiązanie lewe
operator &&, wiązanie lewe
operator !, niezwiązany
operatory relacji, wiązanie lewe
operator przypisania, wiązanie prawe
operatory + i -, wiązanie lewe
operatory *, / i %, wiązanie lewe
operator ^, wiązanie prawe
jednoargumentowy operator -, niezwiązany
operatory ++ i --, niezwiązane

Kolejność wykonywania została dobrana tak, by programy zgodne z POSIX bc działały poprawnie. Powoduje to, że operatory relacyjne i logiczne, użyte w wyrażeniach przypisania, będą wykazywać niecodzienne zachowywanie. Weźmy następujące wyrażenie:

a = 3 < 5

Większość programistów C uważałaby, że przypisze ono wynik operacji "3 < 5" (wartość 1) zmiennej "a". Tymczasem w bc nadaje ono wartość 3 zmiennej "a", a następnie porównuje 3 z 5. Używając operatorów relacji i operatorów logicznych z operatorami przypisania najlepiej jest posłużyć się nawiasami.

bc obsługuje jeszcze kilka innych wyrażeń specjalnych. Związane są one z funkcjami definiowanymi przez użytkownika i funkcjami standardowymi. Wszystkie one mają postać "nazwa(parametry)". Funkcje definiowane przez użytkownika opisano w sekcji Funkcje. Funkcjami standardowymi są:
length ( wyrażenie )

Wynikiem funkcji length jest liczba cyfr znaczących w wyrażeniu.

read ( )

Funkcja ta, będąca rozszerzeniem, odczytuje liczbę ze standardowego wejścia, niezależnie od miejsca użycia funkcji. Strzeż się -- może to spowodować kłopoty przy przeplataniu się danych i programu ze standardowego wejścia. Najlepszym zastosowaniem tej funkcji jest użycie jej w uprzednio napisanym programie, który wymaga wprowadzania danych przez użytkownika, ale nigdy nie pozwala na wprowadzanie kodu programu. Wynikiem działania funkcji read jest liczba odczytana ze standardowego wejścia z konwersją układu liczbowego według aktualnej wartości zmiennej ibase.

scale ( wyrażenie )

Wynikiem funkcji scale jest liczba cyfr po kropce dziesiętnej w wyrażeniu będącym jej parametrem.

sqrt ( wyrażenie )

Wynikiem funkcji sqrt jest pierwiastek kwadratowy z wyrażenia. Jeżeli wyrażenie ma wartość ujemną, to generowany jest błąd wykonania.

INSTRUKCJE
Instrukcje (jak w większości języków algorytmicznych) umożliwiają sterowanie kolejnością wykonywania wyrażeń. W bc instrukcje wykonywane są bezzwłocznie, "tak szybko jak to jest możliwe". Wykonanie odbywa się gdy napotkano znak nowej linii i istnieje jedna lub więcej pełna instrukcja. W związku z takim natychmiastowym wykonaniem, znaki nowej linii są bardzo istotne w bc. W rzeczywistości, jako organiczniki instrukcji używane są zarówno znaki nowej linii, jak i średniki. Nieprawidłowo umieszczony znak nowej linii spowoduje błąd składni. Ponieważ znaki nowej linii rozdzielają instrukcje, możliwe jest ich ukrycie (przed interpretacją) przy pomocy znaku odwrotnego ukośnika. Sekwencja "\<nl>", gdzie <nl> jest znakiem nowej linii postrzegana jest przez bc jako znak zwykłej spacji zamiast znaku nowej linii. Poniżej umieszczono listę instrukcji bc i ich znaczenia (elementy umieszczone w nawiasach kwadratowych ([]) są opcjonalnymi częściami instrukcji):
wyrażenie

