Linux Certif

Toute la documentation sur la certification Linux LPI

bc

NAZWA

bc - jêzyk kalkulatora dowolnej precyzji

SK£ADNIA

bc [-hlwsqv] [d³ugie_opcje] [plik...]

WERSJA

Niniejszy podrêcznik opisuje GNU bc w wersji 1.06.

OPIS

bc jest jêzykiem obs³uguj±cym obliczenia na liczbach dowolnej dok³adno¶ci z interaktywnym wykonywaniem instrukcji. Istniej± pewne podobieñstwa sk³adni do jêzyka programowania C. Przy pomocy opcji wiersza poleceñ dostêpna jest standardowa biblioteka matematyczna. Na ¿±danie, biblioteka matematyczna jest definiowana przed rozpoczêciem przetwarzania plików. bc rozpoczyna pracê przetwarzaj±c kod z wszystkich plików wymienionych w wierszu poleceñ, zachowuj±c ich kolejno¶æ. Po przetworzeniu wszystkich plików, bc czyta ze standardowego wej¶cia. Ca³o¶æ kodu wykonywana jest w miarê czytania. (Je¶li plik zawiera polecenie zatrzymania procesora, to bc nie bêdzie prowadzi³ odczytu ze standardowego wej¶cia.)

Omawiana wersja bc zawiera kilka rozszerzeñ w stosunku do tradycyjnych realizacji bc i standardu POSIX. Opcje wiersza poleceñ mog± powodowaæ, ¿e rozszerzenia te bêd± wy¶wietlaæ ostrze¿enia lub bêd± odrzucane. Niniejszy dokument opisuje jêzyk akceptowany przez ten procesor bc. Rozszerzenia s± w nim wyra¼nie wyró¿nione.

OPCJE

-h, --help

Wypisuje informacjê o sposobie wywo³ania i koñczy dzia³anie.

-i, --interactive

Wymusza tryb interaktywny.

-l, --mathlib

Definiuje standardow± bibliotekê matematyczn±.

-w , --warn

Ostrzega o rozszerzeniach w stosunku do POSIX bc.

-s , --standard

Przetwarza wy³±cznie standardowy, POSIX-owy jêzyk bc.

-q , --quiet

Nie wy¶wietla zwyk³ego przywitania GNU bc.

-v , --version

Wypisuje numer wersji, informacjê o prawach autorskich i koñczy dzia³anie.

LICZBY

Najbardziej podstawowym elementem w bc jest liczba. Liczby s± liczbami dowolnej dok³adno¶ci. Dok³adno¶æ ta odnosi siê zarówno do czê¶ci ca³kowitej jak i do u³amkowej. Wszystkie liczby s± reprezentowane wewnêtrznie w postaci dziesiêtnej i wszystkie obliczenia prowadzone s± w uk³adzie dziesiêtnym. (Opisywana wersja obcina wyniki operacji dzielenia i mno¿enia.) Liczby posiadaj± dwa atrybuty: d³ugo¶æ i dok³adno¶æ. [od t³um.: (org.scale) - w t³umaczeniu u¿ywane bêdzie s³owo `dok³adno¶æ' w znaczeniu zbli¿onym do znanego np. z obs³ugi kalkulatorów] D³ugo¶æ jest ca³kowit± liczb± cyfr znacz±cych liczby, za¶ dok³adno¶æ jest ca³kowit± liczb± cyfr dziesiêtnych po kropce dziesiêtnej. Na przyk³ad:

.000001 ma d³ugo¶æ 6 i dok³adno¶æ 6. 1935.000 ma d³ugo¶æ 7 i dok³adno¶æ 3.

ZMIENNE

Liczby przechowywane s± w dwu rodzajach zmiennych, zmiennych prostych i tablicach. Zarówno zmienne proste jak i tablice posiadaj± nazwy. Nazwy zaczynaj± siê od litery, po której nastêpuje dowolna liczba liter, cyfr i znaków podkre¶lenia. Wszystkie litery musz± byæ ma³e. (Nazwy w pe³ni alfanumeryczne s± rozszerzeniem. W POSIXowym bc wszystkie nazwy s± pojedynczymi ma³ymi literami.) Rodzaj zmiennej wynika z kontekstu, gdy¿ po nazwie ka¿dej zmiennej tablicowej wyst±pi± nawiasy ([]).

Istniej± cztery zmienne specjalne: scale, ibase, obase oraz last. scale okre¶la, jak niektóre operacje u¿ywaj± cyfr po kropce dziesiêtnej. Domy¶ln± warto¶ci± scale jest 0. ibase oraz obase okre¶laj± podstawê pozycyjnego systemu liczbowego przy konwersji wej¶cia i wyj¶cia. Domy¶ln± podstaw± zarówno dla wej¶cia jak i dla wyj¶cia jest 10. last (rozszerzenie standardu) jest zmienn±, która przechowuje warto¶æ ostatnio wydrukowanej liczby. Zmienne te bêd± omówione szczegó³owo pó¼niej, w odpowiedniej czê¶ci. Wszystkie z nich mog± mieæ przypisywane warto¶ci, jak równie¿ mog± byæ u¿ywane w wyra¿eniach.

KOMENTARZE

Komentarze w bc rozpoczynaj± siê od znaków /* za¶ koñcz± znakami */. Komentarze mog± zaczynaæ siê w dowolnym miejscu i na wej¶ciu pojawiaj± siê jako pojedyncze spacje. (Powoduje to, ¿e komentarze s± ogranicznikami innych elementów wej¶cia. Na przyk³ad, komentarz nie mo¿e znajdowaæ siê w ¶rodku nazwy zmiennej.) Komentarze obejmuj± znaki nowej linii (koñca linii) pomiêdzy pocz±tkiem a koñcem komentarza.

