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1 <!---
2
3 SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause
4
5 Copyright (c) 2018-2021 Gavin D. Howard and contributors.
6
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9
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27 POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
28
29 -->
30
31 # NAME
32
33 bc - arbitrary-precision decimal arithmetic language and calculator
34
35 # SYNOPSIS
36
37 **bc** [**-ghilPqsvVw**] [**--global-stacks**] [**--help**] [**--interactive**] [**--mathlib**] [**--no-prompt**] [**--quiet**] [**--standard**] [**--warn**] [**--version**] [**-e** *expr*] [**--expression**=*expr*...] [**-f** *file*...] [**-file**=*file*...]
38 [*file*...]
39
40 # DESCRIPTION
41
42 bc(1) is an interactive processor for a language first standardized in 1991 by
43 POSIX. (The current standard is [here][1].) The language provides unlimited
44 precision decimal arithmetic and is somewhat C-like, but there are differences.
45 Such differences will be noted in this document.
46
47 After parsing and handling options, this bc(1) reads any files given on the
48 command line and executes them before reading from **stdin**.
49
50 # OPTIONS
51
52 The following are the options that bc(1) accepts.
53
54 **-g**, **--global-stacks**
55
56 :   Turns the globals **ibase**, **obase**, **scale**, and **seed** into stacks.
57
58     This has the effect that a copy of the current value of all four are pushed
59     onto a stack for every function call, as well as popped when every function
60     returns. This means that functions can assign to any and all of those
61     globals without worrying that the change will affect other functions.
62     Thus, a hypothetical function named **output(x,b)** that simply printed
63     **x** in base **b** could be written like this:
64
65         define void output(x, b) {
66             obase=b
67             x
68         }
69
70     instead of like this:
71
72         define void output(x, b) {
73             auto c
74             c=obase
75             obase=b
76             x
77             obase=c
78         }
79
80     This makes writing functions much easier.
81
82     (**Note**: the function **output(x,b)** exists in the extended math library.
83      See the **LIBRARY** section.)
84
85     However, since using this flag means that functions cannot set **ibase**,
86     **obase**, **scale**, or **seed** globally, functions that are made to do so
87     cannot work anymore. There are two possible use cases for that, and each has
88     a solution.
89
90     First, if a function is called on startup to turn bc(1) into a number
91     converter, it is possible to replace that capability with various shell
92     aliases. Examples:
93
94         alias d2o="bc -e ibase=A -e obase=8"
95         alias h2b="bc -e ibase=G -e obase=2"
96
97     Second, if the purpose of a function is to set **ibase**, **obase**,
98     **scale**, or **seed** globally for any other purpose, it could be split
99     into one to four functions (based on how many globals it sets) and each of
100     those functions could return the desired value for a global.
101
102     For functions that set **seed**, the value assigned to **seed** is not
103     propagated to parent functions. This means that the sequence of
104     pseudo-random numbers that they see will not be the same sequence of
105     pseudo-random numbers that any parent sees. This is only the case once
106     **seed** has been set.
107
108     If a function desires to not affect the sequence of pseudo-random numbers
109     of its parents, but wants to use the same **seed**, it can use the following
110     line:
111
112         seed = seed
113
114     If the behavior of this option is desired for every run of bc(1), then users
115     could make sure to define **BC_ENV_ARGS** and include this option (see the
116     **ENVIRONMENT VARIABLES** section for more details).
117
118     If **-s**, **-w**, or any equivalents are used, this option is ignored.
119
120     This is a **non-portable extension**.
121
122 **-h**, **--help**
123
124 :   Prints a usage message and quits.
125
126 **-i**, **--interactive**
127
128 :   Forces interactive mode. (See the **INTERACTIVE MODE** section.)
129
130     This is a **non-portable extension**.
131
132 **-l**, **--mathlib**
133
134 :   Sets **scale** (see the **SYNTAX** section) to **20** and loads the included
135     math library and the extended math library before running any code,
136     including any expressions or files specified on the command line.
137
138     To learn what is in the libraries, see the **LIBRARY** section.
139
140 **-P**, **--no-prompt**
141
142 :   This option is a no-op.
143
144     This is a **non-portable extension**.
145
146 **-q**, **--quiet**
147
148 :   This option is for compatibility with the [GNU bc(1)][2]; it is a no-op.
149     Without this option, GNU bc(1) prints a copyright header. This bc(1) only
150     prints the copyright header if one or more of the **-v**, **-V**, or
151     **--version** options are given.
152
153     This is a **non-portable extension**.
154
155 **-s**, **--standard**
156
157 :   Process exactly the language defined by the [standard][1] and error if any
158     extensions are used.
159
160     This is a **non-portable extension**.
161
162 **-v**, **-V**, **--version**
163
164 :   Print the version information (copyright header) and exit.
165
166     This is a **non-portable extension**.
167
168 **-w**, **--warn**
169
170 :   Like **-s** and **--standard**, except that warnings (and not errors) are
171     printed for non-standard extensions and execution continues normally.
172
173     This is a **non-portable extension**.
174
175 **-e** *expr*, **--expression**=*expr*
176
177 :   Evaluates *expr*. If multiple expressions are given, they are evaluated in
178     order. If files are given as well (see below), the expressions and files are
179     evaluated in the order given. This means that if a file is given before an
180     expression, the file is read in and evaluated first.
181
182     If this option is given on the command-line (i.e., not in **BC_ENV_ARGS**,
183     see the **ENVIRONMENT VARIABLES** section), then after processing all
184     expressions and files, bc(1) will exit, unless **-** (**stdin**) was given
185     as an argument at least once to **-f** or **--file**, whether on the
186     command-line or in **BC_ENV_ARGS**. However, if any other **-e**,
187     **--expression**, **-f**, or **--file** arguments are given after **-f-** or
188     equivalent is given, bc(1) will give a fatal error and exit.
189
190     This is a **non-portable extension**.
191
192 **-f** *file*, **--file**=*file*
193
194 :   Reads in *file* and evaluates it, line by line, as though it were read
195     through **stdin**. If expressions are also given (see above), the
196     expressions are evaluated in the order given.
197
198     If this option is given on the command-line (i.e., not in **BC_ENV_ARGS**,
199     see the **ENVIRONMENT VARIABLES** section), then after processing all
200     expressions and files, bc(1) will exit, unless **-** (**stdin**) was given
201     as an argument at least once to **-f** or **--file**. However, if any other
202     **-e**, **--expression**, **-f**, or **--file** arguments are given after
203     **-f-** or equivalent is given, bc(1) will give a fatal error and exit.
204
205     This is a **non-portable extension**.
206
207 All long options are **non-portable extensions**.
208
209 # STDOUT
210
211 Any non-error output is written to **stdout**. In addition, if history (see the
212 **HISTORY** section) and the prompt (see the **TTY MODE** section) are enabled,
213 both are output to **stdout**.
214
215 **Note**: Unlike other bc(1) implementations, this bc(1) will issue a fatal
216 error (see the **EXIT STATUS** section) if it cannot write to **stdout**, so if
217 **stdout** is closed, as in **bc <file> >&-**, it will quit with an error. This
218 is done so that bc(1) can report problems when **stdout** is redirected to a
219 file.
220
221 If there are scripts that depend on the behavior of other bc(1) implementations,
222 it is recommended that those scripts be changed to redirect **stdout** to
223 **/dev/null**.
