dc (程序)
| 原作者 | Robert Morris (AT&T貝爾實驗室) |
|---|---|
| 開發者 | 各種開源和商業開發者 |
| 編程語言 | B |
| 操作系統 | Unix, 類Unix, Plan 9 |
| 平台 | 跨平台 |
| 類型 | 命令 |
| 許可協議 |
dc（desk calculator：桌面計算器）是採用逆波蘭表示法的跨平台計算器，它支持任意精度算術[1]。它是Robert Morris在貝爾實驗室期間書寫的[2]，作為最老的Unix實用工具，先於C語言的發明。像那個年代的其他實用工具一樣，它有着一組強力的特徵和簡潔的語法[3][4]。傳統上，採用中綴表示法的bc計算器程序是在dc之上實現的。
歷史[編輯]
dc是倖存的最老的Unix語言[2]。在貝爾實驗室收到第一台PDP-11的時候，用B語言寫成的dc是在這個新機器上運行的第一個語言，甚至在匯編器之前[5]。
基本操作[編輯]
在dc中要做4和5的乘法：
$ dc
4 5 *
p
20
q
這可轉譯為「把4和5壓入棧頂，通過乘法算符，從棧中彈出兩個元素，將二者相乘並把結果壓回棧頂」。接着使用p命令打印棧頂的元素。使用q命令退出此次調用的dc實例。注意數值相互間必須以空白分隔，但某些算符可以不必如此。
還可以用如下命令得到這個結果：
$ 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來變更算術精度，它設置算術運算的小數位數。因為缺省精度是0，例如：
$ dc -e "2 3 / p"
0
通過使用命令k調整精度，可以產生任意數目的小數數位，例如：
$ dc -e "5 k 2 3 / p"
.66666
dc有科學計算器的基本運算功能，比如求的值：
$ dc -e "2k 12 _3 4 ^ + 11 / v 22 - p"
-19.10
其中，_用於輸入負數，^計算冪，v計算平方根。
使用d命令複製棧頂元素。使用r命令對棧頂和僅次棧頂的兩個元素進行對換。使用z命令壓入當前棧深度，即執行z命令前棧中元素的數目。
輸入/輸出[編輯]
使用?命令，從stdin讀取一行並執行它。這允許從宏中向用戶要求輸入，故而此輸入必須是語法上正確的，並且這有潛在的安全問題，因為dc的!命令可以執行任意系統命令。
前面提及過，p命令打印棧頂元素，帶有隨後的一個換行。n命令彈出棧頂元素並輸出它，沒有尾隨換行。f命令打印整個棧，一項一行。
dc還支持控制輸入和輸出的基數。i命令彈出棧頂元素並將它用作輸入基數。十六進制數字必須大寫以避免和dc命令衝突，輸入基數必須在2和16之間，輸出基數必須大於等於2。o命令設置輸出基數，要記住輸入基數將影響對後面的所有數值的分析，所以通常建議先設置輸出基數。例如將二進制轉換成十六進制：
$ echo 16o2i 11011110101011011011111011101111p | dc
DEADBEEF
要讀取設置的這些數值，K、I和O命令將壓入當前精度、輸入基數和輸出基數到棧頂。
語言特徵[編輯]
除了上述的基本算術和棧操作，dc包括了對宏、條件和存儲結果用於以後檢索的支持。
寄存器[編輯]
寄存器在dc中是有着單一字符名字的存貯位置，它可以通過命令來存儲和檢索，它是宏和條件的底層機制：sc彈出棧頂元素並將它存儲入寄存器c，而lc將寄存器c的值壓入棧頂。例如：
3 sc 4 lc * p寄存器還被當作次要棧，可以使用S和L命令在它們和主要棧之間壓入和彈出數值。存儲棧頂元素到寄存器中並把這個元素留在棧頂，需要聯合使用ds命令。
字符串[編輯]
字符串是包圍在[和]之中的字符，可以被壓入棧頂和存入寄存器。使用x命令從棧頂彈出字符串並執行它，使用P命令從棧頂彈出並打印字符串，無尾隨換行。a命令可以把數值的低位字節轉換成ASCII字符，或者在棧頂是字符串時把它替換為這個字符串的第一個字符。此外沒有方法去建造字符串或進行字符串操縱。
#字符開始一個注釋直到此行結束。
宏[編輯]
通過允許寄存器和棧項目像數值一樣存儲字符串，從而實現了宏。一個字符串可以被打印，也可以被執行，就是說作為dc命令的序列而傳遞。例如可以把一個宏「加1並接着乘以2」存儲到一個寄存器m中：
[1 + 2 *] sm通過使用x命令彈出棧頂的字符串並執行之，如下這樣使用存儲的宏：
