前言
有幾個有趣的命令可以在 Linux 系統(tǒng)下做數(shù)學運算： expr 、 factor 、 jot 和 bc 命令。
可以在 Linux 命令行下做數(shù)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(shù)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(shù)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
$ 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。 % 運算符用于取余運算。
下面是一個稍微復雜的例子：
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(fā)的獎項總數(shù)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(shù)值，而是進行數(shù)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。
$ expr 11 = 11
1
$ expr 11 = 12
0
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(zhí)行上述比較，可能的比較是 $age 是否等于 11 。
$ age=11
$ expr $age = 11
1
如果將數(shù)字放到引號中間，那么你將進行字符串比較，而不是數(shù)值比較。
$ 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。
$ 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 并不正確，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(shù)字，該命令會給出對應數(shù)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 命令對于最后一個數(shù)字沒有返回更多因子，這是因為 1987 是一個 質數(shù) 。
jot
jot 命令可以創(chuàng)建一系列數(shù)字。給定數(shù)字總數(shù)及起始數(shù)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 ，這里我們要求遞減至數(shù)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(shù)字組成的列表，該列表可以用于其它任務。
$ 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(shù)學運算最佳工具之一。輸入你想執(zhí)行的運算，使用管道發(fā)送至該命令即可：
$ echo "123.4+5/6-(7.89*1.234)" | bc
113.664
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。
$ 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(shù)據(jù)并返回結果， bc 還可以交互式運行，輸入你想執(zhí)行的運算即可。本例中提到的 scale 設置可以指定有效數(shù)字的個數(shù)。
$ 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(shù)字進制轉換。 obase 用于設置輸出的數(shù)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(zhí)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(shù)學運算
通過使用雙括號，我們可以在 bash 中完成簡單的數(shù)學運算。在下面的例子中，我們創(chuàng)建一個變量，為變量賦值，然后依次執(zhí)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、除法及求余數(shù)
^ 指數(shù)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(tǒng)中，有很多不同的命令行工具可以完成數(shù)字運算。希望你在讀完本文之后，能掌握一兩個新工具。
好了，以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對腳本之家的支持。