224
225 # STDERR
226
227 Any error output is written to **stderr**.
228
229 **Note**: Unlike other bc(1) implementations, this bc(1) will issue a fatal
230 error (see the **EXIT STATUS** section) if it cannot write to **stderr**, so if
231 **stderr** is closed, as in **bc <file> 2>&-**, it will quit with an error. This
232 is done so that bc(1) can exit with an error code when **stderr** is redirected
233 to a file.
234
235 If there are scripts that depend on the behavior of other bc(1) implementations,
236 it is recommended that those scripts be changed to redirect **stderr** to
237 **/dev/null**.
238
239 # SYNTAX
240
241 The syntax for bc(1) programs is mostly C-like, with some differences. This
242 bc(1) follows the [POSIX standard][1], which is a much more thorough resource
243 for the language this bc(1) accepts. This section is meant to be a summary and a
244 listing of all the extensions to the standard.
245
246 In the sections below, **E** means expression, **S** means statement, and **I**
247 means identifier.
248
249 Identifiers (**I**) start with a lowercase letter and can be followed by any
250 number (up to **BC_NAME_MAX-1**) of lowercase letters (**a-z**), digits
251 (**0-9**), and underscores (**\_**). The regex is **\[a-z\]\[a-z0-9\_\]\***.
252 Identifiers with more than one character (letter) are a
253 **non-portable extension**.
254
255 **ibase** is a global variable determining how to interpret constant numbers. It
256 is the "input" base, or the number base used for interpreting input numbers.
257 **ibase** is initially **10**. If the **-s** (**--standard**) and **-w**
258 (**--warn**) flags were not given on the command line, the max allowable value
259 for **ibase** is **36**. Otherwise, it is **16**. The min allowable value for
260 **ibase** is **2**. The max allowable value for **ibase** can be queried in
261 bc(1) programs with the **maxibase()** built-in function.
262
263 **obase** is a global variable determining how to output results. It is the
264 "output" base, or the number base used for outputting numbers. **obase** is
265 initially **10**. The max allowable value for **obase** is **BC_BASE_MAX** and
266 can be queried in bc(1) programs with the **maxobase()** built-in function. The
267 min allowable value for **obase** is **0**. If **obase** is **0**, values are
268 output in scientific notation, and if **obase** is **1**, values are output in
269 engineering notation. Otherwise, values are output in the specified base.
270
271 Outputting in scientific and engineering notations are **non-portable
272 extensions**.
273
274 The *scale* of an expression is the number of digits in the result of the
275 expression right of the decimal point, and **scale** is a global variable that
276 sets the precision of any operations, with exceptions. **scale** is initially
277 **0**. **scale** cannot be negative. The max allowable value for **scale** is
278 **BC_SCALE_MAX** and can be queried in bc(1) programs with the **maxscale()**
279 built-in function.
280
281 bc(1) has both *global* variables and *local* variables. All *local*
282 variables are local to the function; they are parameters or are introduced in
283 the **auto** list of a function (see the **FUNCTIONS** section). If a variable
284 is accessed which is not a parameter or in the **auto** list, it is assumed to
285 be *global*. If a parent function has a *local* variable version of a variable
286 that a child function considers *global*, the value of that *global* variable in
287 the child function is the value of the variable in the parent function, not the
288 value of the actual *global* variable.
289
290 All of the above applies to arrays as well.
291
292 The value of a statement that is an expression (i.e., any of the named
293 expressions or operands) is printed unless the lowest precedence operator is an
294 assignment operator *and* the expression is notsurrounded by parentheses.
295
296 The value that is printed is also assigned to the special variable **last**. A
297 single dot (**.**) may also be used as a synonym for **last**. These are
298 **non-portable extensions**.
299
300 Either semicolons or newlines may separate statements.
301
302 ## Comments
303
304 There are two kinds of comments:
305
306 1.      Block comments are enclosed in **/\*** and **\*/**.
307 2.      Line comments go from **#** until, and not including, the next newline. This
308         is a **non-portable extension**.
309
310 ## Named Expressions
311
312 The following are named expressions in bc(1):
313
314 1.      Variables: **I**
315 2.      Array Elements: **I[E]**
316 3.      **ibase**
317 4.      **obase**
318 5.      **scale**
319 6.      **seed**
320 7.      **last** or a single dot (**.**)
321
322 Numbers 6 and 7 are **non-portable extensions**.
323
324 The meaning of **seed** is dependent on the current pseudo-random number
325 generator but is guaranteed to not change except for new major versions.
326
327 The *scale* and sign of the value may be significant.
328
329 If a previously used **seed** value is assigned to **seed** and used again, the
330 pseudo-random number generator is guaranteed to produce the same sequence of
331 pseudo-random numbers as it did when the **seed** value was previously used.
332
333 The exact value assigned to **seed** is not guaranteed to be returned if
334 **seed** is queried again immediately. However, if **seed** *does* return a
335 different value, both values, when assigned to **seed**, are guaranteed to
336 produce the same sequence of pseudo-random numbers. This means that certain
337 values assigned to **seed** will *not* produce unique sequences of pseudo-random
338 numbers. The value of **seed** will change after any use of the **rand()** and
339 **irand(E)** operands (see the *Operands* subsection below), except if the
340 parameter passed to **irand(E)** is **0**, **1**, or negative.
341
342 There is no limit to the length (number of significant decimal digits) or
343 *scale* of the value that can be assigned to **seed**.
344
345 Variables and arrays do not interfere; users can have arrays named the same as
346 variables. This also applies to functions (see the **FUNCTIONS** section), so a
347 user can have a variable, array, and function that all have the same name, and
348 they will not shadow each other, whether inside of functions or not.
349
350 Named expressions are required as the operand of **increment**/**decrement**
351 operators  and as the left side of **assignment** operators (see the *Operators*
352 subsection).
353
354 ## Operands
355
356 The following are valid operands in bc(1):
357
358 1.      Numbers (see the *Numbers* subsection below).
359 2.      Array indices (**I[E]**).
360 3.      **(E)**: The value of **E** (used to change precedence).
361 4.      **sqrt(E)**: The square root of **E**. **E** must be non-negative.
362 5.      **length(E)**: The number of significant decimal digits in **E**.
363 6.      **length(I[])**: The number of elements in the array **I**. This is a
364         **non-portable extension**.
365 7.      **scale(E)**: The *scale* of **E**.
366 8.      **abs(E)**: The absolute value of **E**. This is a **non-portable
367         extension**.
368 9.      **I()**, **I(E)**, **I(E, E)**, and so on, where **I** is an identifier for
369         a non-**void** function (see the *Void Functions* subsection of the
370         **FUNCTIONS** section). The **E** argument(s) may also be arrays of the form
371         **I[]**, which will automatically be turned into array references (see the
372         *Array References* subsection of the **FUNCTIONS** section) if the
373         corresponding parameter in the function definition is an array reference.
374 10.     **read()**: Reads a line from **stdin** and uses that as an expression. The
375         result of that expression is the result of the **read()** operand. This is a
376         **non-portable extension**.
377 11.     **maxibase()**: The max allowable **ibase**. This is a **non-portable
378         extension**.
379 12.     **maxobase()**: The max allowable **obase**. This is a **non-portable
380         extension**.