Do zapewnienia obs³ugi skryptów dla bc, jako rozszerzenie dodano komentarz w pojedynczym wierszu. Komentarz jednowierszowy rozpoczyna siê znakiem # i rozci±ga siê do koñca wiersza. Znak koñca linii nie jest tu czê¶ci± komentarza i jest przetwarzany jak zwykle.

WYRA¯ENIA

Liczbami pos³uguj± siê wyra¿enia i instrukcje. Poniewa¿ jêzyk zosta³ zaprojektowany jako interaktywny, instrukcje i wyra¿enia wykonywane s± niezw³ocznie. Nie ma ¿adnego programu "g³ównego" ("main"). Zamiast tego, kod jest wykonywany zaraz po jego napotkaniu. (Funkcje, omówione szczegó³owo dalej, s± zdefiniowane po ich napotkaniu.)

Proste wyra¿enie jest po prostu sta³±. bc zamienia sta³e na wewnêtrzne liczby dziesiêtne przy u¿yciu bie¿±cej podstawy systemu dla wprowadzania, podanej w zmiennej ibase. (Istnieje wyj±tek dla funkcji.) Dopuszczalnymi warto¶ciami ibase s± 2 do 16. Przypisanie ibase warto¶ci spoza tego zakresu nada jej warto¶æ 2 lub 16. Liczby wej¶ciowe mog± zawieraæ znaki 0-9 oraz A-F. (Uwaga: musz± to byæ wielkie litery. Ma³e litery s± nazwami zmiennych.) Liczby jednocyfrowe maj± zawsze warto¶æ cyfry, bez wzglêdu na warto¶æ ibase. (tj. A = 10.) Dla liczb wielocyfrowych bc zamienia wszystkie cyfry wej¶ciowe wiêksze b±d¼ równe ibase na warto¶æ ibase-1. Powoduje to, ¿e liczba FFF bêdzie zawsze najwiêksz± trzycyfrow± liczb± przy danej podstawie systemu dla wej¶cia.

Pe³ne wyra¿enia s± podobne do wystêpuj±cych w wielu jêzykach wysokiego poziomu. Poniewa¿ wystêpuje tylko jeden rodzaj liczb, nie ma regu³ okre¶laj±cych u¿ycie ró¿nych typów. Zamiast tego istniej± regu³y dotycz±ce dok³adno¶ci wyra¿eñ. Ka¿de wyra¿enie posiada okre¶lon± dok³adno¶æ. Zale¿y ona od dok³adno¶ci pierwotnych liczb, wykonywanego dzia³ania i, w wielu przypadkach, warto¶ci zmiennej scale. Dopuszczalnymi warto¶ciami zmiennej scale s± liczby od 0 a¿ do maksymalnej liczby, jaka mo¿e byæ reprezentowana jako ca³kowita (integer) w jêzyku C.

W podanych poni¿ej opisach dopuszczalnych wyra¿eñ, "wyra¿enie" okre¶la pe³ne wyra¿enie a "zmienna" okre¶la zmienn± prost± lub tablicow±. Zmienn± prost± jest po prostu

nazwa

a zmienna tablicowa jest okre¶lona jako

nazwa[wyra¿enie]

Dok³adno¶æ wyniku jest maksymaln± z dok³adno¶ci u¿ytych w nim wyra¿eñ, chyba ¿e podano inaczej.

- wyra¿enie

Wynikiem jest warto¶æ przeciwna do wyra¿enia.

++ zmienna

Zmienna jest powiêkszana o jeden a wynikiem wyra¿enia jest ta nowa warto¶æ.

-- zmienna

Zmienna jest pomniejszana o jeden a wynikiem wyra¿enia jest ta nowa warto¶æ.

zmienna ++

Wynikiem wyra¿enia jest warto¶æ zmiennej, a nastêpnie zmienna jest powiêkszana o jeden.

zmienna --

Wynikiem wyra¿enia jest warto¶æ zmiennej, a nastêpnie zmienna jest pomniejszana o jeden.

wyra¿enie + wyra¿enie

Wynikiem tego wyra¿enia jest suma obu wyra¿eñ.

wyra¿enie - wyra¿enie

Wynikiem tego wyra¿enia jest ró¿nica obu wyra¿eñ.

wyra¿enie * wyra¿enie

Wynikiem tego wyra¿enia jest iloczyn obu wyra¿eñ.

wyra¿enie / wyra¿enie

Wynikiem tego wyra¿enia jest iloraz obu wyra¿eñ. Liczba cyfr po kropce dziesiêtnej wyniku jest równa warto¶ci zmiennej scale.

wyra¿enie % wyra¿enie

Wynikiem tego wyra¿enia jest "reszta" z dzielenia obliczana w nastêpuj±cy sposób. W celu obliczenia a%b, obliczane jest najpierw a/b z dok³adno¶ci± do scale cyfr dziesiêtnych. Wynik u¿ywany jest do obliczenia a-(a/b)*b z dok³adno¶ci± okre¶lon± jako maksymalna z scale+scale(b) oraz scale(a). Je¿eli scale ustawiona jest na zero, za¶ oba wyra¿enia s± ca³kowite to wyra¿enie to jest funkcj± reszty ca³kowitej.

wyra¿enie ^ wyra¿enie

Wynikiem tego wyra¿enia jest warto¶æ pierwszego z wyra¿eñ podniesiona do potêgi okre¶lonej przez drugie. Drugie wyra¿enie musi byæ liczb± ca³kowit±. (Je¶li drugie wyra¿enie nie jest ca³kowite, to emitowane jest ostrze¿enie a wyra¿enie jest obcinane tak, by otrzymaæ warto¶æ ca³kowit±). Liczba cyfr u³amkowych wyniku wynosi scale, je¶li wyk³adnik jest ujemny. Je¿eli jest on dodatni, to dok³adno¶æ (liczba cyfr po kropce dziesiêtnej) wyniku stanowi minimum z dok³adno¶ci pierwszego wyra¿enia przemno¿onej przez warto¶æ wyk³adnika i maksimum z scale i dok³adno¶ci pierwszego wyra¿enia. To znaczy:

scale(a^b) = min(scale(a)*b, max( scale, scale(a)))

Nale¿y pamiêtaæ, ¿e wyra¿enie^0 zawsze zwraca warto¶æ 1.

