bc(1) 12 września 2000 bc(1)
NAZWA
bc - język kalkulatora dowolnej precyzji
SKŁADNIA
bc [-hlwsqv] [długie_opcje] [plik...]
WERSJA
Niniejszy podręcznik opisuje GNU bc w wersji 1.06.
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 wier
szu 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 wier
sza poleceń mogą powodować, że rozszerzenia te będą
wyświetlać ostrzeżenia lub będą odrzucane. Niniejszy doku
ment 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
v1.06 Podręcznik poleceń 1
bc(1) 12 września 2000 bc(1)
autorskich i kończy działanie.
LICZBY
Najbardziej podstawowym elementem w bc jest liczba. Liczby
są liczbami dowolnej dokładności. Dokładność ta odnosi się
zarówno do części całkowitej jak i do ułamkowej. Wszystkie
liczby są reprezentowane wewnętrznie w postaci dziesiętnej
i wszystkie obliczenia prowadzone są w układzie
dziesiętnym. (Opisywana wersja obcina wyniki operacji
dzielenia i mnożenia.) Liczby posiadają dwa atrybuty:
długość i dokładność. [od tłum.: (org.scale) - w
tłumaczeniu używane będzie słowo `dokładność' w znaczeniu
zbliżonym do znanego np. z obsługi kalkulatorów] Długość
jest całkowitą liczbą cyfr znaczących liczby, zaś
dokładność jest całkowitą liczbą cyfr dziesiętnych po
kropce dziesiętnej. Na przykład:
.000001 ma długość 6 i dokładność 6.
1935.000 ma długość 7 i dokładność 3.
ZMIENNE
Liczby przechowywane są w dwu rodzajach zmiennych, zmien
nych prostych i tablicach. Zarówno zmienne proste jak i
tablice posiadają nazwy. Nazwy zaczynają się od litery, po
której następuje dowolna liczba liter, cyfr i znaków pod
kreślenia. Wszystkie litery muszą być małe. (Nazwy w pełni
alfanumeryczne są rozszerzeniem. W POSIXowym bc wszystkie
nazwy są pojedynczymi małymi literami.) Rodzaj zmiennej
wynika z kontekstu, gdyż po nazwie każdej zmiennej tabli
cowej 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 pod
stawą 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 /* zaś kończą
znakami */. Komentarze mogą zaczynać się w dowolnym
miejscu i na wejściu pojawiają się jako pojedyncze spacje.
(Powoduje to, że komentarze są ogranicznikami innych ele
mentów 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
v1.06 Podręcznik poleceń 2
bc(1) 12 września 2000 bc(1)
jednowierszowy rozpoczyna się znakiem # i rozciąga się do
końca wiersza. Znak końca linii nie jest tu częścią komen
tarza 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.)
Proste wyrażenie jest po prostu stałą. bc zamienia stałe
na wewnętrzne liczby dziesiętne przy użyciu bieżącej pod
stawy systemu dla wprowadzania, podanej w zmiennej ibase.
(Istnieje wyjątek dla funkcji.) Dopuszczalnymi wartościami
ibase są 2 do 16. Przypisanie ibase wartości spoza tego
zakresu nada jej wartość 2 lub 16. Liczby wejściowe mogą
zawierać znaki 0-9 oraz A-F. (Uwaga: muszą to być wielkie
litery. Małe litery są nazwami zmiennych.) Liczby jedno
cyfrowe mają zawsze wartość cyfry, bez względu na wartość
ibase. (tj. A = 10.) Dla liczb wielocyfrowych bc zamienia
wszystkie cyfry wejściowe większe bądź równe ibase na
wartość ibase-1. Powoduje to, że liczba FFF będzie zawsze
największą trzycyfrową liczbą przy danej podstawie systemu
dla wejścia.
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 posiada 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.
v1.06 Podręcznik poleceń 3
bc(1) 12 września 2000 bc(1)
-- 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 emi
towane 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.
v1.06 Podręcznik poleceń 4
bc(1) 12 września 2000 bc(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 jeden 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 posi
ada 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.
v1.06 Podręcznik poleceń 5
bc(1) 12 września 2000 bc(1)
wyrażenie && wyrażenie
Koniunkcja. Wynikiem jest 1 jeżeli oba wyrażenia są
niezerowe.
wyrażenie || wyrażenie
Alternatywa. Wynikiem jest 1 jeśli dowolne z
wyrażeń jest niezerowe.