381 13.     **maxscale()**: The max allowable **scale**. This is a **non-portable
382         extension**.
383 14.     **rand()**: A pseudo-random integer between **0** (inclusive) and
384         **BC_RAND_MAX** (inclusive). Using this operand will change the value of
385         **seed**. This is a **non-portable extension**.
386 15.     **irand(E)**: A pseudo-random integer between **0** (inclusive) and the
387         value of **E** (exclusive). If **E** is negative or is a non-integer
388         (**E**'s *scale* is not **0**), an error is raised, and bc(1) resets (see
389         the **RESET** section) while **seed** remains unchanged. If **E** is larger
390         than **BC_RAND_MAX**, the higher bound is honored by generating several
391         pseudo-random integers, multiplying them by appropriate powers of
392         **BC_RAND_MAX+1**, and adding them together. Thus, the size of integer that
393         can be generated with this operand is unbounded. Using this operand will
394         change the value of **seed**, unless the value of **E** is **0** or **1**.
395         In that case, **0** is returned, and **seed** is *not* changed. This is a
396         **non-portable extension**.
397 16.     **maxrand()**: The max integer returned by **rand()**. This is a
398         **non-portable extension**.
399
400 The integers generated by **rand()** and **irand(E)** are guaranteed to be as
401 unbiased as possible, subject to the limitations of the pseudo-random number
402 generator.
403
404 **Note**: The values returned by the pseudo-random number generator with
405 **rand()** and **irand(E)** are guaranteed to *NOT* be cryptographically secure.
406 This is a consequence of using a seeded pseudo-random number generator. However,
407 they *are* guaranteed to be reproducible with identical **seed** values. This
408 means that the pseudo-random values from bc(1) should only be used where a
409 reproducible stream of pseudo-random numbers is *ESSENTIAL*. In any other case,
410 use a non-seeded pseudo-random number generator.
411
412 ## Numbers
413
414 Numbers are strings made up of digits, uppercase letters, and at most **1**
415 period for a radix. Numbers can have up to **BC_NUM_MAX** digits. Uppercase
416 letters are equal to **9** + their position in the alphabet (i.e., **A** equals
417 **10**, or **9+1**). If a digit or letter makes no sense with the current value
418 of **ibase**, they are set to the value of the highest valid digit in **ibase**.
419
420 Single-character numbers (i.e., **A** alone) take the value that they would have
421 if they were valid digits, regardless of the value of **ibase**. This means that
422 **A** alone always equals decimal **10** and **Z** alone always equals decimal
423 **35**.
424
425 In addition, bc(1) accepts numbers in scientific notation. These have the form
426 **\<number\>e\<integer\>**. The exponent (the portion after the **e**) must be
427 an integer. An example is **1.89237e9**, which is equal to **1892370000**.
428 Negative exponents are also allowed, so **4.2890e-3** is equal to **0.0042890**.
429
430 Using scientific notation is an error or warning if the **-s** or **-w**,
431 respectively, command-line options (or equivalents) are given.
432
433 **WARNING**: Both the number and the exponent in scientific notation are
434 interpreted according to the current **ibase**, but the number is still
435 multiplied by **10\^exponent** regardless of the current **ibase**. For example,
436 if **ibase** is **16** and bc(1) is given the number string **FFeA**, the
437 resulting decimal number will be **2550000000000**, and if bc(1) is given the
438 number string **10e-4**, the resulting decimal number will be **0.0016**.
439
440 Accepting input as scientific notation is a **non-portable extension**.
441
442 ## Operators
443
444 The following arithmetic and logical operators can be used. They are listed in
445 order of decreasing precedence. Operators in the same group have the same
446 precedence.
447
448 **++** **--**
449
450 :   Type: Prefix and Postfix
451
452     Associativity: None
453
454     Description: **increment**, **decrement**
455
456 **-** **!**
457
458 :   Type: Prefix
459
460     Associativity: None
461
462     Description: **negation**, **boolean not**
463
464 **\$**
465
466 :   Type: Postfix
467
468     Associativity: None
469
470     Description: **truncation**
471
472 **\@**
473
474 :   Type: Binary
475
476     Associativity: Right
477
478     Description: **set precision**
479
480 **\^**
481
482 :   Type: Binary
483
484     Associativity: Right
485
486     Description: **power**
487
488 **\*** **/** **%**
489
490 :   Type: Binary
491
492     Associativity: Left
493
494     Description: **multiply**, **divide**, **modulus**
495
496 **+** **-**
497
498 :   Type: Binary
499
500     Associativity: Left
501
502     Description: **add**, **subtract**
503
504 **\<\<** **\>\>**
505
506 :   Type: Binary
507
508     Associativity: Left
509
510     Description: **shift left**, **shift right**
511
512 **=** **\<\<=** **\>\>=** **+=** **-=** **\*=** **/=** **%=** **\^=** **\@=**
513
514 :   Type: Binary
515
516     Associativity: Right
517
518     Description: **assignment**
519
520 **==** **\<=** **\>=** **!=** **\<** **\>**
521
522 :   Type: Binary
523
524     Associativity: Left
525
526     Description: **relational**
527
528 **&&**
529
530 :   Type: Binary
531
532     Associativity: Left
533
534     Description: **boolean and**
535
536 **||**
537
538 :   Type: Binary
539
540     Associativity: Left
541
542     Description: **boolean or**
543
544 The operators will be described in more detail below.
545
546 **++** **--**
547
548 :   The prefix and postfix **increment** and **decrement** operators behave
549     exactly like they would in C. They require a named expression (see the
550     *Named Expressions* subsection) as an operand.
551
552     The prefix versions of these operators are more efficient; use them where
553     possible.
554
555 **-**
556
557 :   The **negation** operator returns **0** if a user attempts to negate any
558     expression with the value **0**. Otherwise, a copy of the expression with
559     its sign flipped is returned.
560
561 **!**
562
563 :   The **boolean not** operator returns **1** if the expression is **0**, or
564     **0** otherwise.
565
566     This is a **non-portable extension**.
567
568 **\$**
569
570 :   The **truncation** operator returns a copy of the given expression with all
571     of its *scale* removed.
572
573     This is a **non-portable extension**.
574
575 **\@**
576
577 :   The **set precision** operator takes two expressions and returns a copy of
578     the first with its *scale* equal to the value of the second expression. That
579     could either mean that the number is returned without change (if the
580     *scale* of the first expression matches the value of the second
581     expression), extended (if it is less), or truncated (if it is more).
582
583     The second expression must be an integer (no *scale*) and non-negative.
584
585     This is a **non-portable extension**.
586
587 **\^**
588
589 :   The **power** operator (not the **exclusive or** operator, as it would be in
590     C) takes two expressions and raises the first to the power of the value of
591     the second. The *scale* of the result is equal to **scale**.
592
593     The second expression must be an integer (no *scale*), and if it is
594     negative, the first value must be non-zero.
595
596 **\***
597
598 :   The **multiply** operator takes two expressions, multiplies them, and
599     returns the product. If **a** is the *scale* of the first expression and
600     **b** is the *scale* of the second expression, the *scale* of the result is
601     equal to **min(a+b,max(scale,a,b))** where **min()** and **max()** return
602     the obvious values.
