有几个有趣的命令可以在 Linux 系统下做数学运算: expr,factor,jot 和 bc 命令.
可以在 Linux 命令行下做数学运算吗? 当然可以! 事实上, 有不少命令可以轻松完成这些操作, 其中一些甚至让你大吃一惊. 让我们来学习这些有用的数学运算命令或命令语法吧.
expr
首先, 对于在命令行使用命令进行数学运算, 可能最容易想到, 最常用的命令就是 expr (表达式 expression. 它可以完成四则运算, 也可以用于比较大小. 下面是几个例子:
变量递增
- $ count=0
- $ count=`expr $count + 1`
- $ echo $count
- 1
完成简单运算
- $ expr 11 + 123
- 134
- $ expr 134 / 11
- 12
- $ expr 134 - 11
- 123
- $ expr 11 * 123
- expr: syntax error <== oops!
- $ expr 11 \* 123
- 1353
- $ expr 20 % 3
- 2
注意, 你需要在 * 运算符之前增加 \ 符号, 避免语法错误.% 运算符用于取余运算.
下面是一个稍微复杂的例子:
- participants=11
- total=156
- share=`expr $total / $participants`
- remaining=`expr $total - $participants \* $share`
- echo $share
- 14
- echo $remaining
- 2
假设某个活动中有 11 位参与者, 需要颁发的奖项总数为 156, 那么平均每个参与者获得 14 项奖项, 额外剩余 2 个奖项.
比较
下面让我们看一下比较的操作. 从第一印象来看, 语句看似有些怪异; 这里并不是设置数值, 而是进行数字比较. 在本例中 expr 判断表达式是否为真: 如果结果是 1, 那么表达式为真; 反之, 表达式为假.
- $ expr 11 = 11
- 1
- $ expr 11 = 12
- 0
请读作 "11 是否等于 11?" 及 "11 是否等于 12?", 你很快就会习惯这种写法. 当然, 我们不会在命令行上执行上述比较, 可能的比较是 $age 是否等于
- 11
- .
- $ age=11
- $ expr $age = 11
- 1
如果将数字放到引号中间, 那么你将进行字符串比较, 而不是数值比较.
- $ expr "11" = "11"
- 1
- $ expr "eleven" = "11"
- 0
在本例中, 我们判断 10 是否大于 5, 以及是否大于 99.
- $ expr 10 \> 5
- 1
- $ expr 10 \> 99
- 0
的确, 返回 1 和 0 分别代表比较的结果为真和假, 我们一般预期在 Linux 上得到这个结果. 在下面的例子中, 按照上述逻辑使用 expr 并不正确, 因为 if 的工作原理刚好相反, 即 0 代表真.
- #!/bin/bash
- echo -n "Cost to us>"
- read cost
- echo -n "Price we're asking> "
- read price
- if [ `expr $price \> $cost` ]; then
- echo "We make money"
- else
- echo "Don't sell it"
- fi
下面, 我们运行这个脚本:
- $ ./checkPrice
- Cost to us> 11.50
Price we're asking> 6
We make money
这显然与我们预期不符! 我们稍微修改一下, 以便使其按我们预期工作:
- #!/bin/bash
- echo -n "Cost to us>"
- read cost
- echo -n "Price we're asking> "
- read price
- if [ `expr $price \> $cost` == 1 ]; then
- echo "We make money"
- else
- echo "Don't sell it"
- fi
- factor
factor 命令的功能基本与你预期相符. 你给出一个数字, 该命令会给出对应数字的因子.
- $ factor 111
- 111: 3 37
- $ factor 134
- 134: 2 67
- $ factor 17894
- 17894: 2 23 389
- $ factor 1987
- 1987: 1987
注: factor 命令对于最后一个数字没有返回更多因子, 这是因为 1987 是一个质数.
jot
jot 命令可以创建一系列数字. 给定数字总数及起始数字即可.
- $ jot 8 10
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
你也可以用如下方式使用 jot, 这里我们要求递减至数字 2.