3 lm x pQ命令從棧頂彈出一個值作為退出宏的層數，比如2Q命令退出2層宏，它永不導致退出dc。q命令退出2層宏，如果宏少於2層則退出dc。
條件[編輯]
最後提供了有條件執行宏的機制。命令=r將從棧頂彈出兩個值，如果二者相等，則執行存儲在寄存器r中的宏。如下命令序列將在原棧頂元素等於5的條件下打印字符串equal。
[[equal]p] sm d 5 =m這裡使用了d命令保留原棧頂元素。其他條件有>、!>、<、!<、!=，如果棧頂元素分別大於、不大於（小於等於）、小於、不小於（大於等於）、不等於僅次於棧頂的元素，則執行指定宏。
迭代[編輯]
通過定義有條件的調用自身的遞歸宏，迭代也是可行的。一個簡單的對棧頂元素的階乘過程：
# F(x): return x!
# if x-1 > 1
# return x * F(x-1)
# otherwise
# return x可實現為：
[d1-d1<F*]dsFxp這裡宏中的第一個d命令相當於分配了一個局部變量。
例子[編輯]
Unix V7手冊頁舉出的編程實例為打印階乘n!的前10個值：
$ dc -e "[la1+dsa*pla10>y]sy 0sa1 lyx"
1
2
6
24
120
720
5040
40320
362880
3628800
這個程序實現了For循環，將作為循環體的宏[la1+dsa*pla10>y]存儲在寄存器y中；把寄存器a作為循環計數器，設其初始值為0，將0!的值1壓入棧頂；從寄存器y中取出宏並執行之。宏中的la1+dsa將計數器a的數值加1，並將這個值留在棧頂；隨後*p從棧中彈出兩個元素進行乘法並把結果壓入棧中，打印這個結果；隨後la10>y將計數器a的數值和數值10壓入棧中，判斷位於棧頂的10是否大於計數器的數值，即計數器的數值是否小於10，彈出二者並在判斷成立的條件下再次執行存儲在寄存器y中的宏。計數器a的數值從0增加到10，宏一共被執行了10次。
參見[編輯]
引用[編輯]
- ^ : an arbitrary precision calculator – Linux用戶命令（User Commands）手冊頁
- ^ 2.0 2.1 Brian Kernighan and Ken Thompson. A nerdy delight for any Vintage Computer Fest 2019 attendee: Kernighan interviewing Thompson about Unix. YouTube. 事件發生在 29m45s. [September 3, 2019]. （原始內容存檔於2022-02-01）.
- ^ The sources for the manual page for 7th Edition Unix dc. [2020-09-25]. （原始內容存檔於2019-09-24）.
- ^ Ritchie, Dennis M. The Evolution of the Unix Timesharing System. Sep 1979 [2019-05-31]. （原始內容存檔於2010-05-06）.
- ^ McIlroy, M. D. A Research Unix reader: annotated excerpts from the Programmer's Manual, 1971–1986 (PDF) (技術報告). CSTR. Bell Labs. 1987 [2019-05-31]. 139. （原始內容存檔 (PDF)於2019-11-30）.
外部連結[編輯]
- 軟件包dc（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）在Debian GNU/Linux倉庫中
- bc的原生Windows移植包括了dc
- 嵌入到網頁中的dc（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- The unix dc(1) command, this is the esoteric language that "made it big". （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
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