603
604 **/**
605
606 :   The **divide** operator takes two expressions, divides them, and returns the
607     quotient. The *scale* of the result shall be the value of **scale**.
608
609     The second expression must be non-zero.
610
611 **%**
612
613 :   The **modulus** operator takes two expressions, **a** and **b**, and
614     evaluates them by 1) Computing **a/b** to current **scale** and 2) Using the
615     result of step 1 to calculate **a-(a/b)\*b** to *scale*
616     **max(scale+scale(b),scale(a))**.
617
618     The second expression must be non-zero.
619
620 **+**
621
622 :   The **add** operator takes two expressions, **a** and **b**, and returns the
623     sum, with a *scale* equal to the max of the *scale*s of **a** and **b**.
624
625 **-**
626
627 :   The **subtract** operator takes two expressions, **a** and **b**, and
628     returns the difference, with a *scale* equal to the max of the *scale*s of
629     **a** and **b**.
630
631 **\<\<**
632
633 :   The **left shift** operator takes two expressions, **a** and **b**, and
634     returns a copy of the value of **a** with its decimal point moved **b**
635     places to the right.
636
637     The second expression must be an integer (no *scale*) and non-negative.
638
639     This is a **non-portable extension**.
640
641 **\>\>**
642
643 :   The **right shift** operator takes two expressions, **a** and **b**, and
644     returns a copy of the value of **a** with its decimal point moved **b**
645     places to the left.
646
647     The second expression must be an integer (no *scale*) and non-negative.
648
649     This is a **non-portable extension**.
650
651 **=** **\<\<=** **\>\>=** **+=** **-=** **\*=** **/=** **%=** **\^=** **\@=**
652
653 :   The **assignment** operators take two expressions, **a** and **b** where
654     **a** is a named expression (see the *Named Expressions* subsection).
655
656     For **=**, **b** is copied and the result is assigned to **a**. For all
657     others, **a** and **b** are applied as operands to the corresponding
658     arithmetic operator and the result is assigned to **a**.
659
660     The **assignment** operators that correspond to operators that are
661     extensions are themselves **non-portable extensions**.
662
663 **==** **\<=** **\>=** **!=** **\<** **\>**
664
665 :   The **relational** operators compare two expressions, **a** and **b**, and
666     if the relation holds, according to C language semantics, the result is
667     **1**. Otherwise, it is **0**.
668
669     Note that unlike in C, these operators have a lower precedence than the
670     **assignment** operators, which means that **a=b\>c** is interpreted as
671     **(a=b)\>c**.
672
673     Also, unlike the [standard][1] requires, these operators can appear anywhere
674     any other expressions can be used. This allowance is a
675     **non-portable extension**.
676
677 **&&**
678
679 :   The **boolean and** operator takes two expressions and returns **1** if both
680     expressions are non-zero, **0** otherwise.
681
682     This is *not* a short-circuit operator.
683
684     This is a **non-portable extension**.
685
686 **||**
687
688 :   The **boolean or** operator takes two expressions and returns **1** if one
689     of the expressions is non-zero, **0** otherwise.
690
691     This is *not* a short-circuit operator.
692
693     This is a **non-portable extension**.
694
695 ## Statements
696
697 The following items are statements:
698
699 1.      **E**
700 2.      **{** **S** **;** ... **;** **S** **}**
701 3.      **if** **(** **E** **)** **S**
702 4.      **if** **(** **E** **)** **S** **else** **S**
703 5.      **while** **(** **E** **)** **S**
704 6.      **for** **(** **E** **;** **E** **;** **E** **)** **S**
705 7.      An empty statement
706 8.      **break**
707 9.      **continue**
708 10.     **quit**
709 11.     **halt**
710 12.     **limits**
711 13.     A string of characters, enclosed in double quotes
712 14.     **print** **E** **,** ... **,** **E**
713 15.     **I()**, **I(E)**, **I(E, E)**, and so on, where **I** is an identifier for
714         a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
715         **FUNCTIONS** section). The **E** argument(s) may also be arrays of the form
716         **I[]**, which will automatically be turned into array references (see the
717         *Array References* subsection of the **FUNCTIONS** section) if the
718         corresponding parameter in the function definition is an array reference.
719
720 Numbers 4, 9, 11, 12, 14, and 15 are **non-portable extensions**.
721
722 Also, as a **non-portable extension**, any or all of the expressions in the
723 header of a for loop may be omitted. If the condition (second expression) is
724 omitted, it is assumed to be a constant **1**.
725
726 The **break** statement causes a loop to stop iterating and resume execution
727 immediately following a loop. This is only allowed in loops.
728
729 The **continue** statement causes a loop iteration to stop early and returns to
730 the start of the loop, including testing the loop condition. This is only
731 allowed in loops.
732
733 The **if** **else** statement does the same thing as in C.
734
735 The **quit** statement causes bc(1) to quit, even if it is on a branch that will
736 not be executed (it is a compile-time command).
737
738 The **halt** statement causes bc(1) to quit, if it is executed. (Unlike **quit**
739 if it is on a branch of an **if** statement that is not executed, bc(1) does not
740 quit.)
741
742 The **limits** statement prints the limits that this bc(1) is subject to. This
743 is like the **quit** statement in that it is a compile-time command.
744
745 An expression by itself is evaluated and printed, followed by a newline.
746
747 Both scientific notation and engineering notation are available for printing the
748 results of expressions. Scientific notation is activated by assigning **0** to
749 **obase**, and engineering notation is activated by assigning **1** to
750 **obase**. To deactivate them, just assign a different value to **obase**.
751
752 Scientific notation and engineering notation are disabled if bc(1) is run with
753 either the **-s** or **-w** command-line options (or equivalents).
754
755 Printing numbers in scientific notation and/or engineering notation is a
756 **non-portable extension**.
757
758 ## Print Statement
759
760 The "expressions" in a **print** statement may also be strings. If they are, there
761 are backslash escape sequences that are interpreted specially. What those
762 sequences are, and what they cause to be printed, are shown below:
763
764 -------- -------
765 **\\a**  **\\a**
766 **\\b**  **\\b**
767 **\\\\** **\\**
768 **\\e**  **\\**
769 **\\f**  **\\f**
770 **\\n**  **\\n**
771 **\\q**  **"**
772 **\\r**  **\\r**
773 **\\t**  **\\t**
774 -------- -------
775
776 Any other character following a backslash causes the backslash and character to
777 be printed as-is.
778
779 Any non-string expression in a print statement shall be assigned to **last**,
780 like any other expression that is printed.
781
782 ## Order of Evaluation
783
784 All expressions in a statment are evaluated left to right, except as necessary
785 to maintain order of operations. This means, for example, assuming that **i** is
786 equal to **0**, in the expression
787
788     a[i++] = i++
789
790 the first (or 0th) element of **a** is set to **1**, and **i** is equal to **2**
791 at the end of the expression.
792
793 This includes function arguments. Thus, assuming **i** is equal to **0**, this
794 means that in the expression
795
796     x(i++, i++)
797
798 the first argument passed to **x()** is **0**, and the second argument is **1**,
799 while **i** is equal to **2** before the function starts executing.