Instrukcja ta wykonuje dwie rzeczy. Jeżeli wyrażenie rozpoczyna się od "<zmienna> <przypisanie> ...", to jest traktowane jak instrukcja przypisania. Jeśli wyrażenie nie jest instrukcją przypisania, to wyrażenie jest wyliczane i drukowane na standardowym wyjściu. Po wydrukowaniu liczby drukowany jest znak nowej linii. Na przykład, "a=1" jest instrukcją przypisania, a "(a=1)" jest wyrażeniem zawierającym przypisanie. Wszystkie liczby drukowane są przy użyciu systemu pozycyjnego określonego zmienną obase. Dopuszczalnymi wartościami obase są 2 do BC_BASE_MAX. (Patrz sekcja OGRANICZENIA). Dla podstaw systemu od 2 do 16 używana jest zwyczajowa metoda zapisu liczb. Dla podstaw większych od 16 bc posługuje się metodą cyfr wieloznakowych wyświetlania liczb, gdzie każda z kolejnych cyfr wyświetlana jest jako liczba dziesiętna. Cyfry wieloznakowe oddzielane są odstępami. Każda z cyfr zawiera tyle znaków, ile jest niezbędnych do przedstawienia dziesiętnego wartości "obase-1". Ponieważ liczby mają dowolną dokładność, niektóre z liczb mogą nie dać wydrukować się w pojedynczym wierszu. Takie długie liczby zostaną podzielone między wiersze przy zastosowaniu "\" jako ostatniego znaku wiersza. Maksymalną liczbą znaków drukowanych w wierszu jest 70. Z powodu interaktywnego charakteru bc drukowanie liczby ma efekt uboczny w postaci przypisania wydrukowanej wartości do specjalnej zmiennej o nazwie last. Umożliwia to użytkownikowi odtworzenie ostatnio wydrukowanej wartości bez potrzeby ponownego wpisywania wyrażenia, które ją wydrukowało. Nadawanie wartości zmiennej last jest dozwolone; spowoduje ono zastąpienie ostatnio wydrukowanej wartości wartością przypisaną. Nowo przypisana wartość pozostanie aż do wydrukowania kolejnej liczby lub nadania last innej wartości. (Niektóre z implementacji mogą dopuszczać użycie pojedynczej kropki (.), niebędącej częścią liczby, jako skróconej notacji dla last).

łańcuch

Na wyjściu drukowany jest łańcuch znakowy. Łańcuchy rozpoczynają się znakiem cudzysłowu i zawierają wszystkie znaki do następnego znaku cudzysłowu. Wszystkie znaki, włącznie ze znakami nowej linii, traktowane są dosłownie. Po wydrukowaniu łańcucha nie jest drukowany znak nowej linii.

print lista

Instrukcja print (rozszerzenie) umożliwia użycie innego sposobu wydruku wyników. "Lista" jest listą łańcuchów i wyrażeń oddzielonych przecinkami. Każdy łańcuch czy wyrażenie drukowany jest w kolejności występowania na liście. Nie jest drukowany kończący znak nowej linii (przejście do następnego wiersza). Wyliczana jest wartość wyrażeń; jest ona drukowana i przypisywana zmiennej last. Łańcuchy użyte w instrukcji print są drukowane na wyjściu i mogą zawierać znaki specjalne. Znaki specjalne rozpoczynają się znakiem odwrotnego ukośnika (\). bc rozpoznaje następujące znaki specjalne: "a" (dzwonek, bell), "b" (backspace), "f" (wysunięcie strony, form feed), "n" (nowa linia, newline), "r" (powrót karetki, carriage return), "q" (cudzysłów, double quote), "t" (tabulacja, tab) oraz "\" (odwrotny ukośnik, backslash). Inne znaki występujące po odwrotnym ukośniku będą ignorowane.

{ lista_instrukcji }

Jest to instrukcja grupowania. Pozwala na grupowanie wielu instrukcji do wykonania.

if ( wyrażenie ) instrukcja1 [else instrukcja2]

Instrukcja if oblicza wyrażenie i wykonuje instrukcję1 bądź instrukcję2 w zależności od wartości wyrażenia. Jeżeli wyrażenie jest niezerowe, wykonywana jest instrukcja1. Jeśli występuje instrukcja2 a wartością wyrażenia jest 0, to wykonywana jest instrukcja2. (Klauzula else instrukcji if jest rozszerzeniem).

while ( wyrażenie ) instrukcja

Instrukcja while powtarza wykonywanie danej instrukcji póki wyrażenie jest niezerowe. Oblicza ona wartość wyrażenia przed każdym wykonaniem instrukcji. Przerwanie pętli powodowane jest zerową wartością wyrażenia lub wykonaniem instrukcji break (przerwania).

