扣丁学堂Linux培训之Linux命令行下的数学运算

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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