( wyra¿enie )

Nawiasy wymuszaj± zmianê standardowych priorytetów przy obliczaniu wyra¿enia.

zmienna = wyra¿enie

Zmiennej przypisywana jest warto¶æ wyra¿enia.

zmienna <op>= wyra¿enie

jest to równowa¿ne zapisowi "zmienna = zmienna <op> wyra¿enie", z wyj±tkiem tego, i¿ czê¶æ "zmienna" jest wyliczana tylko raz. Mo¿e to byæ istotne, je¶li "zmienna" jest tablic±.

Wyra¿enia relacyjne s± specjalnym rodzajem wyra¿eñ, zwracaj±cym zawsze warto¶æ 0 lub 1: zero je¶li relacja jest fa³szywa, za¶ 1 je¿eli jest prawdziwa. Mog± one wystêpowaæ w dowolnych dozwolonych wyra¿eniach. (POSIX bc wymaga, by wyra¿enia relacyjne by³y u¿ywane wy³±cznie w instrukcjach if, while i for oraz aby by³o w nich u¿yte tylko jedno sprawdzenie relacji.) Operatorami relacji s±:

wyra¿enie1 < wyra¿enie2

Wynikiem jest jeden je¶li wyra¿enie1 jest mniejsze ni¿ wyra¿enie2.

wyra¿enie1 <= wyra¿enie2

Wynikiem jest 1 gdy wyra¿enie jest mniejsze b±d¼ równe wyra¿enie2.

wyra¿enie1 > wyra¿enie2

Wynikiem jest 1 je¶li wyra¿enie1 jest wiêksze ni¿ wyra¿enie2.

wyra¿enie1 >= wyra¿enie2

Wynikiem jest 1 gdy wyra¿enie1 jest wiêksze b±d¼ równe wyra¿enie2.

wyra¿enie1 == wyra¿enie2

Wynikiem jest 1 gdy wyra¿enie1 jest równe wyra¿enie2.

wyra¿enie != wyra¿enie2

Wynikiem jest 1 gdy wyra¿enie1 nie jest równe wyra¿enie2.

Dozwolone s± tak¿e operacje logiczne. (POSIX bc NIE posiada operacji logicznych). Wynikami wszystkich operacji logicznych s± 0 lub 1 (dla fa³szu i prawdy), tak jak dla wyra¿eñ relacyjnych. Operatorami logicznymi s±:

!wyra¿enie

Zaprzeczenie. Wynikiem jest 1 je¶li wyra¿enie ma warto¶æ 0.

wyra¿enie && wyra¿enie

Koniunkcja. Wynikiem jest 1 je¿eli oba wyra¿enia s± niezerowe.

wyra¿enie || wyra¿enie

Alternatywa. Wynikiem jest 1 je¶li dowolne z wyra¿eñ jest niezerowe.

Wyra¿enia posiadaj± nastêpuj±cy priorytet: (od najni¿szego do najwy¿szego)

operator ||, wi±zanie lewe operator &&, wi±zanie lewe operator !, niezwi±zany operatory relacji, wi±zanie lewe operator przypisania, wi±zanie prawe operatory + i -, wi±zanie lewe operatory *, / i %, wi±zanie lewe operator ^, wi±zanie prawe jednoargumentowy operator -, niezwi±zany operatory ++ i --, niezwi±zane

Kolejno¶æ wykonywania zosta³a dobrana tak, by programy zgodne z POSIX bc dzia³a³y poprawnie. Powoduje to, ¿e operatory relacyjne i logiczne, u¿yte w wyra¿eniach przypisania, bêd± wykazywaæ niecodzienne zachowywanie. Rozwa¿ wyra¿enie:

a = 3 < 5

Wiêkszo¶æ programistów C uwa¿a³aby, ¿e przypisze ono wynik operacji "3 < 5" (warto¶æ 1) zmiennej "a". Tymczasem w bc nadaje ono warto¶æ 3 zmiennej "a", a nastêpnie porównuje 3 z 5. U¿ywaj±c operatorów relacji i operatorów logicznych z operatorami przypisania najlepiej jest pos³u¿yæ siê nawiasami.

bc obs³uguje jeszcze kilka innych wyra¿eñ specjalnych. Zwi±zane s± one z funkcjami definiowanymi przez u¿ytkownika i funkcjami standardowymi. Wszystkie one maj± postaæ "nazwa(parametry)". Funkcje definiowane przez u¿ytkownika opisano w sekcji Funkcje. Funkcjami standardowymi s±:

length ( wyra¿enie )

Wynikiem funkcji length jest liczba cyfr znacz±cych w wyra¿eniu.

read ( )

