برنامج حاسوبي (dc)

بالإضافة إلى عمليات الحساب الأساسية وعمليات المكدس هذه، يتضمن dc دعمًا للوحدات الماكرو والشروط وتخزين النتائج لاسترجاعها لاحقًا.

تعتمد آلية عمل وحدات الماكرو والشروط على السجل ، وهو في لغة البرمجة DC موقع تخزين يحمل اسمًا مكونًا من حرف واحد، ويمكن تخزين البيانات فيه واسترجاعها منه: scحيث يقوم النظام بسحب أعلى عنصر من المكدس وتخزينه في السجل c، ثم lcيدفع قيمة السجل c إلى المكدس. على سبيل المثال:

3 sc 4 ​​lc * p 

يمكن أيضًا التعامل مع السجلات على أنها مكدسات ثانوية، لذا يمكن دفع القيم وسحبها بينها وبين المكدس الرئيسي باستخدام Sالأوامر L.

تُحاط القيم النصية بأحرف [ASCII ]، ويمكن إضافتها إلى المكدس وتخزينها في المسجلات. aيحوّل الأمر البايت الأدنى من القيمة العددية إلى حرف ASCII ، أو إذا كان الجزء العلوي من المكدس نصيًا، فإنه يستبدله بالحرف الأول من النص. لا توجد طرق أخرى لإنشاء سلاسل نصية أو معالجتها سوى تنفيذها باستخدام الأمر x، أو طباعتها باستخدام Pالأمر.

تبدأ الشخصية #بالتعليق حتى نهاية السطر.

يتم تنفيذ وحدات الماكرو بالسماح بأن تكون سجلات النظام ومدخلات المكدس عبارة عن سلاسل نصية بالإضافة إلى الأرقام. يمكن طباعة السلسلة النصية، ولكن يمكن أيضًا تنفيذها (أي معالجتها كسلسلة من أوامر dc). على سبيل المثال، يمكننا تخزين ماكرو لإضافة واحد ثم ضرب الناتج في 2 في السجل m.

[1 + 2 *] sm 

وبعد ذلك (باستخدام xالأمر الذي ينفذ الجزء العلوي من المكدس) يمكننا استخدامه على النحو التالي:

3 لومن إكس بي 

أخيرًا، يمكننا استخدام آلية الماكرو هذه لإضافة شروط. يقوم الأمر =rبسحب قيمتين من المكدس، وينفذ الماكرو المخزن في السجل rفقط إذا كانتا متساويتين. لذا، يطبع هذا الأمر السلسلة equalفقط إذا كانت القيمتان العلويتان في المكدس متساويتين.

[[equal]p] sr 5 5 =r 

تتضمن الشروط الأخرى ما يلي >: ، !>، <، !<، !=، والتي تُنفذ الماكرو المُحدد إذا كانت القيمتان العلويتان في المكدس أكبر من، أو أصغر من أو تساوي ("ليس أكبر")، أو أصغر من، أو أكبر من أو تساوي ("ليس أصغر من")، أو لا تساوي، على التوالي. لاحظ أن ترتيب المعاملات في مقارنات عدم المساواة هو عكس ترتيبها في العمليات الحسابية؛ 5 3 -حيث تُقيّم إلى 5 - 3 = 2، ولكنها تُنفذ محتويات السجل لأن .5 3 <tt3 < 5

يمكن تحقيق التكرار عن طريق تعريف ماكرو يقوم (بشرط) بإعادة استدعاء نفسه. يمكن تنفيذ مضروب بسيط لأعلى المكدس على النحو التالي:

# F(x): أعد x! # إذا كان x-1 > 1 # إرجاع x * F(x-1) # خلاف ذلك إرجاع x [d1-d1<F*]dsFxp 

يُنهي الأمر 1Qتنفيذ ماكرو، مما يسمح بالعودة المبكرة. qويُنهي تنفيذ الماكرو من مستويين (ويُنهي تنفيذه نفسه إذا كان عدد مستويات مكدس الاستدعاءات أقل من مستويين). zويُضيف عمق المكدس الحالي قبل zتنفيذ العملية.

يتم تنفيذ ذلك باستخدام ماكرو مُخزّن في سجل، aيستدعي نفسه شرطيًا، ويُجري عملية جمع في كل مرة، حتى تبقى قيمة واحدة فقط في المكدس. zيُستخدم عامل التشغيل لدفع عدد العناصر في المكدس إلى المكدس. أما عامل المقارنة >فيُزيل قيمتين من المكدس لإجراء المقارنة.

العاصمة -e "1 2 4 8 16 100 0d[+z1<a]dsaxp"

والنتيجة هي 131.

الرقم المجرد هو تعبير dc صالح، لذلك يمكن استخدامه لجمع ملف يحتوي كل سطر فيه على رقم واحد.

