bc命令详解
原文链接：https://www.cnblogs.com/lovevivi/p/4359296.html
最近经常要在linux下做一些进制转换，看到了可以使用bc命令，如下:
echo "obase=10;ibase=16;CFFF" | bc
用完以后就对bc进行了进一步的了解, man bc里面有详细的使用说明。
1.是什么,怎么用
bc - An arbitrary precision calculator language 一个任意精度的计算器语言。
从他的使用上来看，能够对计算公式的语法进行解释并返回出结果。有下面几种使用方式:
1).交互式
输入bc，进入交互式界面，然后输入3+1，回车后在下一行打印出了4
2).echo+管道
echo "3+1" | bc 返回4到屏幕上
3).bc + 文件名
bc "calc.txt" 进入bc交互式界面并自动返回文本内算式的结果
当算术或者语法等出现错误时，程序会返回错误信息，如下:
1/0
Runtime error (func=(main), adr=3): Divide by zero
2.选项
--help -h 显示选项页
--interactive -i 使用交互模式
--mathlib -l 执行指定语句前，先加载math函数库
--warn -w 对非POSIX的bc指令给出警告
--standard -s 启动POSIX模式下的bc程序
--quiet -q 不显示GNU bc 的欢迎
--version -v 显示版本信息
3.数字、变量、表达式和注释
3.1数字
操作基本都是围绕数字，默认的输出输入进制都是十进制。数字有2个属性 长度(length)和小数点后精度(scale), length值数字有效数字的长度，scale是值小数点后的长度。
如:0.001 length=3 scale=3
45.78 length=4 scale=2
关于数字，当使用十六进制时，英文ABCDEF必须大写，大于16进制的则都用XX的十进制数字代表一位，如C=12
3.2 变量
计算表达式的时候可以用变量，变量名为小写字母开头后面可以跟_,1,a。
变量分两种:
普通变量: a=4;a 返回4
数组变量: a[1]=1;a[3]=3;a[1];a[2];a[3] 返回1 0 3
另外有4个特殊的变量，他们有着特殊的意义，不能当做普通变量用，如下:
1）scale=10; 设置之后的scale为10，默认为0（及整数除法会返回整数）
2）obase=16;ibase=16; 设置输入和输出都为16进制，默认值为10
注意：为10时可不设置ibase obase的值，obase要尽量放在ibase前，因为ibase设置后，后面的数字都是以ibase的进制来换算的
3）last，是指上一次返回出来的数字
3.3 表达式
表达式跟C语言的都类似，主要就是
1)运算类 + - * / % ++ -- ^等
2）赋值类 = +=
3）关系类 > <= 其中true则返回1，false返回0
4）布尔类 && || 同上
注: a = 3 < 5 ，C语言中a=false，而bc中a=3，然后返回3<5的结果1 故一般带赋值的算式后面尽量都要加括号来确保执行顺序
几个特殊的表达式：
length(3.5) 取length
scale(3.5) 取scale
sqrt(9) 取根号
read() 从标准输入读
3.4 注释
注释有两种：
1)多行注释 /* */
2)单行注释#
4. 语句(statement) 和 函数
4.1语句
1+1
2+2
等价于1+1;2+2，都会返回两行 2 4 。
但是给变量赋值是不会输出值得，故1+1;2+2;a=3;b=4 还是返回两行2 4。
故：分隔符是 分号或者回车，纯赋值不会产生输出，表达式会以obase进制输出到标准输出
a=1 无输出 (a=1)会输出1，因为()是表达式
1）输出可以用print， 如print a,b,c,d
2）可使用字符串 "abc\n"
3）其他的话跟C类似 if for while return break continue {}
4.2 函数
define [可选void] 函数名(参数列表[如：a, b, array[]]) {
auto m,n,l;
.... return 45;
}
auto 声明的是局部变量，数组参数用array[]表示，返回值写了void的就不会打印最终返回值，如下
1 define py (y) { print "--->", y, "<---", "0; }
2 define void px (x) { print "--->", x, "<---", "0; }
3 py(1)
4 --->1<---
5 0
6 px(1)
7 --->1<---
还有一些数学库，如s(1), c(1),l(1)等，需要bc -l 在启动时导入数学库，此时默认的scale=20
如输出派 π ：echo "4*a(1)" | bc -l 注a(1)表示arctan反正切函数
函数的一个例子：
1 /* Uses the fact that e^x = (e^(x/2))^2
2 When x is small enough, we use the series:
3 e^x = 1 + x + x^2/2! + x^3/3! + ...
