Genius 是一款计算器程序，它既有命令行版本，也有 GNOME GUI 版本。它应该在您的发行版的软件包管理系统中可用。对于基于 Debian 的发行版，GUI 版本和命令行版本是两个独立的软件包。假设您想要同时安装两者，您可以使用以下命令进行安装

sudo apt-get install genius gnome-genius

如果您使用 Ubuntu，请注意 gnome-genius 软件包似乎不在 Bionic 中。它在较早的版本（trusty、xenial 和 arty）中，并且似乎在下一个版本（cosmic）中。我遇到了这个问题，并认为应该提一下，以避免您遇到麻烦。

启动命令行版本会提供一个解释器，Python 或 R 用户应该会很熟悉。

Figure 1. 当您启动 Genius 时，您会看到版本和一些许可信息，然后您将看到解释器提示符。

如果您启动 gnome-genius，您将看到一个图形界面，新用户可能会觉得更舒适。在本文的其余部分，我将使用 GUI 版本来演示您可以使用 Genius 做的一些事情。

Figure 2. GUI 界面提供对 Genius 中大多数功能的便捷菜单访问。

您可以将 Genius 用作通用计算器，因此您可以执行以下操作，例如

genius> 4+5
= 9

除了基本的数学运算符之外，您还可以使用三角函数。此命令给出 45 度的正弦值

genius> sin(45)
= 0.850903524534

这些类型的计算可以具有基本上任意的大小。您也可以直接使用复数。许多其他标准数学函数也可用，包括对数、统计、组合数学，甚至微积分函数等。

除了函数之外，Genius 还提供控制结构，例如条件语句和循环结构。例如，以下代码为您提供了一个基本的 for 循环，用于打印前 90 度的正弦值

for i = 1 to 90 do (
   x = sin(i);
   print(x)
)

如您所见，语法几乎类似于 C 语言。乍一看，分号似乎被用作行尾字符，但它实际上是一个命令分隔符。这就是为什么正弦函数所在行有分号，而 print 函数所在行没有分号的原因。这意味着您可以将 for 循环写成如下形式

for i = 1 to 90 do ( x = sin(i); print(x) )

除了 for 循环之外，还有 while 循环、until 循环、do-while 循环、do-until 循环和 foreach 循环。您还可以使用 break 和 continue 命令来控制是否跳出循环。它们的行为方式与 C 等语言中的行为方式相同。Genius 中的条件结构是一个非常基本的 if 结构，因此基本的 if-then 语句如下所示

if (a==5) then (a=a-1)

您也可以使用 else 语句

if (c>0) then (c=c-1) else (c=0)

Genius 没有 elseif 语句。

您可以在任何可以使用表达式的地方使用条件语句，这意味着您可以使用 if 结构来设置变量值

a = (if b>0 then b else 1)

如您所见，我在这里没有使用括号。您只需要在运算顺序可能令人困惑的情况下使用它们。

到目前为止，我已经介绍了命令、变量、条件语句和循环结构。Genius 还声称它使用一种名为 GEL 的编程语言。一种编程语言应该具有最后一个结构，即能够将代码组织成可重用的块。当然，GEL 允许最终用户定义自己的函数。函数定义的基本语法如下所示

function <identifier>(<comma separated arguments>) =
 ↪<function body>

作为一个非常简单的例子，以下代码定义了一个立方函数

function my_cube(x) = x*x*x

然后您可以像使用任何其他函数一样使用它

genius> my_cube(3) = 27

有时，您可能需要能够处理函数的输入参数的可变列表。在这些情况下，您可以将函数的最后一个参数定义为“...”。它看起来像这样

function my_func(a, b, c...) = <function body>

在这种情况下，输入参数将作为值向量传递给您的函数体。

当您开始编写更大的代码片段时，您可能需要开始处理错误情况。Genius（以及 GEL）具有基本的错误处理功能。当您在代码中检测到错误时，您可以使用 error 命令向最终用户发送消息

if not IsMatrix (M) then (
   error("M is not a matrix")
)

然而，这可能还不够。如果错误无法恢复，您需要以某种方式停止执行。GEL 提供了两个选项。第一个是停止当前函数并使用 bailout 命令返回调用代码。如果错误非常严重，您可能需要停止所有执行。在这些情况下，您可以使用 exception 命令。

Genius 还有大量的高级函数。作为您可以执行的高级计算类型的示例，让我们看看进行数值积分。您可以积分一个函数，从起始极限到结束极限。例如，您可以使用以下方法找到从 0 度到 180 度正弦函数的数值积分

genius> NumericalIntegral(sin, 0, 180) = 1.59846942736

您还可以进行无穷级数求和、数值微分和求极限。

我要查看的最后一项仅在 GNOME 版本的 Genius 中可用。在这种情况下，您能够绘制数据和函数并在屏幕上显示它们。当您单击主窗口上的绘图按钮时，您将获得一个新窗口，您可以在其中定义绘图参数。

Figure 3. “创建绘图”窗口允许您为多个函数定义折线图和曲面图。

由于您可以绘制多个函数，因此您可以在同一窗口中并排查看它们。相反，如果您需要对曲面进行 3D 绘图，您可以选择绘图窗口的曲面图选项卡，并根据 x 和 y 定义一个函数。在绘图窗口中，有几个选项可以更改视图。对于曲面图，您甚至可以使其旋转，以便您可以从各个角度查看结果图。当您使绘图看起来完全符合您的要求时，单击“图形”菜单项并将其导出为多种文件格式之一，以便您可以在其他出版物或报告中使用它。

Figure 4. GNOME Genius 使您可以轻松绘制多个函数。例如，您可以绘制正弦和正切，以便查看它们彼此之间的比较情况。

Figure 5. 您可以轻松地根据 x 和 y 绘制单个函数，例如 x*sin(y)。

如您所见，Genius 在一个小巧的软件包中提供了相当多的功能。它已在教育领域中使用，使学生能够快速查看不同计算的结果，并展示它们如何根据输入或算法更改而变化。此外，它还提供了高级科学计算器的基本要素。使用过 HP 或 TI 高级手持计算器的人会发现 Genius 是桌面上功能非常强大的替代品。您可以在主网站上找到更多信息，包括手册和一组示例。