dc (程序)
dc（desk calculator：桌面计算器）是采用逆波兰表示法的跨平台计算器，它支持任意精度算术[1]。它是Robert Morris在贝尔实验室期间书写的[2]，作为最老的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[3][4]。传统上，采用中缀表示法的bc计算器程序是在dc之上实现的。
| 原作者 | Robert Morris (AT&T贝尔实验室) |
|---|---|
| 開發者 | 各种开源和商业开发者 |
| 编程语言 | B |
| 操作系统 | Unix, 类Unix, Plan 9 |
| 平台 | 跨平台 |
| 类型 | 命令 |
| 许可协议 |
历史 编辑
dc是幸存的最老的Unix语言[2]。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[5]。
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，K、I和O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包括了对宏、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S和L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[和]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。
宏 编辑
通过允许寄存器和栈项目像数值一样存储字符串，从而实现了宏。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 pQ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 -e "[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
- ^ : an arbitrary precision calculator – Linux用户命令（User Commands）手册页
- ^ 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. 事件发生在 29m45s. [September 3, 2019]. （原始内容存档于2022-02-01）.
- ^ The sources for the manual page for 7th Edition Unix dc. [2020-09-25]. （原始内容存档于2019-09-24）.
- ^ Ritchie, Dennis M. The Evolution of the Unix Timesharing System. Sep 1979 [2019-05-31]. （原始内容存档于2010-05-06）.
- ^ McIlroy, M. D. A Research Unix reader: annotated excerpts from the Programmer's Manual, 1971–1986 (PDF) (技术报告). CSTR. Bell Labs. 1987 [2019-05-31]. 139. （原始内容存档 (PDF)于2019-11-30）.