Как выполнять целочисленные и плавающие вычисления в bash или других языках / фреймворках?

Использование echo "20+5"буквально производит текст " 20+5".

Какую команду я могу использовать, чтобы получить числовую сумму, 25в этом случае?

Кроме того, какой самый простой способ сделать это, просто используя bash для чисел с плавающей запятой? Например, echo $((3224/3807.0))печатает 0:(.

Я ищу ответы, используя либо саму базовую командную оболочку («командную строку»), либо используя языки, доступные из командной строки.

Вариантов много !!!

Резюме

$ printf %.10f\\n "$((10**9 * 20/7))e-9"   # many shells. Not mksh.
$ echo "$((20.0/7))"                       # (ksh93/zsh/yash, not bash)
$ awk "BEGIN {print (20+5)/2}"
$ zcalc
$ bc <<< 20+5/2
$ bc <<< "scale=4; (20+5)/2"
$ dc <<< "4 k 20 5 + 2 / p"
$ expr 20 + 5
$ calc 2 + 4
$ node -pe 20+5/2  # Uses the power of JavaScript, e.g. : node -pe 20+5/Math.PI
$ echo 20 5 2 / + p | dc 
$ echo 4 k 20 5 2 / + p | dc 
$ perl -E "say 20+5/2"
$ python -c "print(20+5/2)"
$ python -c "print(20+5/2.0)"
$ clisp -x "(+ 2 2)"
$ lua -e "print(20+5/2)"
$ php -r 'echo 20+5/2;'
$ ruby -e 'p 20+5/2'
$ ruby -e 'p 20+5/2.0'
$ guile -c '(display (+ 20 (/ 5 2)))'
$ guile -c '(display (+ 20 (/ 5 2.0)))'
$ slsh -e 'printf("%f",20+5/2)'
$ slsh -e 'printf("%f",20+5/2.0)'
$ tclsh <<< 'puts [expr 20+5/2]'
$ tclsh <<< 'puts [expr 20+5/2.0]'
$ sqlite3 <<< 'select 20+5/2;'
$ sqlite3 <<< 'select 20+5/2.0;'
$ echo 'select 1 + 1;' | sqlite3 
$ psql -tAc 'select 1+1'
$ R -q -e 'print(sd(rnorm(1000)))'
$ r -e 'cat(pi^2, "\n")'
$ r -e 'print(sum(1:100))'
$ smjs
$ jspl

подробности

ракушки

Вы можете использовать арифметическое расширение POSIX для целочисленной арифметики echo "$((...))":

$ echo "$((20+5))"
25
$ echo "$((20+5/2))"
22

Довольно переносимый ( ash dash yash bash ksh93 lksh zsh):
используя возможность printf для печати плавающих чисел, мы можем расширить большинство оболочек для выполнения математических операций с плавающей точкой, хотя и с ограниченным диапазоном (не более 10 цифр):

$ printf %.10f\\n "$((1000000000 *   20/7  ))e-9"
2.8571428570

ksh93, yashи zshсделать поддержку плавает здесь:

$ echo "$((1.2 / 3))"
0.4

только ksh93(напрямую) и zshзагрузка библиотеки mathfunc здесь:

$ echo "$((4*atan(1)))"
3.14159265358979324

( zshнеобходимо загрузить, zmodload zsh/mathfuncчтобы получить функции, как atan).

Интерактивно с Zsh:

$ autoload zcalc
$ zcalc
1> PI/2
1.5708
2> cos($1)
6.12323e-17
3> :sci 12
6.12323399574e-17

С (t) csh (только целое число):

% @ a=25 / 3; echo $a
8

В семействе rcоболочек akangaесть арифметическое расширение:

; echo $:25/3
8

POSIX Toolchest

bc(см. ниже для интерактивного режима), руководство здесь

Mnemonic: best calculator (хотя на bсамом деле он базовый ).