Funkcja ta, bêd±ca rozszerzeniem, odczytuje liczbê ze standardowego wej¶cia, niezale¿nie od miejsca u¿ycia funkcji. Strze¿ siê -- mo¿e to spowodowaæ k³opoty przy przeplataniu siê danych i programu ze standardowego wej¶cia. Najlepszym zastosowaniem tej funkcji jest u¿ycie jej w uprzednio napisanym programie, który wymaga wprowadzania danych przez u¿ytkownika, ale nigdy nie pozwala na wprowadzanie kodu programu. Wynikiem dzia³ania funkcji read jest liczba odczytana ze standardowego wej¶cia z konwersj± uk³adu liczbowego wed³ug aktualnej warto¶ci zmiennej ibase.

scale ( wyra¿enie )

Wynikiem funkcji scale jest liczba cyfr po kropce dziesiêtnej w wyra¿eniu bêd±cym jej parametrem.

sqrt ( wyra¿enie )

Wynikiem funkcji sqrt jest pierwiastek kwadratowy z wyra¿enia. Je¿eli wyra¿enie ma warto¶æ ujemn±, to generowany jest b³±d wykonania.

INSTRUKCJE

Instrukcje (jak w wiêkszo¶ci jêzyków algorytmicznych) umo¿liwiaj± sterowanie kolejno¶ci± wykonywania wyra¿eñ. W bc instrukcje wykonywane s± bezzw³ocznie, "tak szybko jak to jest mo¿liwe". Wykonanie odbywa siê gdy napotkano znak nowej linii i istnieje jedna lub wiêcej pe³na instrukcja. W zwi±zku z takim natychmiastowym wykonaniem, znaki nowej linii s± bardzo istotne w bc. W rzeczywisto¶ci, jako organiczniki instrukcji u¿ywane s± zarówno znaki nowej linii jak i ¶redniki. Nieprawid³owo umieszczony znak nowej linii spowoduje b³±d sk³adni. Poniewa¿ znaki nowej linii rozdzielaj± instrukcje, mo¿liwe jest ich ukrycie (przed interpretacj±) przy pomocy znaku odwrotnego uko¶nika. Sekwencja "\<nl>", gdzie <nl> jest znakiem nowej linii postrzegana jest przez bc jako znak zwyk³ej spacji zamiast znaku nowej linii. Poni¿ej umieszczono listê instrukcji bc i ich znaczenia: (elementy umieszczone w nawiasach kwadratowych ([]) s± opcjonalnymi czê¶ciami instrukcji.)

wyra¿enie

Instrukcja ta wykonuje dwie rzeczy. je¿eli wyra¿enie rozpoczyna siê od "<zmienna> <przypisanie> ...", to jest traktowane jak instrukcja przypisania. Je¶li wyra¿enie nie jest instrukcj± przypisania, to wyra¿enie jest wyliczane i drukowane na standardowym wyj¶ciu. Po wydrukowaniu liczby drukowany jest znak nowej linii. Na przyk³ad, "a=1" jest instrukcj± przypisania za¶ "(a=1)" jest wyra¿eniem zawieraj±cym przypisanie. Wszystkie liczby drukowane s± przy u¿yciu systemu pozycyjnego okre¶lonego zmienn± obase. Dopuszczalnymi warto¶ciami obase s± 2 do BC_BASE_MAX. (Patrz sekcja OGRANICZENIA.) Dla podstaw systemu od 2 do 16 u¿ywana jest zwyczajowa metoda zapisu liczb. Dla podstaw wiêkszych od 16 bc pos³uguje siê metod± cyfr wieloznakowych wy¶wietlania liczb, gdzie ka¿da z kolejnych cyfr wy¶wietlana jest jako liczba dziesiêtna. Cyfry wieloznakowe oddzielane s± odstêpami. Ka¿da z cyfr zawiera tyle znaków, ile jest niezbêdnych do przedstawienia dziesiêtnie warto¶ci "obase-1". Poniewa¿ liczby maj± dowoln± dok³adno¶æ, niektóre z liczb mog± nie daæ wydrukowaæ siê w pojedynczym wierszu. Takie d³ugie liczby zostan± podzielone miêdzy wiersze przy zastosowaniu "\" jako ostatniego znaku wiersza. Maksymaln± liczb± znaków drukowanych w wierszu jest 70. Z powodu interaktywneggo charakteru bc drukowanie liczby ma efekt uboczny w postaci przypisania wydrukowanej warto¶ci do specjalnej zmiennej o nazwie last. Umo¿liwia to u¿ytkownikowi odtworzenie ostatnio wydrukowanej warto¶ci bez potrzeby ponownego wpisywania wyra¿enia, które j± wydrukowa³o. Nadawanie warto¶ci zmiennej last jest dozwolone; spowoduje ono zast±pienie ostatnio wydrukowanej warto¶ci warto¶ci± przypisan±. Nowo przypisana warto¶æ pozostanie a¿ do wydrukowania kolejnej liczby lub nadania last innej warto¶ci. (Niektóre z implementacji mog± dopuszczaæ u¿ycie pojedynczej kropki (.), nie bêd±cej czê¶ci± liczby, jako skróconej notacji dla last.)