for ( [wyr1] ; [wyr2] ; [wyr3] ) instrukcja

Instrukcja for kontroluje powtarzane wykonanie danej instrukcji. Przed pętlą obliczane jest wyrażenie1. Wyrażenie2 jest obliczane przed każdym wykonaniem instrukcji. Jeśli jest niezerowe, to wykonywana jest instrukcja. Jeśli ma ono wartość zero, to pętla jest przerywana. Po każdym wykonaniu danej instrukcji wyliczana jest wartość wyrażenia3 przed ponownym wyliczeniem wyrażenia2. Jeżeli pominięto wyrażenie1 lub wyrażenie3, to nic nie jest obliczane w chwili, gdy powinna być określana ich wartość. Jeżeli pominięto wyrażenie2, to jest ono zastępowane wartością 1. (Wyrażenie opcjonalne stanowią rozszerzenie. bc w POSIXie wymaga wszystkich trzech wyrażeń). Poniższy kod jest równoważny instrukcji for:
wyrażenie1;
while (wyrażenie2) {
instrukcja;
wyrażenie3;
}

break

Instrukcja ta powoduje wymuszone zakończenie ostatniej obejmującej ją instrukcji while lub for.

continue

Instrukcja continue (rozszerzenie) powoduje rozpoczęcie kolejnej iteracji przez ostatnią obejmującą ją instrukcję for.

halt

Instrukcja halt (rozszerzenie) jest instrukcją nakazującą preprocesorowi bc zakończenie pracy (ale tylko wtedy gdy instrukcja ta jest wykonywana). Na przykład, "if (0 == 1) halt" nie spowoduje przerwania pracy bc, gdyż instrukcja halt nie będzie wykonana.

return

Zwraca wartość zero jako wynik funkcji. (Patrz sekcja dotycząca funkcji).

return ( wyrażenie )

Zwraca wartość wyrażenia jako wynik funkcji. (Patrz sekcja dotycząca funkcji). Nawiasy nie są wymagane, co jest rozszerzeniem GNU bc.

PSEUDOINSTRUKCJE
Te instrukcje nie są instrukcjami w tradycyjnym sensie tego terminu. Nie są one instrukcjami wykonywanymi. Ich funkcja jest wykonywana podczas "kompilacji".

limits

Wypisuje lokalne ograniczenia narzucone przez lokalna wersję bc. Jest to rozszerzenie.

quit

Po odczycie instrukcji quit procesor bc kończy pracę, niezależnie od tego, gdzie wystąpiła ta instrukcja. Na przykład, "if (0 == 1) quit" spowoduje zakończenie pracy bc.

warranty

Wypisuje dłuższą notkę na temat gwarancji. Jest to rozszerzenie.

FUNKCJE
Funkcje dostarczają sposobu definiowania obliczeń, które mogą być wykonane później. Funkcje w bc zawsze obliczają wartość i zwracają ją do miejsca wywołania. Definicje funkcji są "dynamiczne" w tym sensie, że funkcja pozostaje niezdefiniowana dopóki na wejściu nie zostanie odczytana jej definicja. Definicja ta jest następnie używana dopóki nie zostanie napotkana inna definicja funkcji o tej samej nazwie. Wówczas nowa definicja zastępuje starszą. Funkcja definiowana jest następująco:

define nazwa ( parametry ) { nowa_linia
lista_auto lista_instrukcji
}

Wywołanie funkcji jest po prostu wyrażeniem postaci "nazwa(parametry)".

Parametry są liczbami lub tablicami (rozszerzenie). W definicji funkcji definiuje się równocześnie zero lub więcej jej parametrów przez podanie ich nazw rozdzielonych przecinkami. Liczby są jedynymi parametrami wywoływanymi przez wartość. Tablice podawane są w definicji parametrów przy pomocy notacji "nazwa[]". W wywołaniu funkcji parametry rzeczywiste dla parametrów numerycznych są pełnymi wyrażeniami. Do przekazywania tablic używana jest ta sama notacja, co przy definiowaniu parametrów typu tablicowego. Dana tablica przesyłana jest do funkcji przez wartość. Ponieważ definicje funkcji są dynamiczne, w trakcie wywoływania funkcji sprawdzana jest liczba i typy jej parametrów. Niezgodność liczby parametrów lub ich typów powoduje błąd wykonania. Błąd wykonania pojawi się także przy próbie wywołania niezdefiniowanej funkcji.

