Linux 使用 shell 进行数学运算

Bash shell使用let、 (( ))和[]执行基本的算术操作。工具expr和bc可以用来执行高级操作。

• 可以为变量分配数值，这些值会被相应的操作符视为数字。

• let命令可以直接执行基本的算术操作。当使用let时，变量名之前不需要再添加$。

  ming@ming-Aspire-E5-572G:~$ num1=4;num2=5
  ming@ming-Aspire-E5-572G:~$ let result=num1+num2
  ming@ming-Aspire-E5-572G:~$ echo $result
  9
  

• let命令的其他用法如下

  • 自增：let num++、let ++num
  • 自减：let num--、let --num
  • 简写形式：let num+=6…

• 操作符[]的使用方法和let命令一样，只是需要在方括号前面加上 $ 符号。

  ming@ming-Aspire-E5-572G:~$ result=$[num1+num2]
  ming@ming-Aspire-E5-572G:~$ echo $result
  11
  

  它也支持自增、自减等操作。

• 也可以使用操作符(())，和 [] 类似。

  ming@ming-Aspire-E5-572G:~$ result=$((num1+100))
  ming@ming-Aspire-E5-572G:~$ echo $result
  106
  

• expr同样可以用于基本算术操作。此时，引用变量时需要加上 $ 符号。

  ming@ming-Aspire-E5-572G:~$ result=`expr 3 + 4`
  ming@ming-Aspire-E5-572G:~$ echo $result
  7
  ming@ming-Aspire-E5-572G:~$ result=$(expr $num1 + 5)
  ming@ming-Aspire-E5-572G:~$ echo $result
  11
  

以上这些方法不支持浮点数，只能用于整数运算。

bc是一个用于数学运算的高级实用工具，这个精密的计算器包含了大量的选项。我们可以借助它执行浮点数运算并使用一些高级函数。

ming@ming-Aspire-E5-572G:~$ echo "4 * 0.56" | bc
2.24
ming@ming-Aspire-E5-572G:~$ no=54
ming@ming-Aspire-E5-572G:~$ result=`echo "$no * 1.5" | bc`
ming@ming-Aspire-E5-572G:~$ echo $result
81.0

bc可以接受操作控制前缀。这些前缀之间使用分号分隔。

• 设定小数精度
  在下面的例子中，参数scale=2将小数位个数设置为2。因此， bc将会输出包含两个小数位的数值：

  ming@ming-Aspire-E5-572G:~$ echo "scale=2;22/7" | bc
  3.14
  

• 进制转换
  用bc可以将一种进制系统转换为另一种。来看看下面的代码是如何在十进制与二进制之间相互转换的：

  ming@ming-Aspire-E5-572G:~$ no=100
  ming@ming-Aspire-E5-572G:~$ echo "obase=2;$no" | bc
  1100100
  ming@ming-Aspire-E5-572G:~$ no=1100100
  ming@ming-Aspire-E5-572G:~$ echo "obase=10;ibase=2;$no" | bc
  100
  

  ibase 表示 input base，即输入数字的基数；
  obase 表示 output base，即输出数字的基数。

• 计算幂以及平方根

  ming@ming-Aspire-E5-572G:~$ echo "sqrt(100)" | bc
  10
  ming@ming-Aspire-E5-572G:~$ echo "10^10" | bc
  10000000000