4 */
5
6 define e(x) {
7 auto a, d, e, f, i, m, v, z
8
9 /* Check the sign of x. */
10 if (x<0) {
11 m = 1
12 x = -x
13 }
14
15 /* Precondition x. */
16 z = scale;
17 scale = 4 + z + .44*x;
18 while (x > 1) {
19 f += 1;
20 x /= 2;
21 }
22
23 /* Initialize the variables. */
24 v = 1+x
25 a = x
26 d = 1
27
28 for (i=2; 1; i++) {
29 e = (a *= x) / (d *= i)
30 if (e == 0) {
31 if (f>0) while (f--) v = v*v;
32 scale = z
33 if (m) return (1/v);
34 return (v/1);
35 }
36 v += e
37 }
38 }
5.其他
man bc最后还介绍了一下全局limits，环境变量，版本对比等，这里不累述，有兴趣直接里面看吧。
6.其他一些计算命令
1)dc 指令复杂些，更像是老式计算器
2)expr 如expr 3 + 4 主要是后面每个数字符号之间都得加空格
3)echo 如echo $((3+4)) echo $((16#CC)) 主要是多加()让他产生计算的意义
4)awk 如'BEGIN{a=3+2;print a}'
小结：
bc是一个较为完整，提供了完备的类似C的编程语法的计算器，可以在交互式界面、文本或管道的方式方便的进行一些逻辑运算。支持多进制转换，任意精度调整，打印控制，函数支持，逻辑控制等。有疑惑的地方直接man bc即可有详细的解释。
Linux版本：CentOS7.4 64位
这里所有提到的shell都是bash shell，不过推荐你可以学学zsh
Linux Shell进行数值计算的时候，
使用expr，很麻烦，乘号啊什么的还需要转译，
使用美刀符($)加中括号，却只局限于整数计算，
这里介绍一下
Linux的bc命令，它相当于Linux内建的计算器，可以计算整数，也可以进行浮点计算（小数）
你可以叫它bc计算器，也可以叫bash计算器，它就是bash内置的计算器
bc命令的基本用法
你甚至可以把bc称作一种编程语言，它允许在命令行中输入浮点表达式，然后解释并计算该表达式，最后返回结果。bc计算器能够识别的东东：
数字（整数和浮点数）
变量（简单变量和数组）
注释（以#或C语言中的/* */开始的行）
表达式
编程语句
函数
可以直接在命令行使用bc命令：
[dong@cwd shell]$ bc
bc 1.06.95
Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006 Free Software Foundation, Inc.
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type `warranty'.
12 * 3.14
37.68
8 * 3.14
25.12
1234567891011
浮点数的小数位数是由内建变量scale控制的。
必须将这个值设置为你希望在计算结果中保留的小数位，
否则无法得到期望的结果
[dong@cwd shell]$ bc -q
3.14 /5
0
scale=4
3.14 / 5
.6280
12345678
在scala值被设置之前，bc计算结果不包含小数位。
在将其值设置成4后，bc计算器显示的结果包含4位小数。
-q参数可以不显示bc计算器冗长的欢迎信息。
除了普通数字，bc计算器还能支持变量
[dong@cwd shell]$ bc -q
var1=10
var1 * 4
40
var2 = var1 / 5
print var2
2
println var2
(standard_in) 6: syntax error
1234567891011
在脚本中使用bc计算器
现在你可能想问bc计算器是如何在shell脚本中帮助处理小数运算的？
可以采用如下的格式在shell脚本中使用bc命令，并将返回结果赋给一个变量。
基本格式如下：
variable=$(echo "options; expression" | bc)
1
第一部分options允许你设置变量。如果你需要不止一个变量，可以用分号将其分开。
expression参数定义了通过bc执行的数学表达式。
OK，下面来个Demo：
[dong@cwd shell]$ vim create_base_script.sh
# 测试在脚本中使用bc命令
# 可以用命令替换运行bc命令，燕将输出赋给一个变量，基本格式如下：
# variable=$(echo "options; expression" | bc)
# 第一部分options允许你设置变量。如果你需要不止一个变量，可以用分号将其分开。
# expression参数定义了通过bc执行的数学表达式。这里有个在脚本中这么做的例子。
var1=$(echo "scale=4; 3.44 /5" | bc)
echo The answer is $var1
12345678910
这个例子将scale变量设置成4位小数，并在expression部分指定了特定的运算。运行这个脚本会产生如下输出：
当然除了被赋值，那个变量(var3)也可以用于其他运算了
看下面的例子：