lista_auto jest opcjonalną listą zmiennych, do użytku "lokalnego". A oto składnia tej listy (jeśli występuje): "auto nazwa, ... ;". Średnik jest opcjonalny. Każda z nazw jest nazwą auto-zmiennej. Tablice mogą być podane przy użyciu takiej samej składni jak w parametrach. Na początku funkcji wartości tych zmiennych odkładane są na stosie. Następnie zmienne są inicjowane zerami i używane w czasie wykonywania funkcji. Przy zakończeniu funkcji zmienne są zdejmowane ze stosu, tak że przywracana jest ich pierwotna wartość (z momentu wywołania funkcji). Parametry te są faktycznie zmiennymi auto inicjowanymi wartościami dostarczonymi w wywołaniu funkcji. Zmienne typu auto różnią się od tradycyjnych zmiennych lokalnych, gdyż jeśli funkcja A woła funkcję B, to B może posługiwać się zmiennymi auto funkcji A po prostu używając tych samych nazw, chyba że funkcja B traktuje je jako zmienne auto. Ponieważ zmienne auto i parametry składowane są na stosie, to bc obsługuje funkcje rekurencyjne.

Ciało funkcji jest listą instrukcji bc. I znów, jak w części zasadniczej, instrukcje oddzielane są średnikami lub znakami nowej linii. Instrukcje return (powrót) powodują zakończenie funkcji i zwrócenie wartości. Istnieją dwa warianty instrukcji return. Pierwsza postać, "return", zwraca wartość 0 do wywołującego wyrażenia. Druga postać, "return ( wyrażenie )", oblicza wartość wyrażenia i zwraca ją do wyrażenia wołającego. Każda funkcja domyślnie kończy się niejawną instrukcją "return (0)". Pozwala to na funkcji na zakończenie działania i zwrócenie zera bez jawnej instrukcji powrotu.

Funkcje inaczej korzystają ze zmiennej ibase. Wszystkie stałe w obrębie ciała funkcji będą konwertowane przy zastosowaniu wartości ibase w momencie wywołania funkcji. Zmiany ibase w czasie wykonywania funkcji są ignorowane, z wyjątkiem funkcji standardowej read, która zawsze do konwersji liczb wykorzystuje bieżącą wartość ibase.

GNU bc zawiera kilka rozszerzeń związanych z funkcjami. Pierwszym jest nieco luźniejszy format definicji funkcji. Standard wymaga, by nawias otwierający znajdował się w tym samym wierszu, co słowo kluczowe define, a wszystkie pozostałe części w kolejnych wierszach. Opisywana tu wersja bc zezwala na dowolną liczbę znaków nowej linii przed i po nawiasie otwierającym funkcji. Na przykład, dozwolone są poniższe definicje.

define d (n) { return (2*n); }
define d (n)
  { return (2*n); }

Funkcje mogą być zdefiniowane jako void. Funkcja void nie zwraca wartości, więc nie może być używana w miejscach, które wymagają wartości. Po wywołaniu funkcja void nie produkuje żadnego wyjścia. Słowo kluczowe void występuje pomiędzy słowem kluczowym define a nazwą funkcji. Na przykład prosimy rozważyć poniższy skrypt:

define py (y) { print "--->", y, "<---", "\n"; }
define void px (x) { print "--->", x, "<---", "\n"; }
py(1)
--->1<---
0
px(1)
--->1<---

Ponieważ py nie jest funkcją void, to wywołanie py(1) wyświetla pożądane wyjście, a następnie wypisuje w drugiej linii wartość tej funkcji. Ponieważ wartością funkcji, która nie zawiera instrukcji return, jest zero, to właśnie zero zostanie wypisane. W przypadku funkcji px(1) zero nie jest wypisywane, ponieważ ta funkcja jest funkcją void.

Także dodano wywoływanie tablic przez zmienną. Aby zadeklarować wywołanie przez zmienną tablicową, należy zadeklarować parametr tablicowy w definicji funkcji jako "*nazwa[]". Wywołanie funkcji jest takie samo, jak w przypadku wywołania przez wartość.

BIBLIOTEKA MATEMATYCZNA
Jeżeli bc wywoływane jest z opcją -l, to wstępnie wczytywana jest biblioteka matematyczna (math library), a domyślna liczba cyfr dziesiętnych (scale) ustawiana jest na 20. Funkcje matematyczne obliczają swe wyniki z dokładnością określoną w momencie ich wywołania. Bibilioteka matematyczna definiuje następujące funkcje:

s (x)

Sinus x, x podawany jest w radianach.

c (x)

Cosinus x, x w radianach.

a (x)

Arcus tangens x; arcus tangens zwraca radiany.

l (x)

Logarytm naturalny z x.

e (x)

Funkcja wykładnicza - e do potęgi x.

j (n,x)

Funkcja Bessela rzędu n (całkowitego) z argumentem x.