$ echo 20+5/2 | bc
22
$ echo 'scale=4;20+5/2' | bc
22.5000

(поддерживает произвольные числа точности)

Интерактивный режим до н.э .:

$ 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'. 
5+5
10

2.2+3.3
5.5

Решение Rush , expr(без интерактивного режима):

$ expr 20 + 5
25
$ expr 20 + 5 / 2
22

Решение Джошуа : awk(без интерактивного режима):

$ calc() { awk "BEGIN{print $*}"; }
$ calc 1/3
0.333333

Другие более или менее портативные инструменты

Решение Arcege , dc(интерактивный режим :)dc :

Который еще более забавен, так как это работает обратной польской нотацией.

$ echo 20 5 2 / + p | dc 
22
$ echo 4 k 20 5 2 / + p | dc 
22.5000

Но не так практично, если вы не много работаете с обратной польской нотацией.

^{Обратите внимание, что это dcпредшествовало bcи bcбыло исторически реализовано как оболочка, dcно dcне было стандартизировано POSIX}

DQdims «s calc(требуется sudo apt-get install apcalc):

$ calc 2 + 4
6

Языковые переводчики общего назначения:

manatwork решение «с, node(интерактивный режим: node; функция вывода не требуется):

$ node -pe 20+5/2  # Uses the power of JavaScript, e.g. : node -pe 20+5/Math.PI
22.5

Perl (интерактивный режим:) perl -de 1:

$ perl -E "say 20+5/2"
22.5

Python (интерактивный режим: pythonфункция вывода не нужна):

$ python -c "print(20+5/2)"
22 # 22.5 with python3
$ python -c "print(20+5/2.0)"
22.5

Также поддерживает произвольные числа точности:

$ python -c 'print(2**1234)'
295811224608098629060044695716103590786339687135372992239556207050657350796238924261053837248378050186443647759070955993120820899330381760937027212482840944941362110665443775183495726811929203861182015218323892077355983393191208928867652655993602487903113708549402668624521100611794270340232766099317098048887493809023127398253860618772619035009883272941129544640111837184

Если вы clispустановили, вы также можете использовать польскую запись:

$ clisp -x "(+ 2 2)"

Решение Марко , lua(интерактивный режим:) lua:

$ lua -e "print(20+5/2)"
22.5

PHP (интерактивный режим:) php -a:

$ php -r 'echo 20+5/2;'
22.5

Ruby (интерактивный режим: irbфункция вывода не нужна):

$ ruby -e 'p 20+5/2'
22
$ ruby -e 'p 20+5/2.0'
22.5

Guile (интерактивный режим :)guile :

$ guile -c '(display (+ 20 (/ 5 2)))'
45/2
$ guile -c '(display (+ 20 (/ 5 2.0)))'
22.5

S-Lang (интерактивный режим: slshфункция вывода не нужна, только ;терминатор):

$ slsh -e 'printf("%f",20+5/2)'
22.000000
$ slsh -e 'printf("%f",20+5/2.0)'
22.500000

Tcl (интерактивный режим: tclshфункция вывода не нужна, но exprесть):

$ tclsh <<< 'puts [expr 20+5/2]'
22
$ tclsh <<< 'puts [expr 20+5/2.0]'
22.5

Javascript оболочки:

$ smjs
js> 25/3
8.333333333333334
js>

$ jspl
JSC: 25/3

RP: 8.33333333333333
RJS: [object Number]
JSC:
Good bye...

$ node
> 25/3
8.333333333333334
>

Различные SQL:

SQLite (интерактивный режим:) sqlite3:

$ sqlite3 <<< 'select 20+5/2;'
22
$ sqlite3 <<< 'select 20+5/2.0;'
22.5

MySQL :

mysql -BNe 'select 1+1'

PostgreSQL :

psql -tAc 'select 1+1

Опции на mysql и postgres останавливают образ «ascii art»!

Специализированные математические языки:

R в обычном режиме - позволяет сгенерировать 1000 нормальных случайных чисел, получить стандартное отклонение и распечатать его

$ R -q -e 'print(sd(rnorm(1000)))'
> print(sd(rnorm(1000)))
[1] 1.031997

R, используя скрипт Литтлера - позволяет напечатать число в квадрате

$ r -e 'cat(pi^2, "\n")'
9.869604
$  r -e 'print(sum(1:100))'
[1] 5050

PARI / GP , обширная система компьютерной алгебры для теории чисел, линейной алгебры и многих других

$ echo "prime(1000)"|gp -q
7919                        // the 1000th prime
$ echo "factor(1000)" | gp -q
[2 3]
[5 3]                       // 2^3*5^3
$ echo "sum(x=1,5,x)" | gp -q
15                          // 1+2+3+4+5

GNU Octave (интерпретируемый язык высокого уровня, в основном предназначенный для численных расчетов)

Также поддерживает комплексные числа:

$ octave
>> 1.2 / 7
ans =  0.17143
>> sqrt(-1)
ans =  0 + 1i

Юлия , высокопроизводительный язык и переводчик для научных и численных вычислений.

