manページ  — bc

本バージョンの bc は、伝統的な bc の実装および POSIX のドラフト規格よりも拡張されています。コマンドラインオプションにより、 これらの拡張に対して警告を表示したり拒絶したりすることが可能です。 本ドキュメントでは、このプロセッサが受理する言語について説明します。 拡張機能についてはその旨明記します。

 .000001 は、lengthが 6 で、scale も 6 です。
 1935.000 は、lengthが 7 で、scale が 3 です。

特殊な変数として scale, ibase, obase, last の 4 つの変数があります。 scale で計算時の小数点以下の有効桁数を指定します。 scale のデフォルトは 0 です。 ibase と obase で入力および出力の変換基数を指定します。 デフォルトでは、入力、出力の基数は共に 10 です。 last は、最後に bc が出力した数を保持しています (これは拡張機能です)。これらについては、後で適切なところで詳しく説明します。 これらの変数には、式で使われる代入と同様の代入を行うことが可能です。

bc をスクリプトとしても使えるようにするため、1 行コメントが 拡張機能として追加されました。1 行コメントは # で始まり、 次の改行まで有効です。その改行文字自体はコメントの一部とはみなされず、 普通に処理されます。

式の最も単純なものは、ただの定数です。bc は、入力された 定数を、変数 ibase で指定される現在の基数を元に、内部的には 10 進表現の 数に変換します。(関数の場合には例外があります。) ibase には、2 から 16 までが使用できます。 この範囲を越える値を ibase に代入しようとすると、 2 あるいは 16 を指定したことになります。 数の入力には、0-9 および A-F の文字が利用できます。(注意: これは大文字でなければなりません。小文字は変数名です。) 1 桁の数は ibase の値に関係なくその値を持ちます (すなわち A=10)。 複数桁の数の場合、bc は ibase 以上の値をもつすべての入力桁を ibase-1に変更します。これにより、数 FFF は常に、 その入力基数を使って 3 桁で表現可能な最大の値を表します。

すべての演算式が、他の多くの高級言語に似たものとなっています。 数の型は 1 種類しかないため、型変換の規則はありません。 そのかわり、式の有効桁数に関する規則があります。 すべての式に有効桁数があり、これはその被演算数の有効桁数と 施される演算、それに多くの場合、 変数 scale から決定されます。scale には、0 から C の整数で表現できる最大の値までが指定可能です。

以下、bc で使用可能な演算子を説明します。なお、完全形の式を "expr"、 単純変数または配列変数を "var" と表記します。 単純変数は単に

name

name[expr]

define name ( parameters ) { newline
    auto_list   statement_list }

パラメータ parameters は数あるいは配列 (拡張機能) です。 関数定義では、0 あるいは 1 個以上のパラメータ名を コンマで区切って並べることで定義します。 数は値渡し(call by value)でのみ渡され、配列は変数渡し(call by variable)で のみ渡されます。 配列はパラメータ定義中で "name[]" のように表記して指定します。 関数呼び出しでは、数のパラメータに対して完全な演算式の実パラメータを 記述します。 配列を渡す表記は配列パラメータ定義と同様です。 名前付き配列は変数(variable)によって関数に渡されます。 関数定義はダイナミックゆえ、 パラメータの数と型は関数呼び出しの際にチェックされます。 パラメータの数あるいは型に何らかの不整合があると、 ランタイムエラーが発生します。 未定義関数を呼び出した場合もランタイムエラーとなります。

auto_list は省略可能で、ローカル変数として使用する変数のリスト です。auto_list が存在するなら、その文法は "auto name, ... ;" となります。(セミコロンは省略可能です。) 各 name がローカル変数の名前となります。 配列はパラメータと同様の表記で指定できます。 これらの変数は、関数の最初でその値がスタックにプッシュされたのち 値 0 に初期化され、関数の実行中に使用されます。 これらの変数は関数出口にてポップされ、 (関数呼び出し時の)元の値が復元されます。 パラメータは実際にはローカル変数であり、 関数呼び出しで与えられた値に初期化されます。 bc のローカル変数は伝統的な意味でのローカル変数と異なり、 関数 A が関数 B を呼び出しているような場合、関数 B の中に 関数 A のローカル変数と同じ名前のローカル変数がない限り、 関数 A のローカル変数名をそのまま使って、 関数 B から関数 A のローカル変数をアクセスできます。 ローカル変数とパラメータはスタックにプッシュされるため、 bc は再帰的な関数呼び出しをサポートしています。

関数本体は bc の文のリストです。 繰り返し述べますと、文はセミコロンか改行で区切られています。 return 文により関数は終了し、値を返します。 return 文には 2 つの形式があり、 ひとつめの形式 "return" は、呼び出し元に値 0 を返します。 もうひとつの形式 "return ( expression )" は、 expression の値を計算し、それを呼び出し元に返します。 各関数の最後には "return (0)" があるものと解釈されます。 これにより、明示的に return 文を置かなくても、 関数は終了して値 0 を返します。

関数の中では、変数 ibase の動作が変わります。関数の中で使われて いる定数は、関数の呼びだし時点の ibase を元に変換が行われます。 このため、関数内部で ibase を変更しても無視されます。ただし、標 準関数 read を呼び出した場合は例外で、これは常に現在の ibase の値をもとに変換が行われます。

拡張機能ですが、定義の書式が若干緩やかになりました。 標準では、開くブレースが define キーワードと同じ行にあることと、 他の部分が引き続く行にあることが必須です。 本バージョンの bc では、関数の開くブレースの前後の改行数は任意です。 例えば、次の定義は合法です。

define d (n) { return (2*n); }
define d (n)
  { return (2*n); }

pi=$(echo "scale=10; 4*a(1)" | bc -l)