يتم تنفيذ هذا مرة أخرى باستخدام ماكرو مخزن في السجل aيقوم باستدعاء نفسه بشكل مشروط، ويقوم بعملية جمع في كل مرة، حتى تبقى قيمة واحدة فقط على المكدس.

dc -e "0d[?+z1<a]dsaxp" < ملف 

يقرأ المُشغِّل ?أمرًا آخر من دفق الإدخال. إذا احتوى سطر الإدخال على عدد عشري، تُضاف هذه القيمة إلى المكدس. عندما يصل ملف الإدخال إلى نهايته، يكون الأمر فارغًا، ولا تُضاف أي قيمة إلى المكدس.

{ echo "5" ; echo "7" ; } | dc -e "0d[?+z1<a]dsaxp"

والنتيجة هي 12.

يمكن أن تكون خطوط الإدخال أيضًا أوامر تيار مستمر معقدة.

{ echo "3 5 *" ; echo "4 3 *" ; echo "5dd++" ; } | dc -e "0d[?+z1<a]dsaxp"

والنتيجة هي 42.

لاحظ أنه بما أن dc يدعم الدقة التعسفية، فلا يوجد قلق بشأن تجاوز السعة العددية أو فقدان الدقة، بغض النظر عن عدد الأسطر التي يحتويها دفق الإدخال، على عكس حل موجز مماثل في AWK .

من عيوب هذا الحل: أن الحلقة تتوقف عند مصادفة سطر فارغ في دفق الإدخال (تقنيًا، أي سطر إدخال لا يضيف قيمة عددية واحدة على الأقل إلى المكدس)؛ وللتعامل مع الأعداد السالبة، يجب استبدال علامة السالب (-) في بداية دفق الإدخال بعلامة الشرطة السفلية (_)، نظرًا لعدم توافق إشارة السالب في مكتبة dc مع المعايير القياسية. كما أن عامل ?التشغيل في مكتبة dc لا يوفر طريقة واضحة للتمييز بين قراءة سطر فارغ وقراءة نهاية الملف.

كمثال على برنامج بسيط نسبيًا في نظام التشغيل DC، هذا الأمر (في سطر واحد):

dc -e '[[أدخل رقمًا (بالمتر)، أو 0 للخروج]PAP]sh[q]sz[lhx?d0=zAk.0254/.5+0kC~1/rn[ قدم ]Pn[ بوصة]PAPdx]dx'

يقوم بتحويل المسافات من الأمتار إلى الأقدام والبوصات؛ ويتعلق الجزء الأكبر منه بطلب الإدخال، وطباعة المخرجات بتنسيق مناسب، والتكرار لتحويل رقم آخر.

كمثال على ذلك، إليك تطبيق لخوارزمية إقليدس لإيجاد القاسم المشترك الأكبر :

dc -e '??[dSarLa%d0<a]dsax+p' # أقصر صيغة dc -e '[a=]P?[b=]P?[dSarLa%d0<a]dsax+[GCD:]Pp' # صيغة أسهل للقراءة

حساب مضروب قيمة مُدخلة،${\displaystyle n!=\prod _{i=1}^{n}i}$

dc -e '?[q]sQ[d1=Qd1-lFx*]dsFxp'

توجد أيضًا برامج تُسمى "quines" في لغة البرمجة "dc"؛ وهي برامج تُنتج شفرة المصدر الخاصة بها كناتج.

dc -e '[91Pn[dx]93Pn]dx' dc -e '[91PP93P[dx]P]dx'

dc -e '2p3p[dl!d2+s!%0=@l!l^!<#]s#[s/0ds^]s@[p]s&[ddvs^3s!l#x0<&2+lx]ds.x'

كتب هذا البرنامج ميشيل شاربنتييه، وهو يُخرج سلسلة من الأعداد الأولية. تجدر الإشارة إلى إمكانية وجود نسخة مختصرة منه، تتطلب أربعة عشر رمزًا أقل.

dc -e '2p3p[pq]s$[l!2+ds!l^<$dl!%0<#]s#[+dvs^1s!l#x2l.x]ds.x'

dc -e '[n=]P?[p]s2[lip/dli%0=1dvsr]s12sid2%0=13sidvsr[dli%0=1lrli2+dsi!>.]ds.xd1<2'

وقد كتب هذا البرنامج أيضاً ميشيل شاربنتييه. ^{[ 7 ]}

هناك نسخة أقصر

dc -e "[n=]P?[lfp/dlf%0=Fdvsr]sF[dsf]sJdvsr2sf[dlf%0=Flfdd2%+1+sflr<Jd1<M]dsMx"

وحل أسرع (جرب مع الرقم 200 بت 2 ²⁰⁰ -1 (المدخل 2 200^1-)

dc -e "[n=]P?[lfp/dlf% 0=Fdvsr]sFdvsr2sfd2%0=F3sfd3%0=F5sf[dlf%0=Flfd4+sflr>M]sN[dlf%0=Flfd2+sflr>N]dsMx[p]sMd1<M"

لاحظ أنه يمكن تسريع العملية الأخيرة بشكل أكبر، إذا تم استبدال الوصول إلى ثابت بالوصول إلى سجل.

dc -e "[n=]P?[lfp/dlf%l0=Fdvsr]sF2s2dvsr2sf4s4d2%0=F3sfd3%0=F5sf[dlf%l0=Flfdl4+sflr>M]sN[dlf%l0=Flfdl2+sflr>N]dsMx[p]sMd1<M"