800
801 # FUNCTIONS
802
803 Function definitions are as follows:
804
805 ```
806 define I(I,...,I){
807         auto I,...,I
808         S;...;S
809         return(E)
810 }
811 ```
812
813 Any **I** in the parameter list or **auto** list may be replaced with **I[]** to
814 make a parameter or **auto** var an array, and any **I** in the parameter list
815 may be replaced with **\*I[]** to make a parameter an array reference. Callers
816 of functions that take array references should not put an asterisk in the call;
817 they must be called with just **I[]** like normal array parameters and will be
818 automatically converted into references.
819
820 As a **non-portable extension**, the opening brace of a **define** statement may
821 appear on the next line.
822
823 As a **non-portable extension**, the return statement may also be in one of the
824 following forms:
825
826 1.      **return**
827 2.      **return** **(** **)**
828 3.      **return** **E**
829
830 The first two, or not specifying a **return** statement, is equivalent to
831 **return (0)**, unless the function is a **void** function (see the *Void
832 Functions* subsection below).
833
834 ## Void Functions
835
836 Functions can also be **void** functions, defined as follows:
837
838 ```
839 define void I(I,...,I){
840         auto I,...,I
841         S;...;S
842         return
843 }
844 ```
845
846 They can only be used as standalone expressions, where such an expression would
847 be printed alone, except in a print statement.
848
849 Void functions can only use the first two **return** statements listed above.
850 They can also omit the return statement entirely.
851
852 The word "void" is not treated as a keyword; it is still possible to have
853 variables, arrays, and functions named **void**. The word "void" is only
854 treated specially right after the **define** keyword.
855
856 This is a **non-portable extension**.
857
858 ## Array References
859
860 For any array in the parameter list, if the array is declared in the form
861
862 ```
863 *I[]
864 ```
865
866 it is a **reference**. Any changes to the array in the function are reflected,
867 when the function returns, to the array that was passed in.
868
869 Other than this, all function arguments are passed by value.
870
871 This is a **non-portable extension**.
872
873 # LIBRARY
874
875 All of the functions below, including the functions in the extended math
876 library (see the *Extended Library* subsection below), are available when the
877 **-l** or **--mathlib** command-line flags are given, except that the extended
878 math library is not available when the **-s** option, the **-w** option, or
879 equivalents are given.
880
881 ## Standard Library
882
883 The [standard][1] defines the following functions for the math library:
884
885 **s(x)**
886
887 :   Returns the sine of **x**, which is assumed to be in radians.
888
889     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
890     subsection below).
891
892 **c(x)**
893
894 :   Returns the cosine of **x**, which is assumed to be in radians.
895
896     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
897     subsection below).
898
899 **a(x)**
900
901 :   Returns the arctangent of **x**, in radians.
902
903     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
904     subsection below).
905
906 **l(x)**
907
908 :   Returns the natural logarithm of **x**.
909
910     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
911     subsection below).
912
913 **e(x)**
914
915 :   Returns the mathematical constant **e** raised to the power of **x**.
916
917     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
918     subsection below).
919
920 **j(x, n)**
921
922 :   Returns the bessel integer order **n** (truncated) of **x**.
923
924     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
925     subsection below).
926
927 ## Extended Library
928
929 The extended library is *not* loaded when the **-s**/**--standard** or
930 **-w**/**--warn** options are given since they are not part of the library
931 defined by the [standard][1].
932
933 The extended library is a **non-portable extension**.
934
935 **p(x, y)**
936
937 :   Calculates **x** to the power of **y**, even if **y** is not an integer, and
938     returns the result to the current **scale**.
939
940     It is an error if **y** is negative and **x** is **0**.
941
942     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
943     subsection below).
944
945 **r(x, p)**
946
947 :   Returns **x** rounded to **p** decimal places according to the rounding mode
948     [round half away from **0**][3].
949
950 **ceil(x, p)**
951
952 :   Returns **x** rounded to **p** decimal places according to the rounding mode
953     [round away from **0**][6].
954
955 **f(x)**
956
957 :   Returns the factorial of the truncated absolute value of **x**.
958
959 **perm(n, k)**
960
961 :   Returns the permutation of the truncated absolute value of **n** of the
962     truncated absolute value of **k**, if **k \<= n**. If not, it returns **0**.
963
964 **comb(n, k)**
965
966 :   Returns the combination of the truncated absolute value of **n** of the
967     truncated absolute value of **k**, if **k \<= n**. If not, it returns **0**.
968
969 **l2(x)**
970
971 :   Returns the logarithm base **2** of **x**.
972
973     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
974     subsection below).
975
976 **l10(x)**
977
978 :   Returns the logarithm base **10** of **x**.
979
980     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
981     subsection below).
982
983 **log(x, b)**
984
985 :   Returns the logarithm base **b** of **x**.
986
987     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
988     subsection below).
989
990 **cbrt(x)**
991
992 :   Returns the cube root of **x**.
993
994 **root(x, n)**
995
996 :   Calculates the truncated value of **n**, **r**, and returns the **r**th root
997     of **x** to the current **scale**.
998
999     If **r** is **0** or negative, this raises an error and causes bc(1) to
1000     reset (see the **RESET** section). It also raises an error and causes bc(1)
1001     to reset if **r** is even and **x** is negative.
1002
1003 **pi(p)**
1004
1005 :   Returns **pi** to **p** decimal places.
1006
1007     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1008     subsection below).
1009
1010 **t(x)**
1011
1012 :   Returns the tangent of **x**, which is assumed to be in radians.
1013
1014     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1015     subsection below).
1016
1017 **a2(y, x)**
1018
1019 :   Returns the arctangent of **y/x**, in radians. If both **y** and **x** are
1020     equal to **0**, it raises an error and causes bc(1) to reset (see the
1021     **RESET** section). Otherwise, if **x** is greater than **0**, it returns
1022     **a(y/x)**. If **x** is less than **0**, and **y** is greater than or equal
1023     to **0**, it returns **a(y/x)+pi**. If **x** is less than **0**, and **y**
1024     is less than **0**, it returns **a(y/x)-pi**. If **x** is equal to **0**,
1025     and **y** is greater than **0**, it returns **pi/2**. If **x** is equal to
1026     **0**, and **y** is less than **0**, it returns **-pi/2**.
1027
1028     This function is the same as the **atan2()** function in many programming
1029     languages.
1030
1031     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1032     subsection below).
1033
1034 **sin(x)**
1035
1036 :   Returns the sine of **x**, which is assumed to be in radians.
1037
1038     This is an alias of **s(x)**.
1039
1040     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1041     subsection below).
1042
1043 **cos(x)**
1044
1045 :   Returns the cosine of **x**, which is assumed to be in radians.
1046
1047     This is an alias of **c(x)**.
1048
1049     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1050     subsection below).
1051
1052 **tan(x)**
1053
1054 :   Returns the tangent of **x**, which is assumed to be in radians.
1055
1056     If **x** is equal to **1** or **-1**, this raises an error and causes bc(1)
1057     to reset (see the **RESET** section).
1058
1059     This is an alias of **t(x)**.
1060
1061     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1062     subsection below).
1063
1064 **atan(x)**
1065
1066 :   Returns the arctangent of **x**, in radians.
1067
1068     This is an alias of **a(x)**.
1069
1070     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1071     subsection below).