次の例は、数学ライブラリで使われている ``e (x)'' の定義です。 この関数は POSIX bc で記述されています。

scale = 20

/* Uses the fact that e^x = (e^(x/2))^2
   When x is small enough, we use the series:
     e^x = 1 + x + x^2/2! + x^3/3! + ...
*/

define e(x) {
  auto  a, d, e, f, i, m, v, z

  /* Check the sign of x. */
  if (x<0) {
    m = 1
    x = -x
  }

  /* Precondition x. */
  z = scale;
  scale = 4 + z + .44*x;
  while (x > 1) {
    f += 1;
    x /= 2;
  }

  /* Initialize the 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
  }
}

次の例は、bc の拡張機能を使って、``checkbook balances'' (小切手帳残高) を計算する簡単なプログラムです。 このプログラムをファイルにしておくと、 毎回タイプしなおさずに何度も使うことができます。

scale=2
print "\nCheck book program!\n"
print "  Remember, deposits are negative transactions.\n"
print "  Exit by a 0 transaction.\n\n"

print "Initial balance? "; bal = read()
bal /= 1
print "\n"
while (1) {
  "current balance = "; bal
  "transaction? "; trans = read()
  if (trans == 0) break;
  bal -= trans
  bal /= 1
}
quit

次の例は、再帰呼び出しにより階乗を計算する関数です。

define f (x) {
  if (x <= 1) return (1);
  return (f(x-1) * x);
}

主な相違点は拡張機能によるものです。 機能を高めたり追加したりするために機能が拡張されたり、 新機能が追加されたりしています。 相違点と拡張点のリストを以下に示します。

LANG 環境変数	このバージョンは、 環境変数 LANG および LC_ で始まるすべての環境変数の処理に関して POSIX 標準に 準拠していません。
名前	伝統的な bc および POSIX bc は、関数、変数、配列の名前として単一の文字を使います。 このバージョンでは、 先頭が文字で始まり、文字と数字とアンダスコアで 構成される 2 文字以上の名前が使えるように拡張されています。
文字列	文字列には NUL 文字を含むことはできません。 POSIX では、文字列にはあらゆる文字を含めることができなければならない、 としています。
last	POSIX bc には変数 last はありません。 bc の実装によっては、last と同じ意味で ピリオド (.) を用いるものがあります。
比較	POSIX bc では、比較は if 文、while 文、for 文の第 2 式の中でのみ 用いることができます。 また、これらの文の中ではただ 1 つの関係演算しか使えません。
if 文, else 節	POSIX bc には else 節はありません。
for 文	POSIX bc では for 文の各演算式は省略できません。
&&, ||, !	POSIX bc には論理演算子はありません。
read 関数	POSIX bc には read 関数はありません。
print 文	POSIX bc には print 文はありません。
continue 文	POSIX bc には continue 文はありません。
return 文	POSIX bc では、return 文の周りに括弧が必要です。
配列パラメータ	POSIX bc では (現在のところ) 配列パラメータは完全には使えません。 POSIX の文法では、関数定義では配列を使えますが、実際に呼び出すときの パラメータに配列を指定することができません。(これはおそらく、文法上の 見落としでしょう。) 伝統的な bc の実装では、配列パラメータは値渡し のみでした。
function format	POSIX bc では、開くブレースが define キーワードと同じ行にあり、 auto 文が次の行にあることが必要です。
=+, =-, =*, =/, =%, =^	POSIX bc ではこれらの「旧式」の代入演算子を定義する必要はありません。 このバージョンではこれらの「旧式」代入演算子が使えるかも知れません。 limits 文を使って、インストールしたバージョンがこれらをサポートしているか どうか、確かめてみて下さい。 もしそのバージョンが「旧式」代入演算子をサポートしていれば、 文 "a =- 1" は a に値 -1 を代入する代わりに a を 1 減じます。
数字表記中の空白	他の bc 実装では、数字表記の中に空白を含めることが許されます。 例えば、"x=1 3" は変数 x に値 13 を代入します。 このバージョンの bc では、先の文は文法エラーになります。
エラーと実行	このバージョンの bc は、 プログラムに文法上のエラーや他のエラーが見つかった場合に どういうコードが実行されるか、 という点で、他の実装と異なっています。 ある関数定義中で文法エラーが見つかると、 エラー回復機構は文の先頭を見つけて関数のパーズを続けようと努力します。 ひとたび関数の中で文法エラーが見つかると、 その関数は呼び出せなくなり、未定義状態となります。 対話的実行コードで文法エラーがあると、 現在の実行ブロックが無効になります。 実行ブロックとは、ひと続きの完全な文のあとの行末までのことです。 例えば、次のコード a = 1 b = 2 には 2 つの実行ブロックがあり、 { a = 1 b = 2 } には 1 つの実行ブロックがあります。 ランタイムエラーが発生すると、現在の実行ブロックの実行が終了します。 ランタイムの警告が発生しても、現在の実行ブロックは終了しません。
割り込み	対話セッションの間、SIGINT シグナル (通常、端末からの Control-C 入力で 発生します) によって現在の実行ブロックの実行が中断され、 どの関数が中断されたかを示す「ランタイム」エラーが表示されます。 ランタイムのデータ構造をすべてクリアした後メッセージが表示され、 bc は次の入力を受け付ける状態になったことを示します。 これまでに定義した関数はすべて定義されて残っており、 ローカルでない変数の値は割り込み発生時点の値のままになっています。 ローカル変数と関数パラメータはすべて、クリア処理によって消去されます。 非対話セッションでは、SIGINT シグナルで bc の実行全体が終了します。

バグ報告は、 bug-bc@gnu.org に電子メールでお願いします。 単語 ``bc'' を ``Subject:'' フィールドのどこかに入れておいてください。

Philip A. Nelson
philnelson@acm.org