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bc - Un lenguaje de cálculo de precisión arbitraria
bc [ -hlwsqv ] [opciones largas] [ fichero ... ]
bc es un lenguaje que permite la ejecución interactiva de sentencias con precisión numérica arbitraria. La sintaxis es similar a la del lenguaje de programación C. Se puede disponer de una biblioteca matemática estándar a través de una opción en la línea de órdenes. En ese caso, la biblioteca matemática se determina antes de procesar ningún fichero. bc comienza procesando en orden todos los ficheros dados en la línea de órdenes. Después de que todos los ficheros hayan sido procesados, bc lee la entrada estándar. Todo el código es ejecutado tal y como es leído. (Si un fichero contiene una orden que detiene el procesador bc nunca leerá la entrada estándar.)
Esta versión de bc tiene varias ampliaciones adicionales a las tradicionales implementaciones de bc y el estándar POSIX. Las opciones en la línea de órdenes pueden causar que estas extensiones impriman un aviso o sean rechazadas. Este documento describe el lenguaje aceptado por este procesador. Las ampliaciones serán identificadas como tales.
The most basic element in bc is the number. Numbers are arbitrary precision numbers. This precision is both in the integer part and the fractional part. All numbers are represented internally in decimal and all computation is done in decimal. (This version truncates results from divide and multiply operations.) There are two attributes of numbers, the length and the scale. The length is the total number of decimal digits used by bc to represent a number and the scale is the total number of decimal digits after the decimal point. For example:
.000001 tiene longitud 6 y escala 6.
1935.000 tiene longitud 7 y escala 3.
Los números son almacenados en dos tipos de variables, variables simples y matrices. Ambos tipos son designados por nombres. Estos nombres comienzan con una letra, seguida por cualquier número de letras, dígitos y caracteres de subrayado. Todas las letras deben ir en minúsculas. (Estos nombres alfanuméricos son una ampliación. En el bc de POSIX todos los nombres son una sola letra minúscula). El tipo de variable queda claro según el contexto ya que a todas las variables de tipo matriz les sigue unos corchetes ([]).
Hay cuatro variables especiales, scale, ibase, obase y last. scale define como son tratadas los dígitos tras la coma decimal en algunas operaciones. El valor por defecto de scale es 0. ibase y obase definen la base numérica de conversión para la entrada y la salida. El valor por defecto para ambos es la base 10. last (una ampliación) es la variable en la que se guardar el último número mostrado. Todo esto será tratado en detalle cuando proceda. Todas estas variables pueden tener un valor asignado así como ser usadas en expresiones.
Los comentarios en bc comienzan con los caracteres /* y finalizan con los caracteres */. Los comentarios pueden empezar en cualquier lugar y aparecen como un solo espacio en la entrada. (Esto hace que delimiten otros elementos de entrada. Por ejemplo, un comentario no puede encontrarse en medio del nombre de una variable). Los comentarios pueden incluir saltos de línea.
Para poder usar macros (scripts) en bc, la posibilidad de incluir comentarios de una sola línea ha sido añadida como ampliación. Estos comienzan con el carácter # y continúan hasta el final de la línea. El final de línea no es parte del comentario y es procesado de forma normal.
Los números son manipulados por las expresiones y las sentencias. Como el lenguaje fue diseñado para ser interactivo, las sentencias y expresiones son ejecutadas tan pronto como es posible. No hay programa principal ("main"). En su lugar, el código es ejecutado tal y como se encuentra. (Las funciones, tratadas en detalle más abajo, se definen cuando se encuentran).
A simple expression is just a constant. bc converts constants into internal decimal numbers using the current input base, specified by the variable ibase. (There is an exception in functions.) The legal values of ibase are 2 through 36. (Bases greater than 16 are an extension.) Assigning a value outside this range to ibase will result in a value of 2 or 36. Input numbers may contain the characters 0–9 and A–Z. (Note: They must be capitals. Lower case letters are variable names.) Single digit numbers always have the value of the digit regardless of the value of ibase. (i.e. A = 10.) For multi-digit numbers, bc changes all input digits greater or equal to ibase to the value of ibase-1. This makes the number ZZZ always be the largest 3 digit number of the input base.
