Linux 命令行下的数学运算

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 $count1

完成简单运算

$ expr 11 + 123134$ expr 134 / 1112$ expr 134 - 11123$ expr 11 * 123expr: syntax error      <== oops!$ expr 11 \* 1231353$ expr 20 % 32

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=11total=156share=`expr $total / $participants`remaining=`expr $total - $participants \* $share`
echo $share14
echo $remaining2

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 = 111$ expr 11 = 120

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 = 111

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 \> 51$ expr 10 \> 990

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/bashecho -n "Cost to us> "read costecho -n "Price we're asking> "read priceif [ `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> 11.50Price we're asking> 6We 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/bashecho -n "Cost to us> "read costecho -n "Price we're asking> "read priceif [ `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 111111: 3 37$ factor 134134: 2 67$ factor 1789417894: 2 23 389$ factor 19871987: 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 101011121314151617

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 2109875432

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 17April 18April 19April 20April 21April 22April 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)" | bc113.664

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)" | bc16$ 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 -l3.14156$ echo "scale=10; 4*a(1)" | bc -l3.1415926532$ echo "scale=20; 4*a(1)" | bc -l3.14159265358979323844$ echo "scale=40; 4*a(1)" | bc -l3.1415926535897932384626433832795028841968

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 1.06.95Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006 Free Software Foundation, Inc.
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type `warranty'.
scale=23/4.752/3.66quit

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 1.06.95Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006 Free Software Foundation, Inc.
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type `warranty'.
obase=1616      <=== entered10      <=== response256     <=== entered100     <=== 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" | bc242$ echo "obase=16; 242" | bcF2

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 $e18$ ((e--))$ echo $e17$ ((e=e**2))$ echo $e289

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"> fix > y$ ((x=11)); ((y=7)); ((z=3))$ if (( x > y )) >> (( y > z )); then> echo "letters roll downhill"> filetters roll downhill

或者如下方式：

$ if [ x > y ] << [ y > z ]; then echo "letters roll downhill"; filetters roll downhill

下面计算 2 的 3 次幂：

$ echo "2 ^ 3"2 ^ 3$ echo "2 ^ 3" | bc8

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。

译文出处

via: https://www.networkworld.com/article/3268964/linux/how-to-do-math-on-the-linux-command-line.html

作者：Sandra Henry-Stocker 选题：lujun9972 译者：pinewall 校对：wxy