Wyrażenia posiadają 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 przyp
isania, będą wykazywać niecodzienne zachowywanie. Rozważ
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 naw
iasami.
bc obsługuje jeszcze kilka innych wyrażeń specjalnych.
Związane są one z funkcjami definiowanymi przez użytkown
ika 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
v1.06 Podręcznik poleceń 6
bc(1) 12 września 2000 bc(1)
kodu programu. Wynikiem działania funkcji read jest
liczba odczytana ze standardowego wejścia z kon
wersją 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. Sek
wencja "\<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 kwadra
towych ([]) są opcjonalnymi częściami instrukcji.)
wyrażenie
Instrukcja ta wykonuje dwie rzeczy. jeżeli
wyrażenie rozpoczyna się od "<zmienna> <przyp
isanie> ...", 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 zaś
"(a=1)" jest wyrażeniem zawierającym przypisanie.
Wszystkie liczby drukowane są przy użyciu systemu
pozycyjnego określonego zmienną obase. Dopuszczal
nymi 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 dziesiętnie
v1.06 Podręcznik poleceń 7
bc(1) 12 września 2000 bc(1)
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 zas
tosowaniu "\" jako ostatniego znaku wiersza. Maksy
malną liczbą znaków drukowanych w wierszu jest 70.
Z powodu interaktywneggo 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 (.), nie będącej 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 kole
jności 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" (wysuw
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.
v1.06 Podręcznik poleceń 8
bc(1) 12 września 2000 bc(1)
if ( wyrażenie ) instrukcja1 [else instrukcja2]
Instrukcja if oblicza wyrażenie i wykonuje
instrukcję1 bądź instrukcję2 w zależności od
wartości wyrażenia. Jeżeli wyrażenie jest nieze
rowe, 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 wszyst
kich trzech wyrażeń.) Poniższy kod jest równoważny
instrukcji for:
wyrażenie1;
while (wyrażenie2) {
instrukcja;
wyrażenie3;
}
break Instrukcja ta powoduje wymuszone zakończenie ostat
niej obejmującej ją instrukcji while lub for.
continue
Instrukcja continue (rozszerzenie) powoduje
rozpoczęcie kolejnej iteracji przez ostatnią obej
mującą ją instukcję 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 przerwa
nia pracy bc, gdyż instrukcja halt nie będzie wyko
nana.
v1.06 Podręcznik poleceń 9
bc(1) 12 września 2000 bc(1)
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 wyma
gane, co jest rozszerzeniem GNU bc.
PSEUDO-INSTRUKCJE
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 jest zero lub
więcej jej parametrów przez podanie ich nazw rozdzielonych
przecinkami. Liczby są jedynymi parametrami wywoływanymi
przez wartość. Tylko tablice są wołane przez wskazanie
zmiennej. 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 nazwę
(wskazanie). Ponieważ definicje funkcji są dynamiczne, w
trakcie wywoływania funkcji sprawdzana jest liczba i typy
jej parametrów. Niezgodnośc liczby parametrów lub ich
v1.06 Podręcznik poleceń 10
bc(1) 12 września 2000 bc(1)
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. Ist
nieją 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 zas
tosowaniu wartości ibase w momencie wywołania funkcji.
Zmiany ibase w czasie wykonywania funkcji są ignorowane, z
wyjątkiem funkcji standardowej read, która zawsze do kon
wersji liczb wykorzystuje bieżącą wartość ibase.