Las expresiones más complejas son similares a muchos otros lenguajes de alto nivel. Como sólo hay un tipo de número, no hay reglas para mezclar tipos. En cambio, hay reglas para la escala de las expresiones. Cada expresión tiene una escala. Esta es derivada de la escala de los números originales, la operación realizada y, en muchos casos, el valor de la variable scale. Los valores permitidos para scale son desde 0 hasta el máximo número representable por un entero en C.
En las siguientes descripciones de expresiones permitidas, "expr" se usa para indicar un expresión completa y "var" una variable, simple o matricial. Una variable simple es, simplemente
Las expresiones relacionales son de un tipo especial que siempre se evalúan a 0 ó 1, 0 si la relación es falsa y 1 si la relación es verdadera. Pueden aparecer en cualquier expresión permitida. (El bc de POSIX sólo permite el uso de expresiones relacionales en las sentencias if, while y for y sólo una expresión relacional en cada una de ellas). Los operadores relacionales son:
Las operaciones booleanas también están permitidas. (El bc de POSIX NO tiene operaciones booleanas). El resultado de toda operación booleana es 0 ó 1 (falso o verdadero) como en las expresiones relacionales. Los operadores booleanos son:
La precedencia de las expresiones es la siguiente (de menor a mayor):
operador || , asociativo por la izquierda operador && , asociativo por la izquierda operador ! , no asociativo operadores relacionales, asociativos por la izquierda operador asignación, asociativo por la derecha operadores + y - , asociativos por la izquierda operadores *, / y % , asociativos por la izquierda operador ^ , asociativo por la derecha operador unario - , no asociativo operadores ++ y -- , no asociativo
Esta precedencia fue elegida para que los programas acordes con el bc de POSIX funcionaran correctamente. Esto hará que el uso de operadores relacionales y lógicos tenga un comportamiento inusual cuando se usen con expresiones de asignación. Considere la expresión:
La mayoría de los programadores de C asumirían que se asignaría el resultado de "3 < 5" (el valor 1) a la variable "a". Lo que ocurre en bc es que se asigna el valor 3 a la variable "a" y entonces se compara 3 con 5. Es mejor usar paréntesis cuando se usan operadores relacionales y lógicos con operadores de asignación.
Hay algunas expresiones especiales más en bc. Estas están relacionadas con las funciones definidas por el usuario y las funciones estándar. Tienen la forma "nombre(parámetros)". Las funciones definidas por el usuario son tratadas en la sección FUNCIONES. Las funciones estándar son:
Las sentencias (como en la mayoría de los lenguajes algebraicos) proporcionan la secuencia de las evaluación de las expresiones. En bc las sentencias son ejecutadas "tan pronto como es posible". La ejecución ocurre cuando se encuentra un cambio de línea y hay una o más sentencias completas. Debido a esta ejecución inmediata, los cambios de línea son muy importantes en bc. En realidad, tanto el punto y coma como el cambio de línea son usados como separadores de sentencias. Un cambio de línea en un lugar inapropiado provocará un error de sintaxis. Es posible ocultar el que un cambio de línea sea un separador de sentencias usando el carácter de contra-barra. bc toma la secuencia "\<nl>", donde <nl> es el cambio de línea, como un espacio en blanco en lugar de como un cambio de línea. Una lista de sentencias es una serie de sentencias separadas por punto y coma y cambios de línea. Lo siguiente es un lista de sentencias y la descripción de lo que realizan: (Las partes entre corchetes de las sentencias son opcionales).
expresión1;
while (expresión2) {
sentencia;
expresión3;
}
Estas sentencias no son sentencias en el sentido tradicional. No son sentencias que se ejecuten. Su función se realiza en "tiempo de compilación".