1072
1073 **atan2(y, x)**
1074
1075 :   Returns the arctangent of **y/x**, in radians. If both **y** and **x** are
1076     equal to **0**, it raises an error and causes bc(1) to reset (see the
1077     **RESET** section). Otherwise, if **x** is greater than **0**, it returns
1078     **a(y/x)**. If **x** is less than **0**, and **y** is greater than or equal
1079     to **0**, it returns **a(y/x)+pi**. If **x** is less than **0**, and **y**
1080     is less than **0**, it returns **a(y/x)-pi**. If **x** is equal to **0**,
1081     and **y** is greater than **0**, it returns **pi/2**. If **x** is equal to
1082     **0**, and **y** is less than **0**, it returns **-pi/2**.
1083
1084     This function is the same as the **atan2()** function in many programming
1085     languages.
1086
1087     This is an alias of **a2(y, x)**.
1088
1089     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1090     subsection below).
1091
1092 **r2d(x)**
1093
1094 :   Converts **x** from radians to degrees and returns the result.
1095
1096     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1097     subsection below).
1098
1099 **d2r(x)**
1100
1101 :   Converts **x** from degrees to radians and returns the result.
1102
1103     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1104     subsection below).
1105
1106 **frand(p)**
1107
1108 :   Generates a pseudo-random number between **0** (inclusive) and **1**
1109     (exclusive) with the number of decimal digits after the decimal point equal
1110     to the truncated absolute value of **p**. If **p** is not **0**, then
1111     calling this function will change the value of **seed**. If **p** is **0**,
1112     then **0** is returned, and **seed** is *not* changed.
1113
1114 **ifrand(i, p)**
1115
1116 :   Generates a pseudo-random number that is between **0** (inclusive) and the
1117     truncated absolute value of **i** (exclusive) with the number of decimal
1118     digits after the decimal point equal to the truncated absolute value of
1119     **p**. If the absolute value of **i** is greater than or equal to **2**, and
1120     **p** is not **0**, then calling this function will change the value of
1121     **seed**; otherwise, **0** is returned and **seed** is not changed.
1122
1123 **srand(x)**
1124
1125 :   Returns **x** with its sign flipped with probability **0.5**. In other
1126     words, it randomizes the sign of **x**.
1127
1128 **brand()**
1129
1130 :   Returns a random boolean value (either **0** or **1**).
1131
1132 **ubytes(x)**
1133
1134 :   Returns the numbers of unsigned integer bytes required to hold the truncated
1135     absolute value of **x**.
1136
1137 **sbytes(x)**
1138
1139 :   Returns the numbers of signed, two's-complement integer bytes required to
1140     hold the truncated value of **x**.
1141
1142 **hex(x)**
1143
1144 :   Outputs the hexadecimal (base **16**) representation of **x**.
1145
1146     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1147     **FUNCTIONS** section).
1148
1149 **binary(x)**
1150
1151 :   Outputs the binary (base **2**) representation of **x**.
1152
1153     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1154     **FUNCTIONS** section).
1155
1156 **output(x, b)**
1157
1158 :   Outputs the base **b** representation of **x**.
1159
1160     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1161     **FUNCTIONS** section).
1162
1163 **uint(x)**
1164
1165 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as an
1166     unsigned integer in as few power of two bytes as possible. Both outputs are
1167     split into bytes separated by spaces.
1168
1169     If **x** is not an integer or is negative, an error message is printed
1170     instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET** section).
1171
1172     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1173     **FUNCTIONS** section).
1174
1175 **int(x)**
1176
1177 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as a signed,
1178     two's-complement integer in as few power of two bytes as possible. Both
1179     outputs are split into bytes separated by spaces.
1180
1181     If **x** is not an integer, an error message is printed instead, but bc(1)
1182     is not reset (see the **RESET** section).
1183
1184     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1185     **FUNCTIONS** section).
1186
1187 **uintn(x, n)**
1188
1189 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as an
1190     unsigned integer in **n** bytes. Both outputs are split into bytes separated
1191     by spaces.
1192
1193     If **x** is not an integer, is negative, or cannot fit into **n** bytes, an
1194     error message is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET**
1195     section).
1196
1197     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1198     **FUNCTIONS** section).
1199
1200 **intn(x, n)**
1201
1202 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as a signed,
1203     two's-complement integer in **n** bytes. Both outputs are split into bytes
1204     separated by spaces.
1205
1206     If **x** is not an integer or cannot fit into **n** bytes, an error message
1207     is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET** section).
1208
1209     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1210     **FUNCTIONS** section).
1211
1212 **uint8(x)**
1213
1214 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as an
1215     unsigned integer in **1** byte. Both outputs are split into bytes separated
1216     by spaces.
1217
1218     If **x** is not an integer, is negative, or cannot fit into **1** byte, an
1219     error message is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET**
1220     section).
1221
1222     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1223     **FUNCTIONS** section).
1224
1225 **int8(x)**
1226
1227 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as a signed,
1228     two's-complement integer in **1** byte. Both outputs are split into bytes
1229     separated by spaces.
1230
1231     If **x** is not an integer or cannot fit into **1** byte, an error message
1232     is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET** section).
1233
1234     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1235     **FUNCTIONS** section).
1236
1237 **uint16(x)**
1238
1239 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as an
1240     unsigned integer in **2** bytes. Both outputs are split into bytes separated
1241     by spaces.
1242
1243     If **x** is not an integer, is negative, or cannot fit into **2** bytes, an
1244     error message is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET**
1245     section).
1246
1247     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1248     **FUNCTIONS** section).
1249
1250 **int16(x)**
1251
1252 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as a signed,
1253     two's-complement integer in **2** bytes. Both outputs are split into bytes
1254     separated by spaces.
1255
1256     If **x** is not an integer or cannot fit into **2** bytes, an error message
1257     is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET** section).
1258
1259     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1260     **FUNCTIONS** section).
1261
1262 **uint32(x)**
1263
1264 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as an
1265     unsigned integer in **4** bytes. Both outputs are split into bytes separated
1266     by spaces.
1267
1268     If **x** is not an integer, is negative, or cannot fit into **4** bytes, an
1269     error message is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET**
1270     section).
1271
1272     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1273     **FUNCTIONS** section).
1274
1275 **int32(x)**
1276
1277 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as a signed,
1278     two's-complement integer in **4** bytes. Both outputs are split into bytes
1279     separated by spaces.
1280
1281     If **x** is not an integer or cannot fit into **4** bytes, an error message
1282     is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET** section).
1283
1284     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1285     **FUNCTIONS** section).
1286
1287 **uint64(x)**
1288
1289 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as an
1290     unsigned integer in **8** bytes. Both outputs are split into bytes separated
1291     by spaces.
1292
1293     If **x** is not an integer, is negative, or cannot fit into **8** bytes, an
1294     error message is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET**
1295     section).
1296
1297     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1298     **FUNCTIONS** section).
1299
1300 **int64(x)**
1301
1302 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as a signed,
1303     two's-complement integer in **8** bytes. Both outputs are split into bytes
1304     separated by spaces.
1305
1306     If **x** is not an integer or cannot fit into **8** bytes, an error message
1307     is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET** section).
1308
1309     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1310     **FUNCTIONS** section).
1311
1312 **hex_uint(x, n)**
1313
1314 :   Outputs the representation of the truncated absolute value of **x** as an
1315     unsigned integer in hexadecimal using **n** bytes. Not all of the value will
1316     be output if **n** is too small.
