使用 GNU bc 在 Linux Shell 中進行數學運算

大多數 POSIX 系統帶有 GNU bc，這是一種任意精度的數字處理語言。它的語法類似於 C，但是它也支持互動式執行語句和處理來自標準輸入（stdin）的數據。因此，它通常是以下問題的答案：「我如何在 Linux shell 中進行數學運算？」這種回應方式在網上很常見：

$ echo "1+1" | bc
2

儘管這是完全正確的，但很少有用戶認為，與更直觀的方式相比，它很優雅，例如：

$ 1+1  # 這不能工作
2

交互模式要容易一些：

$ bc
1+1
2
quit
$

但是交互模式並不總是適合簡單計算想要的直觀工作流，比如直接輸入你想要的計算。因此我推薦 Bluebat 的純 Bash 計算器。

bc 實際上提供了一種用於高級計算的數學語言。

含高級函數的 mathlib

bc 本身提供了基本的數學函數。你可以在互動式模式下測試它們：

$ bc
3^2
9
(3^2)*(9)/3
27

使用 --mathlib 選項獲取高級函數，包括正弦、餘弦、正切等。在互動式模式下，你可以測試其中一些。下面是 90 度的餘弦：

c(90)
-.44807361612917015236

9 的正弦：

s(9)
.41211848524175656975

創建你自己的 bc 函數

你還可以在 bc 中創建自己的函數。函數定義以 define 關鍵字開始，並用大括弧括起來。下面是一個輸入到互動式會話中的簡單函數，它返回給它的任意數字：

$ bc
define echo(n) {
  return (n);
}

在同一個互動式會話中，測試一下：

echo(2)
2
echo(-2)
-2

bc 中的 if 語句

bc 語言還有各種控制語句，其中最簡單的是 if/else。語法乍一看可能很熟悉，但在如何處理大括弧方面有些不同。請注意，if 語句的 else 子句包含在大括弧中，而 then 子句不是，但兩者都用分號終止。下面是一個返回數字 n 的絕對值的函數：

define abso(n) {
  if ( n > 0 ) return (n);
  { return (-n); }
}

在同一個互動式會話中，測試一下：

abso(-5)
5
abso(5)
5

將數據導入 bc

使用互動式會話對於快速計算和實驗是可以容忍的，但在退出時會丟失數據，並且在出錯時很難編輯。幸運的是，bc 可以從外部文件載入變數和函數。

下面是一個包含兩個變數（sol 和 foo）的文件，以及一個用於查找絕對值的自定義 abso 函數：

sol=299792458

foo=42

define abso(n) {
  if ( n > 0 ) return (n);
  { return (-n); }
}

將它保存到名為 bcvars.bc 的文件中，以便導入 bc 互動式會話：

$ bc bcvars.bc
foo
42
sol
299792458
abso(-23)
23

使用 bc 助力你的數學

bc 語言相對簡單，前提是你知道足夠的數學知識來構造任何你想完成的方程。雖然 bc 默認提供了有用的基本函數，並允許你創建自己的函數，但你可以通過站在巨人的肩膀上來減少工作量。載入了用於數學基礎知識和特定任務（例如，計算複利）的新函數的文件可從 GNU bc 頁獲得，同時也可獲得 bc 完整文檔。

如果你有興趣在 shell 里更好地處理數學，試試 bc 。它不會使你成為數學天才，但它可能會讓過程更簡單。

via: https://opensource.com/article/20/7/bc-math

作者：Seth Kenlon 選題：lujun9972 譯者：geekpi 校對：wxy

本文由 LCTT 原創編譯，Linux中國 榮譽推出

本文轉載來自 Linux 中國: https://github.com/Linux-CN/archive