Las funciones proporcionan un método para definir un cálculo que será ejecutado más tarde. Las funciones en bc siempre calculan un valor que devuelven a quien la ha llamado. La definición de las funciones son "dinámicas" en el sentido de que una función está indefinida hasta que se encuentra una definición en la entrada. Se usa esa definición hasta que se encuentra otra definición de función con el mismo nombre. La nueva definición reemplaza a la anterior. Una función se define como sigue:
define nombre ( parámetros ) { nueva_línea
auto_lista lista_de_sentencias }
La ejecución de una función es simplemente una expresión de la forma "nombre(parámetros)".
Parameters are numbers or arrays (an extension). In the function definition, zero or more parameters are defined by listing their names separated by commas. All parameters are call by value parameters. Arrays are specified in the parameter definition by the notation "name[]". In the function call, actual parameters are full expressions for number parameters. The same notation is used for passing arrays as for defining array parameters. The named array is passed by value to the function. Since function definitions are dynamic, parameter numbers and types are checked when a function is called. Any mismatch in number or types of parameters will cause a runtime error. A runtime error will also occur for the call to an undefined function.
La auto_lista es una lista opcional de variables para uso "local". La sintaxis de esta lista (si se da) es "auto nombre, ... ;". (El punto y coma es opcional). Cada nombre es el nombre de una variable auto. Las matrices se pueden especificar con la misma notación que se usa en los parámetros. Los valores de estas variables se guardan en una pila al comienzo de la función. Entonces son inicializadas a cero y se usan en el transcurso de la función. Al finalizar la función, se recuperan de la pila los valores originales (en el momento de la llamada a la función). Los parámetros son realmente variables auto que se inicializan al valor proporcionado en la llamada a la función. Las variables auto son diferentes de las tradicionales variables locales en que si la función A llama a la función B, B puede acceder a las variables auto de A simplemente usando sus nombres, a no ser que la función B tenga variables auto del mismo nombre. Como tanto las variables auto como los parámetros son guardados en una pila, bc admite funciones recursivas.
El cuerpo de la función es una lista de sentencias de bc. De nuevo las sentencias van separadas por punto y coma o cambio de línea. La sentencia return hace que la función termine y devuelva un valor a la expresión que ha llamado a la función.. La primera forma, "return", devuelve el valor 0. La segunda forma "return ( expresión )", calcula el valor de la expresión y lo devuelve a la expresión que ha llamado la función. Hay un "return (0)" implícito al final de cada función. Esto permite a una función terminar y devolver 0, sin necesidad de una sentencia return explícita.
Las funciones también cambian el uso de la variable ibase. Todas las constantes en el cuerpo de la función son convertidas usando el valor de ibase en el momento de llamar a la función. Los cambios de ibase serán ignorados durante la ejecución de la función excepto para la función estándar read, que siempre usará el valor actual de ibase para la conversión de los números.
Several extensions have been added to functions. First, the format of the definition has been slightly relaxed. The standard requires the opening brace be on the same line as the define keyword and all other parts must be on following lines. This version of bc will allow any number of newlines before and after the opening brace of the function. For example, the following definitions are legal.
define d (n) { return (2*n); } define d (n)
{ return (2*n); }
Functions may be defined as void. A void function returns no value and thus may not be used in any place that needs a value. A void function does not produce any output when called by itself on an input line. The key word void is placed between the key word define and the function name. For example, consider the following session.
define py (y) { print "--->", y, "<---", "\n"; } define void px (x) { print "--->", x, "<---", "\n"; } py(1) --->1<--- 0 px(1) --->1<---
Also, call by variable for arrays was added. To declare a call by variable array, the declaration of the array parameter in the function definition looks like "*name[]". The call to the function remains the same as call by value arrays.
Si se invoca bc con la opción -l, una biblioteca matemática es pre-cargada y la escala por defecto se pone a 20. Las funciones matemáticas calcularán sus resultados a la escala definida en el momento de su llamada. La biblioteca matemática define las siguientes funciones:
En /bin/sh, lo siguiente asignará el valor de "pi" a la variable shell pi.