PRZYKŁADY
W powłoce /bin/sh, poniższe polecenie przypisuje wartość liczby "Pi" zmiennej środowiska pi.

pi=$(echo "scale=10; 4*a(1)" | bc -l)

Poniżej podano definicję funkcji wykładniczej używanej w bibliotece matematycznej. Funkcja ta napisana jest w bc standardu POSIX.

scale = 20

/* wykorzystuje fakt, że e^x = (e^(x/2))^2
   Gdy  x jest dostatecznie małe, używamy szeregu:
     e^x = 1 + x + x^2/2! + x^3/3! + ...
*/

define e(x) {
  auto  a, d, e, f, i, m, v, z

  /* Sprawdzenie znaku x. */
  if (x<0) {
    m = 1
    x = -x
  }

  /* przewidywane x */
  z = scale;
  scale = 4 + z + .44*x;
  while (x > 1) {
    f += 1;
    x /= 2;
  }

  /* inicjowanie zmiennych */
  v = 1+x
  a = x
  d = 1


  for (i=2; 1; i++) {
    e = (a *= x) / (d *= i)
    if (e == 0) {
      if (f>0) while (f--)  v = v*v;
      scale = z
      if (m) return (1/v);
      return (v/1);
    }
    v += e
  }
}

Poniższy kod posługuje się rozszerzonymi cechami bc do uzyskania prostego programu liczącego salda książeczki czekowej. Najlepiej byłoby zachować go w pliku, tak by mógł być wykorzystany wielokrotnie bez potrzeby każdorazowego przepisywania.

scale=2
print "\nProgram książeczki czekowej!\n"
print "  Pamiętaj, wpłaty są transakcjami ujemnymi.\n"
print "  Koniec - transakcja zerowa.\n\n"


print "Saldo początkowe? "; bal = read()
bal /= 1
print "\n"
while (1) {
  "bieżące saldo = "; bal
  "transakcja? "; trans = read()
  if (trans == 0) break;
  bal -= trans
  bal /= 1
}
quit

Poniżej zamieszczono definicję rekurencyjnej funkcji silni.

define f (x) {
  if (x <= 1) return (1);
  return (f(x-1) * x);
}

OPCJE READLINE I LIBEDIT
GNU bc może zostać skompilowany (przez opcję konfiguracji) tak, by posługiwał się biblioteką GNU edytora wejścia o nazwie readline lub też biblioteką BSD libedit. Umożliwia to użytkownikowi edycję wierszy przed wysłaniem ich do bc. Pozwala też na wykorzystanie historii poprzednio wprowadzonych wierszy. Przy wybraniu tej opcji bc zawiera dodatkową zmienną specjalną. Ta specjalna zmienna, history, przechowuje liczbę zachowywanych wierszy historii. Dla readline, wartość -1 oznacza, że przechowywana jest nieograniczona liczba wierszy historii. Ustawienie wartości history na liczbę dodatnią ogranicza liczbę przechowywanych wierszy historii do podanej liczby. Wartość zero wyłącza funkcję historii wprowadzonych wierszy. Wartością domyślną jest 100. Więcej informacji można znaleźć w podręcznikach użytkownika dla bibliotek GNU readline i history oraz BSD libedit. Nie można równocześnie włączyć zarówno readline, jak i libedit.

RÓŻNICE
Niniejsza wersja bc została zbudowana, bazując na projekcie POSIX P1003.2/D11 i zawiera kilka różnic i rozszerzeń w stosunku do tego dokumentu i tradycyjnych realizacji. Nie jest wykonana w tradycyjny sposób, wykorzystujący polecenie dc(1). Wersja ta jest pojedynczym procesem, analizującym i uruchamiającym kod binarny będący tłumaczeniem programu. Istnieje "nieudokumentowana" opcja (-c) powodująca, że program wyświetla kod binarny na standardowym wyjściu zamiast wykonywania go. Używana była ona głównie do debuggowania analizatora składni i przy przygotowaniu biblioteki matematycznej.