Rozszerzeniem GNU bc jest nieco luźniejszy format dla
definicji. Standard wymaga, by nawias otwierający znaj
dował się w tym samym wierszu co słowo kluczowe define, a
wszystkie pozostałe części w kolejnych wierszach. Opisy
wana tu wersja bc zezwala na dowolną ilość 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); }
v1.06 Podręcznik poleceń 11
bc(1) 12 września 2000 bc(1)
BIBLIOTEKA MATEMATYCZNA
Jeżeli bc wywoływane jest z opcją -l, to wstępnie wczyty
wana 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. Bibil
ioteka 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;
v1.06 Podręcznik poleceń 12
bc(1) 12 września 2000 bc(1)
}
/* 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 każdora
zowego 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);
}
v1.06 Podręcznik poleceń 13
bc(1) 12 września 2000 bc(1)
OPCJE READLINE I LIBEDIT
GNU bc może zostać skompilowany (poprzez opcję konfigu
racji) 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 poprzed
nio wprowadzonych wierszy. Przy wybraniu tej opcji bc
posiada dodatkową zmienną specjalną. Ta specjalna zmienna,
history, przechowuje liczbę zachowywanych wierszy his
torii. Dla readline, wartość -1 oznacza, że przechowywana
jest nieograniczona liczba wierszy historii. Ustawienie
wartości history na liczbę dodatnią ogranicza liczbę prze
chowywanych 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 w oparciu o projekt
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 polece
nie dc(1). Wersja ta jest pojedynczym procesem, anal
izującym i uruchamiającym kod binarny będący tłumaczeniem
programu. Istnieje "nieudokumentowana" opcja (-c)
powodująca, że program wyświetla kod binarny na standard
owym wyjściu zamiast wykonywania go. Używana była ona
głównie do debuggowania analizatora składni i przy przygo
towaniu 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 posiadają jednoliterowe
nazwy funkcji, zmiennych i tablic. Zostały one
rozszerzone do nazw wieloznakowych, rozpoczy
nających 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 posiada zmiennej last. Niektóre
v1.06 Podręcznik poleceń 14
bc(1) 12 września 2000 bc(1)
implementacje bc używają kropki (.) w podobny
sposób.
porównania
POSIX bc dopuszcza porównania wyłącznie w instrukc
jach 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 posiada klauzuli else.
instrukcja for
POSIX bc wymaga by w instrukcji for występowały
wszystkie wyrażenia.
&&, ||, !
POSIX bc nie posiada operatorów logicznych.
funkcja read
POSIX bc nie posiada funkcji read.
instrukcja print
POSIX bc nie posiada instrukcji print.
instrukcja continue
POSIX bc nie posiada 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 implemen
tacje bc posiadają jedynie wywołanie parametrów
tablicowych przez wartość.
format funkcji
POSIX bc wymaga, by nawias otwierający był w tym
samym wierszu, co słowo kluczowe define, zaś
instrukcja auto 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.
v1.06 Podręcznik poleceń 15
bc(1) 12 września 2000 bc(1)
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 odnależć początek
instrukcji i kontynuować analizę składniową
funkcji. Po znalezieniu błędu w funkcji, nie jest
ona możliwa do wywołania i staje się niezdefin
iowana. Błędy składniowe w interaktywnym wykonywa
niu kodu unieważniają bieżący blok wykonania. Blok
wykonania jest zakończony końcem linii pojawiającym
się po pełnej sekwencji instrukcji. Na przykład,
a = 1
b = 2
posiada 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 kole
jnych danych. Wszystkie uprzednio zdefiniowane
funkcje pozostają zdefiniowane, zaś wartości wszys
tkich 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 wyko
nanie całego bc.
OGRANICZENIA
Poniżej podano obecne ograniczenia opisywanego procesora
bc. Niektóre z nich mogą być zmienione podczas
v1.06 Podręcznik poleceń 16
bc(1) 12 września 2000 bc(1)
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 insta
lacja 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 unikalnych
nazw w każdym z rodzajów: zmiennych prostych,
tablic i funkcji.
ZMIENNE ŚRODOWISKA
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
ilość znaków w wierszu wynikowym. Obejmuje ona
v1.06 Podręcznik poleceń 17
bc(1) 12 września 2000 bc(1)
znaki odwrotnego ukośnika i nowej linii dla długich
liczb.
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 kom
pilacji 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@gnu.org. Upewnij się, że pole tematu wiadomości zaw
iera gdzieś słowo ``bc''.
AUTOR
Philip A. Nelson
phil@cs.wwu.edu
PODZIĘKOWANIA
Autor chciałby podziękować Steve'owi Sommars (Steve.Som
mars@att.com) za jego szeroką pomoc w testowaniu tej
implementacji. Podsunął on wiele cennych sugestii. Dzięki
jego zaangażowaniu jest to o wiele lepszy produkt.
ZOBACZ TAKŻE
dc(1), expr(1), awk(1)
v1.06 Podręcznik poleceń 18