前言
有幾個有趣的命令可以在 Linux 系統下做數學運算： expr 、 factor 、 jot 和 bc 命令。
可以在 Linux 命令行下做數學運算嗎？當然可以！事實上，有不少命令可以輕松完成這些操作，其中一些甚至讓你大吃一驚。讓我們來學習這些有用的數學運算命令或命令語法吧。
expr
首先，對于在命令行使用命令進行數學運算，可能最容易想到、最常用的命令就是 expr （ 表達式 expression 。它可以完成四則運算，也可以用于比較大小。下面是幾個例子：
變量遞增
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$ count=0$ count=`expr $count + 1`$ echo $count1 |
完成簡單運算
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$ 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 * 運算符之前增加 \ 符號，避免語法錯誤。 % 運算符用于取余運算。
下面是一個稍微復雜的例子：
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participants=11total=156share=`expr $total / $participants`remaining=`expr $total - $participants \* $share`echo $share14echo $remaining2 |
假設某個活動中有 11 位參與者，需要頒發的獎項總數為 156，那么平均每個參與者獲得 14 項獎項，額外剩余 2 個獎項。
比較
下面讓我們看一下比較的操作。從第一印象來看，語句看似有些怪異；這里并不是 設置 數值，而是進行數字比較。在本例中 expr 判斷表達式是否為真：如果結果是 1，那么表達式為真；反之，表達式為假。
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$ expr 11 = 111$ expr 11 = 120 |
請讀作“11 是否等于 11？”及“11 是否等于 12？”，你很快就會習慣這種寫法。當然，我們不會在命令行上執行上述比較，可能的比較是 $age 是否等于 11 。
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$ age=11$ expr $age = 111 |
如果將數字放到引號中間，那么你將進行字符串比較，而不是數值比較。
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$ expr "11" = "11"1$ expr "eleven" = "11"0 |
在本例中，我們判斷 10 是否大于 5，以及是否大于 99。
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$ expr 10 \> 51$ expr 10 \> 990 |
的確，返回 1 和 0 分別代表比較的結果為真和假，我們一般預期在 Linux 上得到這個結果。在下面的例子中，按照上述邏輯使用 expr 并不正確，因為 if 的工作原理剛好相反，即 0 代表真。
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#!/bin/bashecho -n "Cost to us> "read costecho -n "Price we're asking> "read priceif [ `expr $price \> $cost` ]; then echo "We make money"else echo "Don't sell it"fi |
下面，我們運行這個腳本：
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$ ./checkPriceCost to us> 11.50Price we're asking> 6We make money |
這顯然與我們預期不符！我們稍微修改一下，以便使其按我們預期工作：
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#!/bin/bashecho -n "Cost to us> "read costecho -n "Price we're asking> "read priceif [ `expr $price \> $cost` == 1 ]; then echo "We make money"else echo "Don't sell it"fi |
factor
factor 命令的功能基本與你預期相符。你給出一個數字，該命令會給出對應數字的因子。
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$ factor 111111: 3 37$ factor 134134: 2 67$ factor 1789417894: 2 23 389$ factor 19871987: 1987 |
注： factor 命令對于最后一個數字沒有返回更多因子，這是因為 1987 是一個 質數 。
jot
jot 命令可以創建一系列數字。給定數字總數及起始數字即可。
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$ jot 8 101011121314151617 |
你也可以用如下方式使用 jot ，這里我們要求遞減至數字 2。
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$ jot 8 10 2109875432 |
jot 可以幫你構造一系列數字組成的列表，該列表可以用于其它任務。
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$ for i in `jot 7 17`; do echo April $i; doneApril 17April 18April 19April 20April 21April 22April 23 |
bc
bc 基本上是命令行數學運算最佳工具之一。輸入你想執行的運算，使用管道發送至該命令即可：
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$ echo "123.4+5/6-(7.89*1.234)" | bc113.664 |
可見 bc 并沒有忽略精度，而且輸入的字符串也相當直截了當。它還可以進行大小比較、處理布爾值、計算平方根、正弦、余弦和正切等。
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$ echo "sqrt(256)" | bc16$ echo "s(90)" | bc -l.89399666360055789051 |
事實上， bc 甚至可以計算 pi。你需要指定需要的精度。
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$ 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 |
除了通過管道接收數據并返回結果， bc 還可以交互式運行，輸入你想執行的運算即可。本例中提到的 scale 設置可以指定有效數字的個數。
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$ bcbc 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 |
你還可以使用 bc 完成數字進制轉換。 obase 用于設置輸出的數字進制。
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$ bcbc 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 <=== responsequit |
按如下方式使用 bc 也是完成十六進制與十進制轉換的最簡單方式之一：
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$ echo "ibase=16; F2" | bc242$ echo "obase=16; 242" | bcF2 |
在上面第一個例子中，我們將輸入進制（ ibase ）設置為十六進制（ hex ），完成十六進制到為十進制的轉換。在第二個例子中，我們執行相反的操作，即將輸出進制（ obase ）設置為十六進制。
簡單的 bash 數學運算
通過使用雙括號，我們可以在 bash 中完成簡單的數學運算。在下面的例子中，我們創建一個變量，為變量賦值，然后依次執行加法、自減和平方。
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$ ((e=11))$ (( e = e + 7 ))$ echo $e18$ ((e--))$ echo $e17$ ((e=e**2))$ echo $e289 |
允許使用的運算符包括：
+ - 加法及減法
++ -- 自增與自減
* / % 乘法、除法及求余數
^ 指數運算
你還可以使用邏輯運算符和布爾運算符：
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$ ((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：
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$ if [ x > y ] << [ y > z ]; then echo "letters roll downhill"; filetters roll downhill |
下面計算 2 的 3 次冪：
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$ echo "2 ^ 3"2 ^ 3$ echo "2 ^ 3" | bc8 |
總結
在 Linux 系統中，有很多不同的命令行工具可以完成數字運算。希望你在讀完本文之后，能掌握一兩個新工具。
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