Głównym źródłem różnic są rozszerzenia, w których jakaś cecha, możliwość programu jest rozbudowana w celu dodania funkcjonalności, oraz dodatki, gdzie dodano nowe możliwości. Poniżej podano listę różnic i rozszerzeń.
Zmienna środowiska LANG

Niniejsza wersja nie spełnia standardu POSIX przetwarzania zmiennej środowiska LANG i wszystkich zmiennych środowiska rozpoczynających się na LC_.

nazwy

Tradycyjny i POSIXowy bc zawierają jednoliterowe nazwy funkcji, zmiennych i tablic. Zostały one rozszerzone do nazw wieloznakowych, rozpoczynających się literą i mogących zawierać litery, cyfry i znaki podkreślenia.

Łańcuchy

Łańcuchy nie mogą zawierać znaków NUL. POSIX stwierdza, że wszystkie znaki muszą być zawarte w łańcuchach.

last

POSIX bc nie zawiera zmiennej last. Niektóre implementacje bc używają kropki (.) w podobny sposób.

porównania

POSIX bc dopuszcza porównania wyłącznie w instrukcjach if, while oraz w drugim wyrażeniu instrukcji for. Dodatkowo, w każdej z tych instrukcji dopuszczalna jest tylko jedna operacja porównania (relacji).

instrukcja if, klauzula else

POSIX bc nie zawiera klauzuli else.

instrukcja for

POSIX bc wymaga, by w instrukcji for występowały wszystkie wyrażenia.

&&, ||, !

POSIX bc nie zawiera operatorów logicznych.

funkcja read

POSIX bc nie zawiera funkcji read.

instrukcja print

POSIX bc nie zawiera instrukcji print.

instrukcja continue

POSIX bc nie zawiera instrukcji continue.

instrukcja return

POSIX bc wymaga nawiasów wokół zwracanego wyrażenia.

parametry tablicowe

POSIX bc nie obsługuje (obecnie) w pełni parametrów tablicowych. Gramatyka POSIX zezwala na użycie tablic w definicjach funkcji, ale nie zapewnia metody przekazania tablicy jako bieżącego parametru. (Jest to najprawdopodobniej przeoczenie w zdefiniowanej gramatyce.) Tradycyjne implementacje bc mają jedynie wywołanie parametrów tablicowych przez wartość.

format funkcji

POSIX bc wymaga, by nawias otwierający był w tym samym wierszu, co słowo kluczowe define, instrukcja auto natomiast w następnym wierszu.

=+, =-, =*, =/, =%, =^

POSIX bc nie wymaga, by były zdefiniowane powyższe operatory przypisania "starego typu". Niniejsza wersja zezwala na takie przypisania w "starym stylu". Należy skorzystać z instrukcji limits, by stwierdzić, czy zainstalowana wersja je rozpoznaje. Jeżeli obsługuje ona przypisania w "starym stylu", to instrukcja "a =- 1" pomniejszy a o jeden zamiast przypisać a wartość -1.

spacje w liczbach

Inne implementacje bc dopuszczają występowanie spacji w liczbach. Na przykład, "x=1 3" przypisze wartość 13 zmiennej x. Ta sama instrukcja spowoduje błąd składni w opisywanej tu wersji bc.

błędy i wykonanie

Opisywana implementacja różni się od innych sposobem, w jaki wykonywany jest kod w przypadku znalezienia w programie błędów składniowych i innych. W przypadku napotkania błędu w definicji funkcji, obsługa błędów próbuje odnaleźć początek instrukcji i kontynuować analizę składniową funkcji. Po znalezieniu błędu w funkcji, nie jest ona możliwa do wywołania i staje się niezdefiniowana. Błędy składniowe w interaktywnym wykonywaniu kodu unieważniają bieżący blok wykonania. Blok wykonania jest zakończony końcem linii pojawiającym się po pełnej sekwencji instrukcji. Na przykład,
a = 1
b = 2

ma dwa bloki wykonania a

{ a = 1
b = 2 }

ma jeden blok wykonania. Każdy z błędów wykonania przerywa wykonywanie bieżącego bloku wykonania. Ostrzeżenie w trakcie wykonywania nie przerywa bieżącego bloku.
Przerwania

Podczas sesji interaktywnej sygnał SIGINT (zwykle generowany przez znak control-C z terminala) spowoduje przerwanie bieżącego bloku wykonywania. Wyświetli on błąd wykonania ("runtime"), wskazujący która funkcja została przerwana. Po wyczyszczeniu wszystkich struktur (runtime structures) wykonania, zostanie wyświetlony komunikat informujący użytkownika, że bc jest gotów do przyjmowania kolejnych danych. Wszystkie uprzednio zdefiniowane funkcje pozostają zdefiniowane, zaś wartości wszystkich zmiennych innych niż zmienne typu auto są wartościami sprzed przerwania. Podczas procesu oczyszczania struktur danych usuwane są wszystkie zmienne typu auto oraz parametry funkcji. W czasie sesji nieinteraktywnej sygnał SIGINT przerywa wykonanie całego bc.

