在Linux中使用命令行计算器GNU bc的方法

每个现代的Linux桌面发行版都预装着一个带有图形界面的计算器程序。不过如果你的工作区中全是命令行窗口，那么你一定会在其中的一个命令行窗口中处理一些数字相关的问题。或许你在寻找一款基于命令行的计算器程序。如果是这样的话，GNU bc（“basic calculator”的缩写）会是你不二的选择。当然Linux下有很多基于命令行的计算器应用，我认为GNU bc是功能最强大和最有用的。

在GNU时代之前，bc实际上是一个著名的精密计算语言。它的诞生要追溯到70年代的Unix时期了。最初bc作为一个语法和C语言相似的编程语言而著名。随着时间的改变，最开始的bc演化成POSIX bc，最后变成了今天的GNU bc。
GNU bc的特性

现在的GNU bc是早期bc经过若干次改进和功能增强的结果。目前它被所有的主流GNU/Linux发行版所收纳。GNU bc支持高精度数字和多种数值类型（例如二进制、十进制、十六进制）的输入输出。

如果你对C语言很熟悉的话，你会发现bc使用了和C语言一样或相似的算术操作符。所支持的操作符包括算术运算符（+, -, *, /, %, ++, --）、比较运算符（<, >, ==, !=, <=, >=）、逻辑运算符（!, &&, ||）、位运算符（&, |, , ~, <<, >>）和复合赋值运算符（+=, -=, *=, /=, %=, &=, |=, =, &&=, ||=, <<=, >>=）。bc内置了很多有用的函数，像是平方根、正弦、余弦、反正弦、自然对数、指数等。
如何使用GNU bc

作为一个基于命令行的计算器，GNU bc的使用没有限制。在本文中，我会向大家介绍bc命令的几个常用的特性。如果你想要更加详细的指导，你可以查阅官方指南。

如果你没有一个预先写好的bc脚本，那么你可以在交互模式下运行bc。在这种模式下，你输入的以回车结束的任何声明或者表达式会被立刻计算出结果。你需要输入以下命令来进入bc的交互界面。如果想退出bc，你可以输入'quit'并且按回车。

    本文下面展示的例子请在bc交互界面中输入。
输入表达式

如果想要计算一个算术表达式，我们可以在闪烁的光标处输入该表达式，然后按回车确认。你也可以将该结果存储到一个变量中，然后在其他表达式中使用该变量。

在一个bc的交互界面中，保存着没有个数限制的命令历史记录。使用上方向键来查看之前输入的命令。如果你想限制历史记录保存的命令数量，你可以将一个名为history的特殊变量设置成你希望的数值。该变量默认为-1，也就是“历史记录数量没有限制”。
输入输出进制切换

经常会发生的是，你输入一个表达式并且想使用二进制或者十六进制来显示结果。bc允许你在输入输出数字的进制间转换。输入和输出的数系基分别存储在ibase和obase变量中，默认值为10，有效的数值是2到16（或者环境变量BCBASEMAX的值）。你只需要更改ibase和obase的值就可以在不同进制之间转换了。下面是一个求两个十六进制/二进制数和的例子：

需要注意的是，我有意地将obase=16放到了ibase=16前面，反过来则是不可以的。这个是因为如果我先输入ibase=16，那么随后输入的obase=16中的16会被认为是16进制的数字，也就是十进制的22。当然这个不是我们所期望的。
调整精度

在bc中，数字的精度存储在一个名为scale的特殊变量中。该变量表示小数点后数字的个数。scale默认为0，意味着所有的数字和结果以整数形式储存。你可以通过改变scale这个特殊变量的值，来调整数值的精度。

    使用内置函数

除了简单的算术操作符，GNU bc还通过外部的数学函数库来提供许多高级的数学函数。你可以在命令行界面使用“-l”选项来打开bc。

这里描述了一些内置的函数。

N的二次方根：

     sqrt(N)

X的正弦（X是弧度）：

    s(X)

X的余弦（X是弧度）：

    c(X)

X的反正弦（返回值是弧度）：

    a(X)

X的自然对数：

    l(X)

X的指数对数：

    e(X)

当做语言来用

作为一个计算语言，GNU bc支持简单的声明（变量赋值、中断、返回等）、复合语句（if、while、for loop等）和自定义函数。在这里我不会涉及到这些特性的细节，不过你可以通过官方指南来学习如何使用这些特性。下面是一个简单的函数示例：

在非交互界面下使用GNU bc

到目前为止，我们一直在交互界面下使用bc。不过更加流行的使用bc的方法是在没有交互界面的脚本中运行bc。这种情况下，你可以使用echo命令并且借助管道来向bc发送输入内容。例如：

    总结一下，GNU bc是一款强大并且通用的基于命令行的计算器应用，它绝对不会让你失望。它预装在所有的现代Linux发行版中，bc可以让你不用离开命令行就可以进行高效的数学计算。所以，GNU bc一定会是你的最爱。