³añcuch

Na wyj¶ciu drukowany jest ³añcuch znakowy. £añcuchy rozpoczynaj± siê znakiem cudzys³owu i zawieraj± wszystkie znaki do nastêpnego znaku cudzys³owu. Wszystkie znaki, w³±cznie ze znakami nowej linii, traktowane s± dos³ownie. Po wydrukowaniu ³añcucha nie jest drukowany znak nowej linii.

print lista

Instrukcja print (rozszerzenie) umo¿liwia u¿ycie innego sposobu wydruku wyników. "Lista" jest list± ³añcuchów i wyra¿eñ oddzielonych przecinkami. Ka¿dy ³añcuch czy wyra¿enie drukowany jest w kolejno¶ci wystêpowania na li¶cie. Nie jest drukowany koñcz±cy znak nowej linii (przej¶cie do nastêpnego wiersza). Wyliczana jest warto¶æ wyra¿eñ; jest ona drukowana i przypisywana zmiennej last. £añcuchy u¿yte w instrukcji print s± drukowane na wyj¶ciu i mog± zawieraæ znaki specjalne. Znaki specjalne rozpoczynaj± siê znakiem odwrotnego uko¶nika (\). bc rozpoznaje nastêpuj±ce znaki specjalne: "a" (dzwonek, bell), "b" (backspace), "f" (wysuw strony, form feed), "n" (nowa linia, newline), "r" (powrót karetki, carriage return), "q" (cudzys³ów, double quote), "t" (tabulacja, tab) oraz "\" (odwrotny uko¶nik, backslash). Inne znaki wystêpuj±ce po odwrotnym uko¶niku bêd± ignorowane.

{ lista_instrukcji }

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

if ( wyra¿enie ) instrukcja1 [else instrukcja2]

Instrukcja if oblicza wyra¿enie i wykonuje instrukcjê1 b±d¼ instrukcjê2 w zale¿no¶ci od warto¶ci wyra¿enia. Je¿eli wyra¿enie jest niezerowe, wykonywana jest instrukcja1. Je¶li wystêpuje instrukcja2 a warto¶ci± wyra¿enia jest 0, to wykonywana jest instrukcja2. (Klauzula else instrukcji if jest rozszerzeniem).

while ( wyra¿enie ) instrukcja

Instrukcja while powtarza wykonywanie danej instrukcji póki wyra¿enie jest niezerowe. Oblicza ona warto¶æ wyra¿enia przed ka¿dym wykonaniem instrukcji. Przerwanie pêtli powodowane jest zerow± warto¶ci± wyra¿enia lub wykonaniem instrukcji break (przerwania).

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

Instrukcja for kontroluje powtarzane wykonanie danej instrukcji. Przed pêtl± obliczane jest wyra¿enie1. Wyra¿enie2 jest obliczane przed ka¿dym wykonaniem instrukcji. Je¶li jest niezerowe, to wykonywana jest instrukcja. Je¶li ma ono warto¶æ zero, to pêtla jest przerywana. Po ka¿dym wykonaniu danej instrukcji wyliczana jest warto¶æ wyra¿enia3 przed ponownym wyliczeniem wyra¿enia2. Je¿eli pominiêto wyra¿enie1 lub wyra¿enie3, to nic nie jest obliczane w chwili, gdy powinna byæ okre¶lana ich warto¶æ. Je¿eli pominiêto wyra¿enie2, to jest ono zastêpowane warto¶ci± 1. (Wyra¿enie opcjonalne stanowi± rozszerzenie. bc w POSIXie wymaga wszystkich trzech wyra¿eñ.) Poni¿szy kod jest równowa¿ny instrukcji for:

wyra¿enie1; while (wyra¿enie2) { instrukcja; wyra¿enie3; }

break

Instrukcja ta powoduje wymuszone zakoñczenie ostatniej obejmuj±cej j± instrukcji while lub for.

continue

Instrukcja continue (rozszerzenie) powoduje rozpoczêcie kolejnej iteracji przez ostatni± obejmuj±c± j± instukcjê for.

halt

Instrukcja halt (rozszerzenie) jest instrukcj± nakazuj±c± preprocesorowi bc zakoñczenie pracy (ale tylko wtedy gdy instrukcja ta jest wykonywana). Na przyk³ad, "if (0 == 1) halt" nie spowoduje przerwania pracy bc, gdy¿ instrukcja halt nie bêdzie wykonana.

return

Zwraca warto¶æ zero jako wynik funkcji. (Patrz sekcja dotycz±ca funkcji).

return ( wyra¿enie )

Zwraca warto¶æ wyra¿enia jako wynik funkcji. (Patrz sekcja dotycz±ca funkcji). Nawiasy nie s± wymagane, co jest rozszerzeniem GNU bc.

PSEUDO-INSTRUKCJE

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

limits

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

quit

Po odczycie instrukcji quit procesor bc koñczy pracê, niezale¿nie od tego, gdzie wyst±pi³a ta instrukcja. Na przyk³ad, "if (0 == 1) quit" spowoduje zakoñczenie pracy bc.

warranty

Wypisuje d³u¿sz± notkê na temat gwarancji. Jest to rozszerzenie.

FUNKCJE

Funkcje dostarczaj± sposobu definiowania obliczeñ, które mog± byæ wykonane pó¼niej. Funkcje w bc zawsze obliczaj± warto¶æ i zwracaj± j± do miejsca wywo³ania. Definicje funkcji s± "dynamiczne" w tym sensie, ¿e funkcja pozostaje niezdefiniowana dopóki na wej¶ciu nie zostanie odczytana jej definicja. Definicja ta jest nastêpnie u¿ywana dopóki nie zostanie napotkana inna definicja funkcji o tej samej nazwie. Wówczas nowa definicja zastêpuje starsz±. Funkcja definiowana jest nastêpuj±co:

define nazwa ( parametry ) { nowa_linia lista_auto lista_instrukcji }

Wywo³anie funkcji jest po prostu wyra¿eniem postaci "nazwa(parametry)".