1317
1318     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1319     **FUNCTIONS** section).
1320
1321 **binary_uint(x, n)**
1322
1323 :   Outputs the representation of the truncated absolute value of **x** as an
1324     unsigned integer in binary using **n** bytes. Not all of the value will be
1325     output if **n** is too small.
1326
1327     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1328     **FUNCTIONS** section).
1329
1330 **output_uint(x, n)**
1331
1332 :   Outputs the representation of the truncated absolute value of **x** as an
1333     unsigned integer in the current **obase** (see the **SYNTAX** section) using
1334     **n** bytes. Not all of the value will be output if **n** is too small.
1335
1336     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1337     **FUNCTIONS** section).
1338
1339 **output_byte(x, i)**
1340
1341 :   Outputs byte **i** of the truncated absolute value of **x**, where **0** is
1342     the least significant byte and **number_of_bytes - 1** is the most
1343     significant byte.
1344
1345     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1346     **FUNCTIONS** section).
1347
1348 ## Transcendental Functions
1349
1350 All transcendental functions can return slightly inaccurate results (up to 1
1351 [ULP][4]). This is unavoidable, and [this article][5] explains why it is
1352 impossible and unnecessary to calculate exact results for the transcendental
1353 functions.
1354
1355 Because of the possible inaccuracy, I recommend that users call those functions
1356 with the precision (**scale**) set to at least 1 higher than is necessary. If
1357 exact results are *absolutely* required, users can double the precision
1358 (**scale**) and then truncate.
1359
1360 The transcendental functions in the standard math library are:
1361
1362 * **s(x)**
1363 * **c(x)**
1364 * **a(x)**
1365 * **l(x)**
1366 * **e(x)**
1367 * **j(x, n)**
1368
1369 The transcendental functions in the extended math library are:
1370
1371 * **l2(x)**
1372 * **l10(x)**
1373 * **log(x, b)**
1374 * **pi(p)**
1375 * **t(x)**
1376 * **a2(y, x)**
1377 * **sin(x)**
1378 * **cos(x)**
1379 * **tan(x)**
1380 * **atan(x)**
1381 * **atan2(y, x)**
1382 * **r2d(x)**
1383 * **d2r(x)**
1384
1385 # RESET
1386
1387 When bc(1) encounters an error or a signal that it has a non-default handler
1388 for, it resets. This means that several things happen.
1389
1390 First, any functions that are executing are stopped and popped off the stack.
1391 The behavior is not unlike that of exceptions in programming languages. Then
1392 the execution point is set so that any code waiting to execute (after all
1393 functions returned) is skipped.
1394
1395 Thus, when bc(1) resets, it skips any remaining code waiting to be executed.
1396 Then, if it is interactive mode, and the error was not a fatal error (see the
1397 **EXIT STATUS** section), it asks for more input; otherwise, it exits with the
1398 appropriate return code.
1399
1400 Note that this reset behavior is different from the GNU bc(1), which attempts to
1401 start executing the statement right after the one that caused an error.
1402
1403 # PERFORMANCE
1404
1405 Most bc(1) implementations use **char** types to calculate the value of **1**
1406 decimal digit at a time, but that can be slow. This bc(1) does something
1407 different.
1408
1409 It uses large integers to calculate more than **1** decimal digit at a time. If
1410 built in a environment where **BC_LONG_BIT** (see the **LIMITS** section) is
1411 **64**, then each integer has **9** decimal digits. If built in an environment
1412 where **BC_LONG_BIT** is **32** then each integer has **4** decimal digits. This
1413 value (the number of decimal digits per large integer) is called
1414 **BC_BASE_DIGS**.
1415
1416 The actual values of **BC_LONG_BIT** and **BC_BASE_DIGS** can be queried with
1417 the **limits** statement.
1418
1419 In addition, this bc(1) uses an even larger integer for overflow checking. This
1420 integer type depends on the value of **BC_LONG_BIT**, but is always at least
1421 twice as large as the integer type used to store digits.
1422
1423 # LIMITS
1424
1425 The following are the limits on bc(1):
1426
1427 **BC_LONG_BIT**
1428
1429 :   The number of bits in the **long** type in the environment where bc(1) was
1430     built. This determines how many decimal digits can be stored in a single
1431     large integer (see the **PERFORMANCE** section).
1432
1433 **BC_BASE_DIGS**
1434
1435 :   The number of decimal digits per large integer (see the **PERFORMANCE**
1436     section). Depends on **BC_LONG_BIT**.
1437
1438 **BC_BASE_POW**
1439
1440 :   The max decimal number that each large integer can store (see
1441     **BC_BASE_DIGS**) plus **1**. Depends on **BC_BASE_DIGS**.
1442
1443 **BC_OVERFLOW_MAX**
1444
1445 :   The max number that the overflow type (see the **PERFORMANCE** section) can
1446     hold. Depends on **BC_LONG_BIT**.
1447
1448 **BC_BASE_MAX**
1449
1450 :   The maximum output base. Set at **BC_BASE_POW**.
1451
1452 **BC_DIM_MAX**
1453
1454 :   The maximum size of arrays. Set at **SIZE_MAX-1**.
1455
1456 **BC_SCALE_MAX**
1457
1458 :   The maximum **scale**. Set at **BC_OVERFLOW_MAX-1**.
1459
1460 **BC_STRING_MAX**
1461
1462 :   The maximum length of strings. Set at **BC_OVERFLOW_MAX-1**.
1463
1464 **BC_NAME_MAX**
1465
1466 :   The maximum length of identifiers. Set at **BC_OVERFLOW_MAX-1**.
1467
1468 **BC_NUM_MAX**
1469
1470 :   The maximum length of a number (in decimal digits), which includes digits
1471     after the decimal point. Set at **BC_OVERFLOW_MAX-1**.
1472
1473 **BC_RAND_MAX**
1474
1475 :   The maximum integer (inclusive) returned by the **rand()** operand. Set at
1476     **2\^BC_LONG_BIT-1**.
1477
1478 Exponent
1479
1480 :   The maximum allowable exponent (positive or negative). Set at
1481     **BC_OVERFLOW_MAX**.
1482
1483 Number of vars
1484
1485 :   The maximum number of vars/arrays. Set at **SIZE_MAX-1**.
1486
1487 The actual values can be queried with the **limits** statement.
1488
1489 These limits are meant to be effectively non-existent; the limits are so large
1490 (at least on 64-bit machines) that there should not be any point at which they
1491 become a problem. In fact, memory should be exhausted before these limits should
1492 be hit.
1493
1494 # ENVIRONMENT VARIABLES
1495
1496 bc(1) recognizes the following environment variables:
1497
1498 **POSIXLY_CORRECT**
1499
1500 :   If this variable exists (no matter the contents), bc(1) behaves as if
1501     the **-s** option was given.
1502
1503 **BC_ENV_ARGS**
1504
1505 :   This is another way to give command-line arguments to bc(1). They should be
1506     in the same format as all other command-line arguments. These are always
1507     processed first, so any files given in **BC_ENV_ARGS** will be processed
1508     before arguments and files given on the command-line. This gives the user
1509     the ability to set up "standard" options and files to be used at every
1510     invocation. The most useful thing for such files to contain would be useful
1511     functions that the user might want every time bc(1) runs.