Lo siguiente es la definición de la función exponencial usada en la biblioteca matemática. Esta función está escrita en bc de POSIX.
scale = 20 /* Usa el hecho de que e^x = (e^(x/2))^2
Si x es lo suficientemente pequeño, se usa la serie:
e^x = 1 + x + x^2/2! + x^3/3! + ... */ define e(x) {
auto a, d, e, f, i, m, v, z /* Comprueba el signo de x. */
if (x<0) {
m = 1
x = -x
} /* Precondición x. */
z = scale;
scale = 4 + z + .44*x;
while (x > 1) {
f += 1;
x /= 2;
} /* Inicialización de las variables. */
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
} }
El siguiente código usa las características ampliadas de bc para implementar un simple programa para calcular balances. Es mejor guardar este programa en un fichero para poderlo usar varias veces sin tener que teclearlo cada vez.
scale=2 print "\n¡Programa de balances!\n" print " Recuerde, los depósitos son transacciones negativas.\n" print " Para salir introducir una transacción 0 .\n\n" print "¿ Balance inicial ? "; bal = read() bal /= 1 print "\n" while (1) {
"Balance actual = "; bal
"¿ transacción ? "; trans = read()
if (trans == 0) break;
bal -= trans
bal /= 1 } quit
Lo siguiente es la definición de la función factorial recursiva.
define f (x) {
if (x <= 1) return (1);
return (f(x-1) * x); }
GNU bc can be compiled (via a configure option) to use the GNU readline input editor library or the BSD libedit library. This allows the user to do editing of lines before sending them to bc. It also allows for a history of previous lines typed. When this option is selected, bc has one more special variable. This special variable, history is the number of lines of history retained. For readline, a value of -1 means that an unlimited number of history lines are retained. Setting the value of history to a positive number restricts the number of history lines to the number given. The value of 0 disables the history feature. The default value is 100. For more information, read the user manuals for the GNU readline, history and BSD libedit libraries. One can not enable both readline and libedit at the same time.
Esta versión de bc fue implementada a partir del borrador POSIX P1003.2/D11 y contiene varias diferencias y ampliaciones respecto a este borrador y las implementaciones tradicionales. No está implementada usando dc(1) como suele ser tradicional. Esta versión es un simple proceso que analiza el programa y ejecuta una traducción de este a un código de bytes (byte code). Hay una opción "indocumentada" (-c) que hace que el programa imprima en la salida estándar este código en lugar de ejecutarlo. Fue usada principalmente para depurar el analizador y preparar la biblioteca matemática.
Una mayor fuente de diferencias son las ampliaciones, tanto cuando son añadidas para dar más funcionalidad como cuando añaden nuevas características. Esta es la lista de las diferencias y ampliaciones.
a = 1 b = 2
{ a = 1
b = 2 }
tiene un bloque. Cualquier error en tiempo de ejecución terminará con el actual bloque en ejecución. Un mensaje de aviso (warning) en tiempo de ejecución no terminará con el actual bloque en ejecución.
Los límites actualmente en vigor para este procesador bc son los siguientes. Algunos de ellos pueden haber cambiado en el proceso de instalación. Utilice la sentencia limits para ver sus valores actuales.
Las siguientes variables de entorno son procesadas por bc:
Si algún fichero dado en la línea de órdenes no se puede abrir, bc informará que el fichero no está disponible y terminará. Asimismo, hay errores en tiempo de compilación y de ejecución que deberían ser auto-explicativos.
La recuperación de errores no es muy buena todavía.
Notifique cualquier error a bug-bc@gnu.org. Compruebe que incluye la palabra “bc” dentro del campo “Asunto:” (“Subject:”).
Philip A. Nelson philnelson@acm.org
El autor quisiera agradecer a Steve Sommars (Steve.Sommars@att.com) su gran ayuda probando la implementación. Me dio muchas sugerencias estupendas. Éste es un producto mejor gracias a su implicación.
La traducción al español de esta página del manual fue creada por J. Ramón Palacios <jotarp@iname.com>
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| 11 Junio 2006 | Proyecto GNU |