Parametry s± liczbami lub tablicami (rozszerzenie). W definicji funkcji definiuje siê równocze¶nie jest zero lub wiêcej jej parametrów przez podanie ich nazw rozdzielonych przecinkami. Liczby s± jedynymi parametrami wywo³ywanymi przez warto¶æ. Tylko tablice s± wo³ane przez wskazanie zmiennej. Tablice podawane s± w definicji parametrów przy pomocy notacji "nazwa[ ]". W wywo³aniu funkcji parametry rzeczywiste dla parametrów numerycznych s± pe³nymi wyra¿eniami. Do przekazywania tablic u¿ywana jest ta sama notacja, co przy definiowaniu parametrów typu tablicowego. Dana tablica przesy³ana jest do funkcji przez nazwê (wskazanie). Poniewa¿ definicje funkcji s± dynamiczne, w trakcie wywo³ywania funkcji sprawdzana jest liczba i typy jej parametrów. Niezgodno¶c liczby parametrów lub ich typów powoduje b³±d wykonania. B³±d wykonania pojawi siê tak¿e przy próbie wywo³ania niezdefiniowanej funkcji.

lista_auto jest opcjonaln± list± zmiennych, do u¿ytku "lokalnego". A oto sk³adnia tej listy (je¶li wystêpuje): "auto nazwa, ... ;". ¦rednik jest opcjonalny. Ka¿da z nazw jest nazw± auto-zmiennej. Tablice mog± byæ podane przy u¿yciu takiej samej sk³adni jak w parametrach. Na pocz±tku funkcji warto¶ci tych zmiennych odk³adane s± na stosie. Nastêpnie zmienne s± inicjowane zerami i u¿ywane w czasie wykonywania funkcji. Przy zakoñczeniu funkcji zmienne s± zdejmowane ze stosu, tak ¿e przywracana jest ich pierwotna warto¶æ (z momentu wywo³ania funkcji). Parametry te s± faktycznie zmiennymi auto inicjowanymi warto¶ciami dostarczonymi w wywo³aniu funkcji. Zmienne typu auto ró¿ni± siê od tradycyjnych zmiennych lokalnych, gdy¿ je¶li funkcja A wo³a funkcjê B, to B mo¿e pos³ugiwaæ siê zmiennymi auto funkcji A po prostu u¿ywaj±c tych samych nazw, chyba ¿e funkcja B traktuje je jako zmienne auto. Poniewa¿ zmienne auto i parametry sk³adowane s± na stosie, to bc obs³uguje funkcje rekurencyjne.

Cia³o funkcji jest list± instrukcji bc. I znów, jak w czê¶ci zasadniczej, instrukcje oddzielane s± ¶rednikami lub znakami nowej linii. Instrukcje return (powrót) powoduj± zakoñczenie funkcji i zwrócenie warto¶ci. Istniej± dwa warianty instrukcji return. Pierwsza postaæ, "return", zwraca warto¶æ 0 do wywo³uj±cego wyra¿enia. Druga postaæ, "return ( wyra¿enie )", oblicza warto¶æ wyra¿enia i zwraca j± do wyra¿enia wo³aj±cego. Ka¿da funkcja domy¶lnie koñczy siê niejawn± instrukcj± "return (0)". Pozwala to na funkcji na zakoñczenie dzia³ania i zwrócenie zera bez jawnej instrukcji powrotu.

Funkcje inaczej korzystaj± ze zmiennej ibase. Wszystkie sta³e w obrêbie cia³a funkcji bêd± konwertowane przy zastosowaniu warto¶ci ibase w momencie wywo³ania funkcji. Zmiany ibase w czasie wykonywania funkcji s± ignorowane, z wyj±tkiem funkcji standardowej read, która zawsze do konwersji liczb wykorzystuje bie¿±c± warto¶æ ibase.

Rozszerzeniem GNU bc jest nieco lu¼niejszy format dla definicji. Standard wymaga, by nawias otwieraj±cy znajdowa³ siê w tym samym wierszu co s³owo kluczowe define, a wszystkie pozosta³e czê¶ci w kolejnych wierszach. Opisywana tu wersja bc zezwala na dowoln± ilo¶æ znaków nowej linii przed i po nawiasie otwieraj±cym funkcji. Na przyk³ad, dozwolone s± poni¿sze definicje.

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

BIBLIOTEKA MATEMATYCZNA

Je¿eli bc wywo³ywane jest z opcj± -l, to wstêpnie wczytywana jest biblioteka matematyczna (math library), a domy¶lna liczba cyfr dziesiêtnych (scale) ustawiana jest na 20. Funkcje matematyczne obliczaj± swe wyniki z dok³adno¶ci± okre¶lon± w momencie ich wywo³ania. Bibilioteka matematyczna definiuje nastêpuj±ce 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 wyk³adnicza - e do potêgi x.

j(n,x)

Funkcja Bessela rzêdu n (ca³kowitego) z argumentem x.

PRZYK£ADY

W pow³oce /bin/sh, poni¿sze polecenie przypisuje warto¶æ liczby "Pi" zmiennej ¶rodowiska pi.

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

Poni¿ej podano definicjê funkcji wyk³adniczej u¿ywanej w bibliotece matematycznej. Funkcja ta napisana jest w bc standardu POSIX.

scale = 20 /* wykorzystuje fakt, ¿e e^x = (e^(x/2))^2 Gdy x jest dostatecznie ma³e, u¿ywamy 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 } }

Poni¿szy kod pos³uguje siê rozszerzonymi cechami bc do uzyskania prostego programu licz±cego salda ksi±¿eczki czekowej. Najlepiej by³oby zachowaæ go w pliku, tak by móg³ byæ wykorzystany wielokrotnie bez potrzeby ka¿dorazowego przepisywania.

scale=2 print "\nProgram ksi±¿eczki czekowej!\n" print " Pamiêtaj, wp³aty s± transakcjami ujemnymi.\n" print " Koniec - transakcja zerowa.\n\n" print "Saldo pocz±tkowe? "; bal = read() bal /= 1 print "\n" while (1) { "bie¿±ce saldo = "; bal "transakcja? "; trans = read() if (trans == 0) break; bal -= trans bal /= 1 } quit

Poni¿ej zamieszczono definicjê rekurencyjnej funkcji silni.

