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Linux命令行下的数学运算分享

助工
2021-01-18 17:01:18     打赏

在目前IT技术行业中,比如Linux开发技术有趣的命令可以在Linux系统下做数学运算:expr、factor、jot和bc命令。那么,可以在这些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,下面我们一起来看一下吧。


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

  $expr11+123
  134
  $expr134/11
  12
  $expr134-11
  123
  $expr11*123
  expr:syntaxerror<==oops!
  $expr11\*123
  1353
  $expr20%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。

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。

$expr11=11
1
$expr11=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。

$expr10\>5
1
$expr10\>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"Costtous>"
readcost
echo-n"Pricewe'reasking>"
readprice
if[`expr$price\>$cost`];then
echo"Wemakemoney"
else
echo"Don'tsellit"
fi


下面,我们运行这个脚本:

$./checkPrice
Costtous>11.50
Pricewe'reasking>6
Wemakemoney


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"Costtous>"
  readcost
  echo-n"Pricewe'reasking>"
  readprice
  if[`expr$price\>$cost`==1];then
  echo"Wemakemoney"
  else
  echo"Don'tsellit"
  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。

  $factor111
  111:337
  $factor134
  134:267
  $factor17894
  17894:223389
  $factor1987
  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。

  $jot810
  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。

  $jot8102
  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。

  $foriin`jot717`;doechoApril$i;done
  April17
  April18
  April19
  April20
  April21
  April22
  April23


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
  bc1.06.95
  Copyright1991-1994,1997,1998,2000,2004,2006FreeSoftwareFoundation,Inc.
  ThisisfreesoftwarewithABSOLUTELYNOWARRANTY.
  Fordetailstype`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
  bc1.06.95
  Copyright1991-1994,1997,1998,2000,2004,2006FreeSoftwareFoundation,Inc.
  ThisisfreesoftwarewithABSOLUTELYNOWARRANTY.
  Fordetailstype`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"lettersrolldownhill"
  >fi
  lettersrolldownhill


或者如下方式:

$if[x>y]<<[y>z];thenecho"lettersrolldownhill";fi
lettersrolldownhill


下面计算2的3次幂:

$echo"2^3"
2^3
$echo"2^3"|bc
8


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