OGRANICZENIA
Poniżej podano obecne ograniczenia opisywanego procesora bc. Niektóre z nich mogą być zmienione podczas instalacji. Faktyczne ograniczenia można sprawdzić za pomocą instrukcji limits (ograniczenia).
BC_BASE_MAX

Maksymalna podstawa pozycyjnego układu, w którym wyprowadzane są wyniki obecnie ustawiona jest na 999. Maksymalną podstawą układu wejściowego jest 16.

BC_DIM_MAX

Obecnie ustawione jest arbitralne ograniczenie do 65535 (w wersji rozpowszechnianej). Twoja instalacja może być inna.

BC_SCALE_MAX

Liczba cyfr po kropce dziesiętnej ograniczona jest do INT_MAX cyfr. Także liczba cyfr przed kropką dziesiętną ograniczona jest do INT_MAX cyfr.

BC_STRING_MAX

Maksymalnie w łańcuchu może wystąpić INT_MAX znaków.

wykładnik

Wartość wykładnika w operacji potęgowania (^) ograniczona jest do LONG_MAX.

nazwy zmiennych

Obecnie nie może być więcej niż 32767 unikatowych nazw w każdym z rodzajów: zmiennych prostych, tablic i funkcji.

ZMIENNE ŚRODOWISKOWE

bc przetwarza następujące zmienne środowiska:
POSIXLY_CORRECT

To samo, co opcja -s. Tryb zgodności z POSIX.

BC_ENV_ARGS

Inny sposób przekazywania argumentów do bc. Format jest taki sam, jak argumentów wiersza poleceń. Argumenty te przetwarzane są na początku, więc pliki podane w argumentach środowiska przetwarzane są przed plikami podanymi jako argumenty wiersza poleceń. Umożliwia to użytkownikowi ustawienie "standardowych" opcji i plików, jakie będą przetwarzane przy każdym wywołaniu bc. Pliki podane w zmiennych środowiska zawierają zwykle definicje funkcji, które użytkownik chce mieć zdefiniowane przy każdym uruchomieniu bc.

BC_LINE_LENGTH

Powinna to być liczba całkowita (integer) podająca liczbę znaków w wierszu wynikowym. Obejmuje ona znaki odwrotnego ukośnika i nowej linii dla długich liczb. Jako rozszerzenie GNU wartość zero wyłącza wieloliniowe wyjście. Jakakolwiek inna wartość mniejsza od 3 ustawia długość linii na 70.

DIAGNOSTYKA

Jeżeli któryś z plików podanych w wierszu poleceń nie może zostać otwarty bc zgłosi, że plik ten jest niedostępny i przerwie pracę. Istnieją też komunikaty diagnostyczne kompilacji i wykonania, które powinny być zrozumiałe.

BŁĘDY

Obsługa błędów (error recovery) nie jest jeszcze bardzo dobra.

Błędy proszę zgłaszać (w jęz.angielskim) na adres bug-bc [AT] gnu.org. Proszę się upewnić, że pole tematu wiadomości zawiera gdzieś słowo "bc".

AUTOR

Philip A. Nelson
philnelson [AT] acm.org

PODZIĘKOWANIA

Autor chciałby podziękować Steve’owi Sommars (Steve.Sommars [AT] att.com) za jego szeroką pomoc w testowaniu tej implementacji. Podsunął on wiele cennych sugestii. Dzięki jego zaangażowaniu jest to o wiele lepszy produkt.

TŁUMACZENIE

Autorami polskiego tłumaczenia niniejszej strony podręcznika są: Wojtek Kotwica <wkotwica [AT] post.pl> i Robert Luberda <robert [AT] debian.org>

Niniejsze tłumaczenie jest wolną dokumentacją. Bliższe informacje o warunkach licencji można uzyskać zapoznając się z GNU General Public License w wersji 3 lub nowszej. Nie przyjmuje się ŻADNEJ ODPOWIEDZIALNOŚCI.

Błędy w tłumaczeniu strony podręcznika prosimy zgłaszać na adres <manpages-pl-list [AT] lists.net>.

COMMENTS