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

OPCJE READLINE I LIBEDIT

GNU bc mo¿e zostaæ skompilowany (poprzez opcjê konfiguracji) tak, by pos³ugiwa³ siê bibliotek± GNU edytora wej¶cia o nazwie readline lub te¿ bibliotek± BSD libedit. Umo¿liwia to u¿ytkownikowi edycjê wierszy przed wys³aniem ich do bc. Pozwala te¿ na wykorzystanie historii poprzednio wprowadzonych wierszy. Przy wybraniu tej opcji bc posiada dodatkow± zmienn± specjaln±. Ta specjalna zmienna, history, przechowuje liczbê zachowywanych wierszy historii. Dla readline, warto¶æ -1 oznacza, ¿e przechowywana jest nieograniczona liczba wierszy historii. Ustawienie warto¶ci history na liczbê dodatni± ogranicza liczbê przechowywanych wierszy historii do podanej liczby. Warto¶æ zero wy³±cza funkcjê historii wprowadzonych wierszy. Warto¶ci± domy¶ln± jest 100. Wiêcej informacji mo¿na znale¼æ w podrêcznikach u¿ytkownika dla bibliotek GNU readline i history oraz BSD libedit. Nie mo¿na równocze¶nie w³±czyæ zarówno readline jak i libedit.

RÓ¯NICE

Niniejsza wersja bc zosta³a zbudowana w oparciu o projekt POSIX P1003.2/D11 i zawiera kilka ró¿nic i rozszerzeñ w stosunku do tego dokumentu i tradycyjnych realizacji. Nie jest wykonana w tradycyjny sposób, wykorzystuj±cy polecenie dc(1). Wersja ta jest pojedynczym procesem, analizuj±cym i uruchamiaj±cym kod binarny bêd±cy t³umaczeniem programu. Istnieje "nieudokumentowana" opcja (-c) powoduj±ca, ¿e program wy¶wietla kod binarny na standardowym wyj¶ciu zamiast wykonywania go. U¿ywana by³a ona g³ównie do debuggowania analizatora sk³adni i przy przygotowaniu biblioteki matematycznej.

G³ównym ¼ród³em ró¿nic s± rozszerzenia, w których jaka¶ cecha, mo¿liwo¶æ programu jest rozbudowana w celu dodania funkcjonalno¶ci, oraz dodatki, gdzie dodano nowe mo¿liwo¶ci. Poni¿ej podano listê ró¿nic i rozszerzeñ.

Zmienna ¶rodowiska LANG

Niniejsza wersja nie spe³nia standardu POSIX przetwarzania zmiennej ¶rodowiska LANG i wszystkich zmiennych ¶rodowiska rozpoczynaj±cych siê na LC_.

nazwy

Tradycyjny i POSIXowy bc posiadaj± jednoliterowe nazwy funkcji, zmiennych i tablic. Zosta³y one rozszerzone do nazw wieloznakowych, rozpoczynaj±cych siê liter± i mog±cych zawieraæ litery, cyfry i znaki podkre¶lenia.

³añcuchy

£añcuchy nie mog± zawieraæ znaków NUL. POSIX stwierdza, ¿e wszystkie znaki musz± byæ zawarte w ³añcuchach.

last

POSIX bc nie posiada zmiennej last. Niektóre implementacje bc u¿ywaj± kropki (.) w podobny sposób.

porównania

POSIX bc dopuszcza porównania wy³±cznie w instrukcjach if, while oraz w drugim wyra¿eniu instrukcji for. Dodatkowo, w ka¿dej 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 wystêpowa³y wszystkie wyra¿enia.

&&, ||, !

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 wokó³ zwracanego wyra¿enia.

parametry tablicowe

POSIX bc nie obs³uguje (obecnie) w pe³ni parametrów tablicowych. Gramatyka POSIX zezwala na u¿ycie tablic w definicjach funkcji, ale nie zapewnia metody przekazania tablicy jako bie¿±cego parametru. (Jest to najprawdopodobniej przeoczenie w zdefiniowanej gramatyce.) Tradycyjne implementacje bc posiadaj± jedynie wywo³anie parametrów tablicowych przez warto¶æ.

format funkcji

POSIX bc wymaga, by nawias otwieraj±cy by³ w tym samym wierszu, co s³owo kluczowe define, za¶ instrukcja auto w nastêpnym wierszu.

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

POSIX bc nie wymaga, by by³y zdefiniowane powy¿sze operatory przypisania "starego typu". Niniejsza wersja zezwala na takie przypisania w "starym stylu". Nale¿y skorzystaæ z instrukcji limits, by stwierdziæ, czy zainstalowana wersja je rozpoznaje. Je¿eli obs³uguje ona przypisania w "starym stylu", to instrukcja "a =- 1" pomniejszy a o jeden zamiast przypisaæ a warto¶æ -1.

spacje w liczbach

Inne implementacje bc dopuszczaj± wystêpowanie spacji w liczbach. Na przyk³ad, "x=1 3" przypisze warto¶æ 13 zmiennej x. Ta sama instrukcja spowoduje b³±d sk³adni w opisywanej tu wersji bc.