[dong@cwd shell]$ vim create_base_script3.sh
#!/bin/bash
# 在bc命令中测试使用变量
var1=20
var2=3.1415
var3=$(echo "scale=4; $var1 * $var1" | bc)
var4=$(echo "scale=4; $var3 * $var2" | bc)
echo var4 = $var4
12345678910
代码截图及运行结果如下：
但是有时你会涉及更多的数字。
如果需要进行大量运算，在一个命令行中列出多个表达式就会有点麻烦。
·怎!么!办!呢!？
你可以先把Demo敲一遍再看为什么
最好的办法是使用内联输入重定向，
它允许你直接在命令行中重定向数据。
在shell脚本中，你可以将输出赋给一个变量：
variable=$(bc << EOF
options
statements
expressions
EOF
)
EOF
1234567
文本字符串标识了内联重定向数据的起止。
记住，仍然需要将bc命令的输出赋值给变量，
下面来一个例子：
[dong@cwd shell]$ sh create_base_script4.sh
#!/bin/bash
# 测试bc命令在内联输入重定向下的使用
var1=3.14
var2=2.5
var3=16
var4=2.7
scale = 4
a1 = ( $var1 * $var2)
a2 = ($var3 * $var4)
a1 + a2
EOF
)
1234567891011121314151617
代码截图
当然，必须用美刀符$(xxx)来标识出用来给变量赋值的命令。
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作者：荒野独行
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/daerzei/article/details/80341339
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3. 退出 bc 解释环境
按Ctrl+D 或者 输入quit 退出 bc 命令
quit
4. 通过管道使用 bc 命令
将所要计算的 通过echo命令传递给bc，如果有多条要执行的，则通过 ； 隔绝开。
#echo "5+3" | bc8#echo "6*5;32/2" | bc3016
5. 其他
如果希望进入 bc 时候没有前面一大段提示可以开始的时候加入 -q。
二: 使用 bc 进行浮点数运算，进制转换
1. 浮点运算 -- scale
通过设定 scale 这个变量，可以控制除法，乘幂，取余结果的小数点精度值。scale默认为0,通过输入scale可以看出当前的值。
scale
03/40scale=13/4.72/3.6
2. 进制转换 -- ibase obase
ibase，obase 显而易见一个是输入进制，一个是输出进制。默认都是十进制。其中ibase为16的时候，ABCDF必须要大写，否则无效。
ibase=16ffff0FFFF65535
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作者：sinat_24543051
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/sinat_24543051/article/details/67636778
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它类似基本的计算器, 使用这个计算器可以做基本的数学运算。
常用的运算：
+ 加法
- 减法
* 乘法
/ 除法
^ 指数
% 余数
语法
bc(选项)(参数)
选项值
-i：强制进入交互式模式；
-l：定义使用的标准数学库
； -w：对POSIX bc的扩展给出警告信息；
-q：不打印正常的GNU bc环境信息；
-v：显示指令版本信息；
-h：显示指令的帮助信息。
参数
文件：指定包含计算任务的文件。
实例
$ bc
bc 1.06.95
Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006 Free Software Foundation, Inc.
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type `warranty'.
2+3
5
5-2
3
2+3*1
5
输入 quit 退出。
通过管道符
$ echo "15+5" | bc
20
scale=2 设小数位，2 代表保留两位:
$ echo 'scale=2; (2.777 - 1.4744)/1' | bc
1.30
bc 除了 scale 来设定小数位之外，还有 ibase 和 obase 来其它进制的运算:
$ echo "ibase=2;111" |bc
7
进制转换
#!/bin/bash
abc=192
echo "obase=2;$abc" | bc
<pre>
<p>
执行结果为：11000000，这是用bc将十进制转换成二进制。</p>
<pre>
#!/bin/bash
abc=11000000
echo "obase=10;ibase=2;$abc" | bc
执行结果为：192，这是用bc将二进制转换为十进制。
计算平方和平方根：
$ echo "10^10" | bc
10000000000
$ echo "sqrt(100)" | bc
10
