linux shell 小数计算

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2021-08-29 21:27 437阅读 0赞

bash 不支持浮点运算，如果需要进行浮点运算，需要借助bc,awk 处理

### expr命令 ###

最开始，Bourne shell提供了一个特别的命令用来处理数学表达式。expr命令允许在命令行上处理数学表达式，但是特别笨拙：

$ expr 1 + 5
    6

expr命令能识别一些不同的数字和字符串操作符，如下表：

操作符 描 述

\-----------------------------------------------------------------------

ARG1 | ARG2 如果没有参数是null或0，返回ARG1；否则返回ARG2

ARG1 & ARG2 如果没有参数是null或0，返回ARG1；否则返回0

ARG1 < ARG2 如果ARG1小于ARG2，返回1；否则返回0

ARG1 <= ARG2 如果ARG1小于或等于ARG2，返回1；否则返回0

ARG1 = ARG2 如果ARG1等于ARG2，返回1；否则返回0

ARG1 != ARG2 如果ARG1不等于ARG2，返回1；否则返回0

ARG1 >= ARG2 如果ARG1大于或等于ARG2，返回1；否则返回0

ARG1 > ARG2 如果ARG1大于ARG2，返回1；否则返回0

ARG1 + ARG2 返回ARG1和ARG2的算术运算和

ARG1 - ARG2 返回ARG1和ARG2的算术运算差

ARG1 \* ARG2 返回ARG1和ARG2的算术乘积

ARG1 / ARG2 返回ARG1和ARG2的算术商

ARG1 % ARG2 返回ARG1和ARG2的算术余数

STR : EXP 如果EXP匹配到STR的某个模式，返回该模式匹配

match STR EXP 如果EXP匹配到STR的某个模式，返回该模式匹配

substr STR POS LEN 返回起始位置为POS（从1开始计数）、长度为LEN个字符的字符串

index STR CHARS 返回在STR中找到CHARS字符串的位置；否则，返回0

length STR 返回字符串STR的数值长度

\+ TOKEN 将TOKEN解释成字符串，即使是个关键字

(EXPRESSION) 返回EXPRESSION的值

尽管标准操作符在expr命令中工作得很好，但在脚本或命令行上使用它们时仍有问题出现。许多expr命令操作符在shell中有其他意思（比如星号）。在expr命令中使用它们会得到一些诡异的结果：

$ expr 5 * 2
    expr: syntax error
    $

要解决这个问题，在传给expr命令前，你需要使用shell的转义字符（反斜线）来识别容易被shell错误解释的任意字符：

$ expr 5 \* 2
    10
    $

不过，bash shell有一个针对处理数学运算符的改进，请看下面。

### 使用方括号 ###

bash shell为了保持跟Bourne shell兼容而包含了expr命令，但它同样也提供了一个执行数学表达式更简单的方法。在bash shell中，在将一个数学运算结果赋给某个变量时，你可以用美元符和方括号($\[ operation \])将数学表达式圈起来：

$ var1=$[1 + 5]
    $ echo $var1
    6
    $ var2=$[$var1 * 2]
    $ echo $var2
    12
    $

用方括号来执行shell数学运算比用expr命令方便很多，这种技术在shell脚本中也能工作。同样，在使用方括号来计算公式时，不用担心shell会误解乘号或其他符号。shell知道它不是通配符，因为它在方括号内。

但是，bash shell数学运算只支持整数运算。如果要计算浮点，请往下看。

### 浮点解决方案 ###

有几种解决方案能够解决bash中数学运算的整数限制。最常见的解决方法是有内建的bash计算器，称作bc。

\#\#\#bc的基本用法

bash计算器其实是允许你在命令行输入浮点表达式、解释表达式、计算并返回结果的一种编程语言。bash计算器能够识别：

\- 数字（整数和浮点数）

\- 变量（简单变量和数组）

\- 注释（以＃开始的行或者C语言中的/\* \*/对）

\- 表达式

\- 编程语句（例如if-then）

\- 函数

你可以在shell提示符下通过bc命令访问bash计算器：

$ 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'.
    12*5.4
    64.8
    quit

输入计算公式，bc会自动返回答案，退出输入quit。

浮点运算是由一个内建的称为scale的变量控制的。你必须将这个值设置为结果是你想要的小数后的位数。

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'.
    3.44 /5
    0
    scale=4
    3.44 /5
    .6880
    quit

在脚本中使用bc

你可以使用反引号或者$()来运行bc命令并将输出赋给一个变量。基本格式是这样的：

variable = `echo "options; expression" | bc`

第一部分options允许你来设置变量。如果你需要设置不止一个变量，可以用分号来分开它们。expression变量定义了通过bc执行的数学表达式。例子：

#!/bin/bash
    var1=`echo "scale=4; 3.44 / 5" | bc`
    echo The answer is $var1

结果是： The answer is .6880

这种方法适用于较短的运算，但有时你会更多地和你自己的数字打交道。如果你有很多运算，在同一个命令行中列出多个表达式就会有点麻烦。

针对这个问题有个解决办法。bc命令能识别输入重定向，允许你将一个文件重定向到bc命令来处理。然后，这同样会叫要困惑，因为你必须将表达式存储到文件中。

最好的办法是使用内联输入重定向，允许你直接在控制台重定向数据。在shell脚本中，你可以将输出赋给一个变量：

variable=`bc << EOF
    options
    statements
    expressions
    EOF
    `

EOF文件字符串标识了内联重定向数据的开始和结尾。记住仍然需要反引号来将bc命令的输出赋给变量。例如：

#!/bin/bash
    
    var1=10.46
    var2=43.67
    var3=33.2
    var4=71
    
    var5=`bc << EOF
    scale = 4
    a1 = ($var1 * $var2)
    b1 = ($var3 * $var4)
    a1 + b1
    EOF
    `
    
    echo The final answer for this mass is $var5