b³êdy i wykonanie

Opisywana implementacja ró¿ni siê od innych sposobem, w jaki wykonywany jest kod w przypadku znalezienia w programie b³êdów sk³adniowych i innych. W przypadku napotkania b³êdu w definicji funkcji, obs³uga b³êdów próbuje odnale¿æ pocz±tek instrukcji i kontynuowaæ analizê sk³adniow± funkcji. Po znalezieniu b³êdu w funkcji, nie jest ona mo¿liwa do wywo³ania i staje siê niezdefiniowana. B³êdy sk³adniowe w interaktywnym wykonywaniu kodu uniewa¿niaj± bie¿±cy blok wykonania. Blok wykonania jest zakoñczony koñcem linii pojawiaj±cym siê po pe³nej sekwencji instrukcji. Na przyk³ad,

a = 1

b = 2

posiada dwa bloki wykonania a

{ a = 1

  b = 2 }

ma jeden blok wykonania. Ka¿dy z b³êdów wykonania przerywa wykonywanie bie¿±cego bloku wykonania. Ostrze¿enie w trakcie wykonywania nie przerywa bie¿±cego bloku.

Przerwania

Podczas sesji interaktywnej sygna³ SIGINT (zwykle generowany przez znak control-C z terminala) spowoduje przerwanie bie¿±cego bloku wykonywania. Wy¶wietli on b³±d wykonania ("runtime"), wskazuj±cy która funkcja zosta³a przerwana. Po wyczyszczeniu wszystkich struktur (runtime structures) wykonania, zostanie wy¶wietlony komunikat informuj±cy u¿ytkownika, ¿e bc jest gotów do przyjmowania kolejnych danych. Wszystkie uprzednio zdefiniowane funkcje pozostaj± zdefiniowane, za¶ warto¶ci wszystkich zmiennych innych ni¿ zmienne typu auto s± warto¶ciami sprzed przerwania. Podczas procesu oczyszczania struktur danych usuwane s± wszystkie zmienne typu auto oraz parametry funkcji. W czasie sesji nieinteraktywnej sygna³ SIGINT przerywa wykonanie ca³ego bc.

OGRANICZENIA

Poni¿ej podano obecne ograniczenia opisywanego procesora bc. Niektóre z nich mog± byæ zmienione podczas instalacji. Faktyczne ograniczenia mo¿na sprawdziæ za pomoc± instrukcji limits (ograniczenia).

BC_BASE_MAX

Maksymalna podstawa pozycyjnego uk³adu, w którym wyprowadzane s± wyniki obecnie ustawiona jest na 999. Maksymaln± podstaw± uk³adu wej¶ciowego jest 16.

BC_DIM_MAX

Obecnie ustawione jest arbitralne ograniczenie do 65535 (w wersji rozpowszechnianej). Twoja instalacja mo¿e byæ inna.

BC_SCALE_MAX

Liczba cyfr po kropce dziesiêtnej ograniczona jest do INT_MAX cyfr. Tak¿e liczba cyfr przed kropk± dziesiêtn± ograniczona jest do INT_MAX cyfr.

BC_STRING_MAX

Maksymalnie w ³añcuchu mo¿e wyst±piæ INT_MAX znaków.

wyk³adnik

Warto¶æ wyk³adnika w operacji potêgowania (^) ograniczona jest do LONG_MAX.

nazwy zmiennych

Obecnie nie mo¿e byæ wiêcej ni¿ 32767 unikalnych nazw w ka¿dym z rodzajów: zmiennych prostych, tablic i funkcji.

ZMIENNE ¦RODOWISKA

bc przetwarza nastêpuj±ce zmienne ¶rodowiska:

POSIXLY_CORRECT

To samo, co opcja -s. Tryb zgodno¶ci z POSIX.

BC_ENV_ARGS

Inny sposób przekazywania argumentów do bc. Format jest taki sam, jak argumentów wiersza poleceñ. Argumenty te przetwarzane s± na pocz±tku, wiêc pliki podane w argumentach ¶rodowiska przetwarzane s± przed plikami podanymi jako argumenty wiersza poleceñ. Umo¿liwia to u¿ytkownikowi ustawienie "standardowych" opcji i plików, jakie bêd± przetwarzane przy ka¿dym wywo³aniu bc. Pliki podane w zmiennych ¶rodowiska zawieraj± zwykle definicje funkcji, które u¿ytkownik chce mieæ zdefiniowane przy ka¿dym uruchomieniu bc.

BC_LINE_LENGTH

Powinna to byæ liczba ca³kowita (integer) podaj±ca ilo¶æ znaków w wierszu wynikowym. Obejmuje ona znaki odwrotnego uko¶nika i nowej linii dla d³ugich liczb.

DIAGNOSTYKA

Je¿eli który¶ z plików podanych w wierszu poleceñ nie mo¿e zostaæ otwarty bc zg³osi, ¿e plik ten jest niedostêpny i przerwie pracê. Istniej± te¿ komunikaty diagnostyczne kompilacji i wykonania, które powinny byæ zrozumia³e.

B£ÊDY

Obs³uga b³êdów (error recovery) nie jest jeszcze bardzo dobra.

B³êdy proszê zg³aszaæ (w jêz.angielskim) na adres bug-bc@gnu.org. Upewnij siê, ¿e pole tematu wiadomo¶ci zawiera gdzie¶ s³owo ``bc''.

AUTOR

Philip A. Nelson

phil@cs.wwu.edu

PODZIÊKOWANIA

Autor chcia³by podziêkowaæ Steve'owi Sommars (Steve.Sommars@att.com) za jego szerok± pomoc w testowaniu tej implementacji. Podsun±³ on wiele cennych sugestii. Dziêki jego zaanga¿owaniu jest to o wiele lepszy produkt.

ZOBACZ TAK¯E

dc(1), expr(1), awk(1)