一步步打造自己的linux命令列計算器
相信很多人，在工作中會需要使用到計算器。一般的做法是，開啟並使用系統自帶的計算器。
這種做法可能對我來說，有如下幾個問題。
太慢。每次需要開啟計算器，然後改成程式設計模式，手工選擇進位制，再使用輸入表示式進行計算。
需要切換視窗。程式設計時經常是在終端中，使用GUI計算器則意味著要離開終端，計算完畢再切換回來。
無法使用混合進製表達式。混合進位制的意思是，在一個表示式中同時使用多種進位制，如“0x10 * 10”表示十六進位制的0x10乘以十進位制的10。
如果以上有一條你也有同感的話，那麼你也應該試一下，使用命令列計算器。
命令列計算器，呼叫bc
只需經過簡單的搜尋，便可以瞭解到，linux中原生提供了一個命令列計算器 GNU bc。
GNU bc支援高精度數字和多種數值型別（例如二進位制、十進位制、十六進位制）的輸入輸出。
bc的互動式使用方式，執行bc，進入互動模式。在互動模式中輸入表示式，回車即可獲得結果。需要退出時輸入quit退出即可。
bc的非互動式使用方式，通過管道將表示式傳入。
使用效果如下
[email protected]:~$ bc
bc 1.07.1
Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006, 2008, 2012-2017 Free Software Foundation, Inc.
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type `warranty'.
1+2
3
quit
OK，get到了命令列計算器的新技能了，但每次進入互動模式或者手工輸入“echo 表示式 | bc ”都感覺略麻煩。那這個時候，就需要指令碼，寫個mycalc.sh好了
[email protected]:~$ cat mycalc.sh
#!/bin/bash
echo "[email protected]" | bc
[email protected]:~$ ./mycalc.sh 1+2
3再把mycalc.sh拷貝到可訪問的目錄下，如
sudo mv mycalc.sh /usr/bin
對於沒有sudo許可權的情況，那也可以變通下
mkdir -p ~/usr/bin
mv mycalc.sh ~/usr/bin
echo 'export PATH=$HOME/usr/bin:$PATH' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc再alias一個順手的命令名，比如拼音jisuan
echo "alias jisuan='mycalc.sh'" >> ~/.bashrc更多bc的用法，可以通過man bc檢視，網上也有許多介紹資料。
解決進位制問題
bc仍然需要手工指定進位制，在表示式前，使用ibase引數和obase引數指定輸入輸出的進位制。並且不支援混合進位制，因為ibase每次只能指定一種進位制。
[email protected]:~$ echo "10+10" | bc
20
[email protected]:~$ echo "ibase=16;10+10" | bc
32但我們既然已經有了一個包裝指令碼mycalc.sh，那是不是可以把進位制轉換的工作交給它呢，當然可以。
我們可以讓mycalc.sh先處理下表達式中的數字，約定0x開頭為十六進位制，不帶字首為十進位制，0o開頭為八進位制，0b開頭為二進位制。
mycalc先將所有引數轉換成統一的進位制，如十進位制，然後計算表示式的值，最終將結果再以多種進位制的形式輸出。這樣我們就不同手工處理進位制問題了。
至於輸出，為了方便起見，可以多種進位制一起輸出，需要哪個用哪個即可
這裡就不貼程式碼了，有興趣可移步github https://github.com/zqb-all/smartbc，我們接著往下看，後面有更簡單的方式。
使用示例
[email protected]:~$ type jisuan
jisuan 是 `~/mywork/mygithub/smartbc/smartbc' 的別名
[email protected]:~$ jisuan 10+10
Original EQUATION: 10+10
Decimal EQUATION: 10+10
base2 : 10100
base8 : 24
base10: 20
base16: 14
[email protected]:~$ jisuan 10+0x10
Original EQUATION: 10+0x10
Decimal EQUATION: 10+16
base2 : 11010
base8 : 32
base10: 26
base16: 1A更好的實現，使用python
以上基於bc的計算器，已經可以滿足我的需求了，也使用了一段時間。但其實還有更好的實現方式，使用python。
在命令列中，輸入python，進入互動模式，即可像bc一樣執行表示式，得到結果。更棒的是，原生支援混合進位制，不需要自己寫程式碼預處理表達式了。簡單可靠。
程式碼及使用示例
[email protected]:~$ type jisuan
jisuan 是 `~/.pycalc.py' 的別名
[email protected]:~$ cat ~/.pycalc.py
#!/usr/bin/env python2
import sys
equation=sys.argv[1]
result=eval(equation)
if isinstance(result, (float)):
print "Attention:only base10 is float, others change to int before type"
print "equation:",sys.argv[1]
print "base2 : ",str(bin(int(result)))
print "base8 : ",str(oct(int(result)))
print "base10: ",str((result))
print "base16: ",str(hex(int(result)))
[email protected]:~$ jisuan 10+10
equation: 10+10
base2 : 0b10100
base8 : 024
base10: 20
base16: 0x14
[email protected]:~$ jisuan 10+0x10
equation: 10+0x10
base2 : 0b11010
base8 : 032
base10: 26
base16: 0x1a更多輸出格式
一般，輸出十六進位制，十進位制，二進位制三種結果就足夠用了。但如果有特殊需求，也可自己拓展。
比如，當需要核對暫存器，檢查某個bit時，一個個去數二進位制的第19位，是很費眼睛的一件事。
這個時候就需要更加直觀的輸出，可以一眼看到某個bit是0還是1。
那好辦，給二進位制加上下標好了。如下
程式碼
#!/usr/bin/env python2
import sys
def formatBinString(num):
result='bit: '
result_index='index: '
num_len=len(num)
if num_len > 32:
return ""
for i in num:
num_len-=1
result+=i
result+=' | '
result_index+=str(num_len).zfill(2)
result_index+='| '
return result+'\n'+result_index
equation=sys.argv[1]
result=eval(equation)
if isinstance(result, (float)):
print "Attention:only base10 is float, others change to int before type"
print "equation:",sys.argv[1]
print ""
print "base2 : ",str(bin(int(result)))
print "base8 : ",str(oct(int(result)))
print "base10: ",str((result))
print "base16: ",str(hex(int(result)))
print ""
print formatBinString(str(bin(int(result))[2:].zfill(32)))效果
[email protected]:~$ jisuan 10+0x10
equation: 10+0x10
base2 : 0b11010
base8 : 032
base10: 26
base16: 0x1a
bit: 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
index: 31| 30| 29| 28| 27| 26| 25| 24| 23| 22| 21| 20| 19| 18| 17| 16| 15| 14| 13| 12| 11| 10| 09| 08| 07| 06| 05| 04| 03| 02| 01| 00|