- $ jot 8 10 2
- 10
- 9
- 8
- 7
- 5
- 4
- 3
- 2
jot 可以帮你构造一系列数字组成的列表, 该列表可以用于其它任务.
- $ for i in `jot 7 17`; do echo April $i; done
- April 17
- April 18
- April 19
- April 20
- April 21
- April 22
- April 23
- bc
bc 基本上是命令行数学运算最佳工具之一. 输入你想执行的运算, 使用管道发送至该命令即可:
- $ echo "123.4+5/6-(7.89*1.234)" | bc
- 113.664
可见 bc 并没有忽略精度, 而且输入的字符串也相当直截了当. 它还可以进行大小比较, 处理布尔值, 计算平方根, 正弦, 余弦和正切等.
- $ echo "sqrt(256)" | bc
- 16
- $ echo "s(90)" | bc -l
- .89399666360055789051
事实上, bc 甚至可以计算 pi. 你需要指定需要的精度.
- $ echo "scale=5; 4*a(1)" | bc -l
- 3.14156
- $ echo "scale=10; 4*a(1)" | bc -l
- 3.1415926532
- $ echo "scale=20; 4*a(1)" | bc -l
- 3.14159265358979323844
- $ echo "scale=40; 4*a(1)" | bc -l
- 3.1415926535897932384626433832795028841968
除了通过管道接收数据并返回结果, bc 还可以交互式运行, 输入你想执行的运算即可. 本例中提到的 scale 设置可以指定有效数字的个数.
$ bc
bc 1.06.95
Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006 Free Software Foundation, Inc.
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type `warranty'.
- scale=2
- 3/4
- .75
- 2/3
- .66
- quit
你还可以使用 bc 完成数字进制转换. obase 用于设置输出的数字进制.
$ bc
bc 1.06.95
Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006 Free Software Foundation, Inc.
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type `warranty'.
- obase=16
- 16 <=== entered
- 10 <=== response
- 256 <=== entered
- 100 <=== response
- quit
按如下方式使用 bc 也是完成十六进制与十进制转换的最简单方式之一:
- $ echo "ibase=16; F2" | bc
- 242
- $ echo "obase=16; 242" | bc
- F2
在上面第一个例子中, 我们将输入进制 (ibase) 设置为十六进制 (hex), 完成十六进制到为十进制的转换. 在第二个例子中, 我们执行相反的操作, 即将输出进制(obase) 设置为十六进制.
简单的 bash 数学运算
通过使用双括号, 我们可以在 bash 中完成简单的数学运算. 在下面的例子中, 我们创建一个变量, 为变量赋值, 然后依次执行加法, 自减和平方.
- $ ((e=11))
- $ (( e = e + 7 ))
- $ echo $e
- 18
- $ ((e--))
- $ echo $e
- 17
- $ ((e=e**2))
- $ echo $e
- 289
允许使用的运算符包括:
+ - 加法及减法
++ -- 自增与自减
*/ % 乘法, 除法及求余数
^ 指数运算
你还可以使用逻辑运算符和布尔运算符:
- $ ((x=11)); ((y=7))
- $ if (( x> y )); then
- > echo "x> y"
- > fi
- x> y
- $ ((x=11)); ((y=7)); ((z=3))
- $ if (( x> y ))>> (( y> z )); then
- > echo "letters roll downhill"
- > fi
- letters roll downhill
或者如下方式:
- $ if [ x> y ] <<[ y> z ]; then echo "letters roll downhill"; fi
- letters roll downhill
下面计算 2 的 3 次幂:
- $ echo "2 ^ 3"
- 2 ^ 3
- $ echo "2 ^ 3" | bc
- 8
总结
在 Linux 系统中, 有很多不同的命令行工具可以完成数字运算. 希望你在读完本文之后, 能掌握一两个新工具.
来源: http://www.mzh.ren/how-to-do-math-on-the-linux-command-line.html