تطبيق لخوارزمية تشودنوفسكي بلغة البرمجة dc. سيطبع البرنامج تقريبات أفضل فأدق أثناء تشغيله. ولكن بما أن باي عدد متسامٍ، فسيستمر البرنامج في العمل حتى يتم إيقافه أو استنفاد موارد الجهاز الذي يُشغّل عليه.

dc -e '_640320[0ksslk3^16lkd12+sk*-lm*lhd1+sh3^/smlxlj*sxll545140134+dsllm*lxlnk/ls+dls!=P]sP3^sj7sn[6sk1ddshsxsm13591409dsllPx10005v426880*ls/K3-k1/pcln14+snlMx]dsMx'

تطبيق سريع لخوارزمية "التقسيم والحل" لنفس الصيغة، يتضاعف حجمها في كل تكرار. يُقيّم هذا التطبيق عددًا محدودًا إذا كان مجموعه عددًا نسبيًا دقيقًا، ويُجري عملية قسمة واحدة كبيرة وجذرًا تربيعيًا واحدًا فقط في كل تكرار. على الرغم من سرعته، إلا أنه سيتباطأ بسرعة مع ازدياد حجم الكسر.

dc -e '1Sk1SR13591409dSBSP426880dSQ4/3^9*SC[0r-]s-[lkE*1-k10005vlQ*lP/nAan0k]dSox[Lkd1+Skdd1+Sk3^lC*SQ2*1-d3*d*4-*dSR545140134LB+dSB*lk2%0=-SP]dszx[LRLRdLP*LPLQdLQ*SQ*+SP*SR]sc[d1-d0<yd0<yd0=z0=zlcx]sy0[lcxlox1+lyxllx]dslx'

يُعدّ استخدام dc مثالًا أكثر تعقيدًا مُدمجًا في نص برمجي مكتوب بلغة Perl، حيث يُجري عملية تبادل مفاتيح Diffie-Hellman . وقد شاع استخدامه ككتلة توقيع بين مُستخدمي التشفير خلال مناقشات ITAR ، حيث كان من الممكن تشغيل النص البرمجي القصير باستخدام Perl وdc فقط، وهما برنامجان شائعان على أنظمة التشغيل الشبيهة بنظام Unix: ^{[ 8 ]}

#!/usr/bin/env perl -- -export-a-crypto-system-sig Diffie-Hellman-2-lines ( $g , $e , $m ) = @ARGV , $m || die "$0 gen exp mod\n" ; print `echo "16dio1[d2%Sa2/d0<X+d*La1=z\U$m%0]SX$e"[$g*]\EszlXx+p | dc`

النسخة المُعلّقة أسهل فهمًا بعض الشيء، وتُبيّن كيفية استخدام الحلقات والشروط وأمر qالعودة من الماكرو. مع إصدار GNU من dc، |يُمكن استخدام الأمر لإجراء عملية أسية نمطية بدقة عشوائية دون الحاجة إلى كتابة دالة X.

معروف!/usr/bin/env perlmy ( $g , $e , $m ) = map { "\U$_" } @ARGV ; die "$0 gen exp mod\n" unless $m ;print `echo $g $e $m | dc -e ' # إدخال وإخراج سداسي عشري 16dio # قراءة m و e و g من الإدخال القياسي في سطر واحد ?SmSeSg# الدالة z: تُرجع g * أعلى المكدس [lg*]sz# الدالة Q: إزالة أعلى المكدس وإرجاع 1 [sb1q]sQ# الدالة X(e): حساب g^e % m بشكل متكرر # هي نفسها Sm^Lm%، ولكنها تتعامل مع أسس كبيرة بشكل تعسفي. # المكدس عند الدخول: e # المكدس عند الخروج: g^e % m # بما أن e قد تكون كبيرة جدًا، فإن هذه الدالة تستخدم الخاصية g^e % m == # إذا كان (e == 0) # أرجع 1 # x = (g^(e/2)) ^ 2 # إذا كان (e % 2 == 1) # x *= g # أرجع x % [  d 0=Q # أرجع 1 إذا كان e==0 (وإلا، المكدس: e)  d 2% Sa # تخزين e%2 في a (المكدس: e)  2/ # حساب e/2  lXx # استدعاء X(e/2)  d* # حساب X(e/2)^2  La1=z # الضرب في g إذا كان e%2==1  lm % # حساب (g^e) % m ] SXle # تحميل e من المسجل lXx # حساب g^e % m p # طباعة النتيجة '` ;

إذا كان متغير البيئة DC_LINE_LENGTH موجودًا ويحتوي على عدد صحيح أكبر من 1 وأصغر من${\displaystyle 2^{16}-1}$سيتم تقييد إخراج الأرقام (وفقًا لقاعدة الإخراج) بهذه القيمة، مع إدراج الشرطات المائلة العكسية والأسطر الجديدة بعد ذلك. طول السطر الافتراضي هو 70. القيمة الخاصة 0 تُعطّل فواصل الأسطر.