1512
1513     The code that parses **BC_ENV_ARGS** will correctly handle quoted arguments,
1514     but it does not understand escape sequences. For example, the string
1515     **"/home/gavin/some bc file.bc"** will be correctly parsed, but the string
1516     **"/home/gavin/some \"bc\" file.bc"** will include the backslashes.
1517
1518     The quote parsing will handle either kind of quotes, **'** or **"**. Thus,
1519     if you have a file with any number of single quotes in the name, you can use
1520     double quotes as the outside quotes, as in **"some 'bc' file.bc"**, and vice
1521     versa if you have a file with double quotes. However, handling a file with
1522     both kinds of quotes in **BC_ENV_ARGS** is not supported due to the
1523     complexity of the parsing, though such files are still supported on the
1524     command-line where the parsing is done by the shell.
1525
1526 **BC_LINE_LENGTH**
1527
1528 :   If this environment variable exists and contains an integer that is greater
1529     than **1** and is less than **UINT16_MAX** (**2\^16-1**), bc(1) will output
1530     lines to that length, including the backslash (**\\**). The default line
1531     length is **70**.
1532
1533 # EXIT STATUS
1534
1535 bc(1) returns the following exit statuses:
1536
1537 **0**
1538
1539 :   No error.
1540
1541 **1**
1542
1543 :   A math error occurred. This follows standard practice of using **1** for
1544     expected errors, since math errors will happen in the process of normal
1545     execution.
1546
1547     Math errors include divide by **0**, taking the square root of a negative
1548     number, using a negative number as a bound for the pseudo-random number
1549     generator, attempting to convert a negative number to a hardware integer,
1550     overflow when converting a number to a hardware integer, and attempting to
1551     use a non-integer where an integer is required.
1552
1553     Converting to a hardware integer happens for the second operand of the power
1554     (**\^**), places (**\@**), left shift (**\<\<**), and right shift (**\>\>**)
1555     operators and their corresponding assignment operators.
1556
1557 **2**
1558
1559 :   A parse error occurred.
1560
1561     Parse errors include unexpected **EOF**, using an invalid character, failing
1562     to find the end of a string or comment, using a token where it is invalid,
1563     giving an invalid expression, giving an invalid print statement, giving an
1564     invalid function definition, attempting to assign to an expression that is
1565     not a named expression (see the *Named Expressions* subsection of the
1566     **SYNTAX** section), giving an invalid **auto** list, having a duplicate
1567     **auto**/function parameter, failing to find the end of a code block,
1568     attempting to return a value from a **void** function, attempting to use a
1569     variable as a reference, and using any extensions when the option **-s** or
1570     any equivalents were given.
1571
1572 **3**
1573
1574 :   A runtime error occurred.
1575
1576     Runtime errors include assigning an invalid number to **ibase**, **obase**,
1577     or **scale**; give a bad expression to a **read()** call, calling **read()**
1578     inside of a **read()** call, type errors, passing the wrong number of
1579     arguments to functions, attempting to call an undefined function, and
1580     attempting to use a **void** function call as a value in an expression.
1581
1582 **4**
1583
1584 :   A fatal error occurred.
1585
1586     Fatal errors include memory allocation errors, I/O errors, failing to open
1587     files, attempting to use files that do not have only ASCII characters (bc(1)
1588     only accepts ASCII characters), attempting to open a directory as a file,
1589     and giving invalid command-line options.
1590
1591 The exit status **4** is special; when a fatal error occurs, bc(1) always exits
1592 and returns **4**, no matter what mode bc(1) is in.
1593
1594 The other statuses will only be returned when bc(1) is not in interactive mode
1595 (see the **INTERACTIVE MODE** section), since bc(1) resets its state (see the
1596 **RESET** section) and accepts more input when one of those errors occurs in
1597 interactive mode. This is also the case when interactive mode is forced by the
1598 **-i** flag or **--interactive** option.
1599
1600 These exit statuses allow bc(1) to be used in shell scripting with error
1601 checking, and its normal behavior can be forced by using the **-i** flag or
1602 **--interactive** option.
1603
1604 # INTERACTIVE MODE
1605
1606 Per the [standard][1], bc(1) has an interactive mode and a non-interactive mode.
1607 Interactive mode is turned on automatically when both **stdin** and **stdout**
1608 are hooked to a terminal, but the **-i** flag and **--interactive** option can
1609 turn it on in other cases.
1610
1611 In interactive mode, bc(1) attempts to recover from errors (see the **RESET**
1612 section), and in normal execution, flushes **stdout** as soon as execution is
1613 done for the current input.
1614
1615 # TTY MODE
1616
1617 If **stdin**, **stdout**, and **stderr** are all connected to a TTY, bc(1) turns
1618 on "TTY mode."
1619
1620 TTY mode is different from interactive mode because interactive mode is required
1621 in the [bc(1) specification][1], and interactive mode requires only **stdin**
1622 and **stdout** to be connected to a terminal.
1623
1624 # SIGNAL HANDLING
1625
1626 Sending a **SIGINT** will cause bc(1) to stop execution of the current input. If
1627 bc(1) is in TTY mode (see the **TTY MODE** section), it will reset (see the
1628 **RESET** section). Otherwise, it will clean up and exit.
1629
1630 Note that "current input" can mean one of two things. If bc(1) is processing
1631 input from **stdin** in TTY mode, it will ask for more input. If bc(1) is
1632 processing input from a file in TTY mode, it will stop processing the file and
1633 start processing the next file, if one exists, or ask for input from **stdin**
1634 if no other file exists.
1635
1636 This means that if a **SIGINT** is sent to bc(1) as it is executing a file, it
1637 can seem as though bc(1) did not respond to the signal since it will immediately
1638 start executing the next file. This is by design; most files that users execute
1639 when interacting with bc(1) have function definitions, which are quick to parse.
1640 If a file takes a long time to execute, there may be a bug in that file. The
1641 rest of the files could still be executed without problem, allowing the user to
1642 continue.
1643
1644 **SIGTERM** and **SIGQUIT** cause bc(1) to clean up and exit, and it uses the
1645 default handler for all other signals.
1646
1647 # SEE ALSO
1648
1649 dc(1)
1650
1651 # STANDARDS
1652
1653 bc(1) is compliant with the [IEEE Std 1003.1-2017 (“POSIX.1-2017”)][1]
1654 specification. The flags **-efghiqsvVw**, all long options, and the extensions
1655 noted above are extensions to that specification.
1656
1657 Note that the specification explicitly says that bc(1) only accepts numbers that
1658 use a period (**.**) as a radix point, regardless of the value of
1659 **LC_NUMERIC**.
1660
1661 # BUGS
1662
1663 None are known. Report bugs at https://git.yzena.com/gavin/bc.
1664
1665 # AUTHORS
1666
1667 Gavin D. Howard <gavin@yzena.com> and contributors.
1668
1669 [1]: https://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/utilities/bc.html
1670 [2]: https://www.gnu.org/software/bc/
1671 [3]: https://en.wikipedia.org/wiki/Rounding#Round_half_away_from_zero
1672 [4]: https://en.wikipedia.org/wiki/Unit_in_the_last_place
1673 [5]: https://people.eecs.berkeley.edu/~wkahan/LOG10HAF.TXT
1674 [6]: https://en.wikipedia.org/wiki/Rounding#Rounding_away_from_zero