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

譯者： Andy Song

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，有不少命令可以輕鬆完成這些操作，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，對於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，也可以用於比較大小。下面是幾個例子：

變量遞增

$ count=0

$ count=`expr $count + 1`

$ echo $count

1

完成簡單運算

$ 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 * 運算符之前增加 \ 符號，避免語法錯誤。% 運算符用於取餘運算。

下面是一個稍微複雜的例子：

participants=11

total=156

share=`expr $total / $participants`

remaining=`expr $total - $participants \* $share`

echo $share

14

echo $remaining

2

假設某個活動中有 11 位參與者，需要頒發的獎項總數為 156，那麼平均每個參與者獲得 14 項獎項，額外剩餘 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；這裡並不是設置數值，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，那麼表達式為真；反之，表達式為假。

$ expr 11 = 11

1

$ expr 11 = 12

0

請讀作“11 是否等於 11？”及“11 是否等於 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 是否等於 11。

$ age=11

$ expr $age = 11

1

如果將數字放到引號中間，那麼你將進行字符串比較，而不是數值比較。

$ expr "11" = "11"

1

$ expr "eleven" = "11"

0

在本例中，我們判斷 10 是否大於 5，以及是否大於 99。

$ expr 10 \> 5

1

$ expr 10 \> 99

0

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 並不正確，因為 if 的工作原理剛好相反，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，我們運行這個腳本：

$ ./checkPrice

Cost to us> 11.50

Price we're asking> 6

We 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：

#!/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。

$ factor 111

111: 3 37

$ factor 134

134: 2 67

$ factor 17894

17894: 2 23 389

$ factor 1987

1987: 1987

注：factor 命令對於最後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。

$ jot 8 10

10

11

12

13

14

15

16

17

你也可以用如下方式使用 jot，這裡我們要求遞減至數字 2。

$ jot 8 10 2

10

9

8

7

5

4

3

2

jot 可以幫你構造一系列數字組成的列表，該列表可以用於其它任務。

$ 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：

$ echo "123.4+5/6-(7.89*1.234)" | bc

113.664

可見 bc 並沒有忽略精度，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、餘弦和正切等。

$ echo "sqrt(256)" | bc

16

$ 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。

$ 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

除了通過管道接收數據並返回結果，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。

$ 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

你還可以使用 bc 完成數字進制轉換。obase 用於設置輸出的數字進制。

$ 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 也是完成十六進制與十進制轉換的最簡單方式之一：

$ echo "ibase=16; F2" | bc

242

$ echo "obase=16; 242" | bc

F2

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，然後依次執行加法、自減和平方。

$ ((e=11))

$ (( e = e + 7 ))

$ echo $e

18

$ ((e--))

$ echo $e

17

$ ((e=e**2))

$ echo $e

289

允許使用的運算符包括：

+ - 加法及減法

++ -- 自增與自減

* / % 乘法、除法及求餘數

^ 指數運算

你還可以使用邏輯運算符和布爾運算符：

$ ((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

下面計算 2 的 3 次冪：

$ echo "2 ^ 3"

2 ^ 3

$ echo "2 ^ 3" | bc

8

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後，能掌握一兩個新工具。

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

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