Неинтерактивная опция:

$ julia -E '2.5+3.7'
6.2

Есть много способов для расчета. Для простых выражений вы можете использовать bashсебя:

echo $((20+5))

или expr:

expr 20 + 5

А для сложных случаев есть отличный инструмент bc:

echo "20+5" | bc

Кстати, bc может вычислить даже очень сложное выражение с корнями, логарифмами, cos, sin и так далее.

Упомянутые решения хороши для очень простых вычислений, но очень подвержены ошибкам. Примеры:

# without spaces expr 20+5 produces literally 20+5
expr 20+5
→ 20+5

# bc's result doesn't give the fractional part by default
bc <<< 9.0/2.0
→ 4

# expr does only integer
expr 9 / 2
→ 4

# same for POSIX arithmetic expansion
echo $((9/2))
→ 4

# bash arithmetic expansion chokes on floats
echo $((9.0/2.0))
→ bash: 9/2.0: syntax error: invalid arithmetic operator (error token is ".0")

# Most `expr` implementations also have problems with floats
expr 9.0 / 2.0
→ expr: non-integer argument

Синтаксическая ошибка, подобная последней, легко заметна, но целочисленные ответы с отброшенной частью с плавающей запятой могут легко остаться незамеченными и привести к неправильным результатам.

Вот почему я всегда использую язык сценариев, например, Lua. Но вы можете выбрать любой язык сценариев, который вам знаком. Я просто использую Lua в качестве примера. Преимущества

• знакомый синтаксис
• знакомые функции
• знакомые предостережения
• гибкий ввод
• пробелы обычно не имеют значения
• вывод с плавающей запятой

Примеры:

lua -e "print(9/2)"
→ 4.5

lua -e "print(9 / 2)"
→ 4.5

lua -e "print(9.0/2)"
→ 4.5

lua -e "print (9 /2.)"
→ 4.5

lua -e "print(math.sqrt(9))"
→ 3

Никто еще не упомянул awk?

Используя функции оболочки POSIX и математическую силу awk, просто определите эту (одну строку) функцию:

calc(){ awk "BEGIN { print $*}"; }

Затем просто выполните такие вещи, как calc 1+1илиcalc 5/2

Примечание. Чтобы функция всегда была доступна, добавьте ее в ~ / .bashrc (или в файл запуска вашей соответствующей оболочки)

Конечно, небольшой скрипт с именем «calc» со следующим содержанием:

#!/bin/sh -
awk "BEGIN { print $* }"

также может работать.

Вы могли бы использовать bc. Например,

$ echo "25 + 5" | bc
30

В качестве альтернативы bc <<< 25+5также будет работать.

Или в интерактивном режиме, если вы хотите сделать больше, чем просто один простой расчет:

$ 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'. 
25 + 5
30

Реализация GNU bcпечатает эту информацию заголовка / авторского права при запуске, когда оба его stdin и stdout идут в терминал. Вы можете подавить его с помощью -qопции (GNU-specific) . Для получения дополнительной информации см. Справочную страницу bc.

Вы можете использовать calc:

Если вы просто вводите calcбез других аргументов, он входит в интерактивный режим, в котором вы можете просто продолжать заниматься математикой. Вы выходите из этого, набирая выход:

C-style arbitrary precision calculator (version 2.12.3.3)
Calc is open software. For license details type:  help copyright
[Type "exit" to exit, or "help" for help.]

; 2+4
6
; 3+5
8
; 3.4+5
8.4
; 2^4
16
; exit

Или вы используете его с выражением в качестве аргумента, и он даст ответ, а затем выйти

$calc 2 + 4
    6
$

calcпохоже на bc, мне просто нравится, как он ведет себя по умолчанию лучше

Мне нравится запускать Python и использовать его как интерактивный калькулятор (но опять же, я программист на Python).

