深入瞭解 macOS 上的命令列計算機工具 bc
對於習慣使用終端機的開發者來說，bc 是一個不可或缺的工具。雖然 macOS 內建了圖形化的計算機應用程式，但在終端機環境中，bc 提供了快速、強大的計算功能，讓我們不必離開命令列即可完成各種運算。
bc 的歷史背景
bc 的全名是「basic calculator」或「bench calculator」，是一個支援任意精度運算的計算器語言。它的歷史可以追溯到 1975 年，首次出現在 Version 6 Unix 中。當時由貝爾實驗室的 Lorinda Cherry 開發，作為另一個計算器程式 dc(desk calculator) 的前端介面。
dc 使用的是反波蘭記法(Reverse Polish Notation)，輸入方式對一般使用者來說較為陌生。而 bc 則提供了類似 C 語言的語法，讓使用者能以更直觀的方式進行計算。
不同的 bc 實作版本
隨著時間發展，bc 衍生出了幾個不同的實作版本：
1. 傳統 Unix 實作
最初的 bc 實作是作為 dc 的前端，將 bc 程式碼轉換成 dc 指令。這個版本仍然存在於一些 Unix 和 Plan 9 系統中。
2. GNU bc
GNU bc 由 Philip A. Nelson 開發，首次發布於 1991 年。這個版本不再是 dc 的前端，而是一個獨立的位元組碼直譯器，使用 C 語言編寫。GNU bc 在 GPL3 授權下發布，並加入了許多擴展功能，如：
- 支援多字元的變數名稱
- 添加了
&&、||、!等邏輯運算子 if語句可以使用else子句- 新增
print語句用於輸出
值得注意的是，GNU bc 在 2017 年 4 月發布 1.07.1 版後，曾經有將近 8 年沒有更新。不過就在最近，2024 年 12 月和 2025 年 1 月，GNU bc 連續發布了 1.08.0 和 1.08.1 版本，打破了長期停滯的狀態。
3. OpenBSD 實作
OpenBSD 在 2003 年重新實作了自己的 bc 版本，以符合他們對系統安全性和授權條款的要求。
4. Gavin Howard 的實作（macOS 採用版本）
這是 macOS 上使用的版本，由 Gavin Howard 個人開發，從 2018 年開始的專案。這個版本採用 BSD 授權，具有以下特點：
- 完全相容 POSIX 標準，同時實作了 GNU 擴展和 BSD 的點號（.）擴展
- 用同一個執行檔同時提供
bc和dc功能（透過符號連結） - 在效能和穩定性上有許多改進
- 提供更完善的錯誤處理
- 支援更多的數學函數擴展
macOS 上的 bc
根據作者 Gavin Howard 在部落格中的說明，他的 bc 實作是從 macOS 13 Ventura 開始被 Apple 收錄進 macOS的。在此之前，macOS 使用的是其他版本。
截至 2025 年，查看各版本的狀況：
- macOS 13.2.1 搭載的是 4.0.2 版
- macOS 14.4 已更新到 6.5.0 版
- macOS 15.4 更新到 6.7.6 版
macOS 採用的 bc 版本對應可參考 Apple Open Source 和 apple-oss-distributions/bc @ GitHub
這個版本也被 FreeBSD 採用，在 FreeBSD 13.3-RELEASE 中成為預設版本。目前這個專案持續活躍開發中，最新版本是 6.4.0（2024年釋出）。
與其他工具的比較
雖然有許多命令列計算工具（如 Python、dc、expr 等），bc 仍有其獨特優勢：
- 任意精度運算（不受浮點數精度限制）
- 類 C 語言語法，易於學習
- 輕量級，啟動快速
- 幾乎在所有 Unix-like 系統上都可用
- 可編寫腳本，支援函數和流程控制
結語
bc 雖然是一個古老的工具，但它的設計理念和功能在今天仍然實用。特別是 macOS 採用的 Gavin Howard 實作版本，不僅保持了與傳統的相容性，還加入了現代化的改進。對於經常需要在終端機進行計算的使用者來說，熟悉 bc 絕對能提升工作效率。
而令人興奮的是，原本被認為已經停止開發的 GNU bc，在沉寂近 8 年後，最近又有了新的更新，顯示這個經典工具仍然保有生命力。這也反映了命令列工具在現代計算環境中的持續重要性。