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dc (程序)

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dc(desk calculator:桌面计算器)是采用逆波兰表示法跨平台计算器,它支持任意精度算术[1]。它是最老的Unix实用工具,先于C语言的发明。像那个年代的其他实用工具一样,它有着一组强力的特征和简洁的语法[2][3]。传统上,采用中缀表示法bc计算器程序是在dc之上实现的。

历史[编辑]

dc是幸存的最老的Unix语言。在贝尔实验室收到第一台PDP-11的时候,用B语言写成的dc是在这个新机器上运行的第一个语言,甚至在汇编器之前[4]

基本操作[编辑]

在dc中要做4和5的乘法:

$ dc
4 5 *
p
20
q

这可转译为“把4和5压入栈顶,通过乘法算符,从栈中弹出两个元素,将二者相乘并把结果压回栈顶”。接着使用p命令打印栈顶的元素。使用q命令退出此次调用的dc实例。注意数值相互间必须以空白分隔,但某些算符可以不必如此。 还可以用如下命令得到这个结果:

$ dc -e '4 5 * p'
20
$ echo "4 5 * p" |dc
20
$ dc -
4 5*pq
20
$ cat <<EOF > cal.txt
4 5 *
p 
EOF
$ dc cal.txt
20

使用命令k来变更算术精度,它设置算术运算的小数位数。因为缺省精度是0,例如:

$ dc -e "2 3 / p"
0

通过使用命令k调整精度,可以产生任意数目的小数数位,例如:

$ dc -e "5 k 2 3 / p"
.66666

dc有科学计算器的基本运算功能,比如求的值:

$ dc -e "2k 12 _3 4 ^ + 11 / v 22 - p"
-19.10

其中,_用于输入负数,^计算幂,v计算平方根。

使用d命令复制栈顶元素。使用r命令对栈顶和仅次栈顶的两个元素进行对换。使用z命令压入当前栈深度,即执行z命令前栈中元素的数目。

输入/输出[编辑]

使用?命令,从stdin读取一行并执行它。这允许从宏中向用户要求输入,故而此输入必须是语法上正确的,并且这有潜在的安全问题,因为dc的!命令可以执行任意系统命令。

前面提及过,p命令打印栈顶元素,带有随后的一个换行。n命令弹出栈顶元素并输出它,没有尾随换行。f命令打印整个栈,一项一行。

dc还支持控制输入和输出的基数i命令弹出栈顶元素并将它用作输入基数。十六进制数字必须大写以避免和dc命令冲突,输入基数必须在2和16之间,输出基数必须大于等于2。o命令设置输出基数,要记住输入基数将影响对后面的所有数值的分析,所以通常建议先设置输出基数。例如将二进制转换成十六进制:

$ echo 16o2i 11011110101011011011111011101111p | dc
DEADBEEF

要读取设置的这些数值,KIO命令将压入当前精度、输入基数和输出基数到栈顶。

语言特征[编辑]

除了上述的基本算术和栈操作,dc包括了对、条件和存储结果用于以后检索的支持。

寄存器[编辑]

寄存器在dc中是有着单一字符名字的存贮位置,它可以通过命令来存储和检索,它是宏和条件的底层机制:sc弹出栈顶元素并将它存储入寄存器c,而lc将寄存器c的值压入栈顶。例如:

 3 sc 4 lc * p

寄存器还被当作次要栈,可以使用SL命令在它们和主要栈之间压入和弹出数值。存储栈顶元素到寄存器中并把这个元素留在栈顶,需要联合使用ds命令。

字符串[编辑]

字符串是包围在[]之中的字符,可以被压入栈顶和存入寄存器。使用x命令从栈顶弹出字符串并执行它,使用P命令从栈顶弹出并打印字符串,无尾随换行。a命令可以把数值的低位字节转换成ASCII字符,或者在栈顶是字符串时把它替换为这个字符串的第一个字符。此外没有方法去建造字符串或进行字符串操纵。

#字符开始一个注释直到此行结束。

[编辑]

通过允许寄存器和栈项目像数值一样存储字符串,从而实现了。一个字符串可以被打印,也可以被执行,就是说作为dc命令的序列而传递。例如可以把一个宏“加1并接着乘以2”存储到一个寄存器m中:

 [1 + 2 *] sm

通过使用x命令弹出栈顶的字符串并执行之,如下这样使用存储的宏:

 3 lm x p

Q命令从栈顶弹出一个值作为退出宏的层数,比如2Q命令退出2层宏,它永不导致退出dc。q命令退出2层宏,如果宏少于2层则退出dc。

条件[编辑]

最后提供了有条件执行宏的机制。命令=r将从栈顶弹出两个值,如果二者相等,则执行存储在寄存器r中的宏。如下命令序列将在原栈顶元素等于5的条件下打印字符串equal

[[equal]p] sm d 5 =m

这里使用了d命令保留原栈顶元素。其他条件有>!><!<!=,如果栈顶元素分别大于、不大于(小于等于)、小于、不小于(大于等于)、不等于仅次于栈顶的元素,则执行指定宏。

迭代[编辑]

通过定义有条件的调用自身的递归宏,迭代也是可行的。一个简单的对栈顶元素的阶乘过程

 # F(x): return x!
 # if x-1 > 1
 #    return x * F(x-1)
 # otherwise
 #    return x

可实现为:

 [d1-d1<F*]dsFxp

这里宏中的第一个d命令相当于分配了一个局部变量。

例子[编辑]

Unix V7手册页举出的编程实例为打印阶乘n!的前10个值:

$ dc
[la1+dsa*pla10>y]sy
0sa1
lyx
1
2
6
24
120
720
5040
40320
362880
3628800

这个程序实现了For循环,将作为循环体的宏[la1+dsa*pla10>y]存储在寄存器y中;把寄存器a作为循环计数器,设其初始值为0,将0!的值1压入栈顶;从寄存器y中取出宏并执行之。宏中的la1+dsa将计数器a的数值加1,并将这个值留在栈顶;随后*p从栈中弹出两个元素进行乘法并把结果压入栈中,打印这个结果;随后la10>y将计数器a的数值和数值10压入栈中,判断位于栈顶的10是否大于计数器的数值,即计数器的数值是否小于10,弹出二者并在判断成立的条件下再次执行存储在寄存器y中的宏。计数器a的数值从0增加到10,宏一共被执行了10次。

参见[编辑]

引用[编辑]

  1. ^ dc(1): an arbitrary precision calculator – Linux用户命令(User Commands)手册页
  2. ^ The sources for the manual page for 7th Edition Unix dc. 
  3. ^ Ritchie, Dennis M. The Evolution of the Unix Timesharing System. Sep 1979. (原始内容存档于2010-05-06). 
  4. ^ McIlroy, M. D. A Research Unix reader: annotated excerpts from the Programmer's Manual, 1971–1986 (PDF) (Technical report). CSTR. Bell Labs. 1987. 139. 

外部链接[编辑]