Поскольку никто другой не упомянул об этом, и хотя это не является строго калькулятором (но не все эти языки сценариев общего назначения), я хотел бы упомянуть units:

$ units "1 + 1"
        Definition: 2
$ units "1 lb" "kg"
        * 0.45359237
         / 2.2046226

Или, для меньшего количества вывода, так что вы можете получить только номер, чтобы использовать его $()для присвоения чего-либо:

$ units -t "1 + 1"
2
$ units -t "1 lb" "kg"
0.4539237

И это даже делает преобразование температуры

$ units -t "tempC(20)" "tempF"
68

Чтобы получить преобразование температуры в выражении для дальнейшего расчета, сделайте это:

$ units -t "~tempF(tempC(20))+1"
68.1

$> ghc -e '20 + 5'
25
it :: Integer

Кроме того ghci, это компилятор Глазго-Хаскелла в интерактивном режиме ( ghc --interactiveв отличие от оценки выражения с помощью -e), создает восхитительный «калькулятор»:

$>ghci
GHCi, version 7.8.3: http://www.haskell.org/ghc/  :? for help
Loading package ghc-prim ... linking ... done.
Loading package integer-gmp ... linking ... done.
Loading package base ... linking ... done.
Prelude> pi
3.141592653589793
Prelude> ceiling pi
4
Prelude> compare 1 2
LT

Я не могу поверить, что я читал «силу JavaScript» (но мне пришлось поднять ответ для других частей, кроме, конечно, Perl.

Практически, для простых случаев, когда целочисленной арифметики достаточно, я использую buildin $ ((...)) и рекомендую его. Иначе, почти во всех случаях эхо "..." | Bc достаточно.

Для некоторых арифметических операций, таких как статистика, матричные операции и т. Д., RЛучший инструмент:

echo 25 + 5 | R --vanilla

и для небольших наборов данных и графических результатов, oocalcэто хорошая утилита.

Я использую небольшой скрипт Python, который оценит выражение Python и напечатает результат, а затем я могу запустить что-то вроде

$ pc '[i ** 2 for i in range(10)]'
[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

скрипт такой:

#!/usr/local/bin/python3

import sys
import traceback
from codeop import CommandCompiler

compile = CommandCompiler()
filename = "<input>"
source = ' '.join(sys.argv[1:]) + '\n'

try:
    code = compile(source, filename) 
except (OverflowError, SyntaxError, ValueError):
    type, value, sys.last_traceback = sys.exc_info()
    sys.last_type = type
    sys.last_value = value
    if filename and type is SyntaxError:
        # Work hard to stuff the correct filename in the exception
        try:
            msg, (dummy_filename, lineno, offset, line) = value.args
        except ValueError:
            # Not the format we expect; leave it alone
            pass
        else:
            # Stuff in the right filename
            value = SyntaxError(msg, (filename, lineno, offset, line))
            sys.last_value = value
    lines = traceback.format_exception_only(type, value)
    print(''.join(lines))
else:
    if code:
        exec(code)
    else:
        print('incomplete')

К сожалению, я не помню, откуда я позаимствовал большую часть кода, поэтому не могу его процитировать.

Gnuplot

gnuplot - интерактивная программа построения графиков.
Перейдите по указанной выше ссылке или введитеgnuplotформу приглашения, а затемhelpвинтерпретаторе gnuplot .
Gnuplot - это программа, созданная для построения графиков данных, но ее также можно использовать для расчетов. Преимущество в том, что вы можете определять функции и / или использовать встроенные.

echo  "pr 20+5/2"  |  gnuplot          #  Lazy-note `pr` instead of print
22                                     #  Integer calculation & result
echo  "pr 20.+5/2"  |  gnuplot         #  Lazy-note `pr` instead of print
22.0                                   #  Floating point result
echo  "pr sin(2*pi/3.)"  |  gnuplot    #  Some functions ...
0.866025403784439

Root (или другой интерпретатор C )

Система ROOT предоставляет набор OO-фреймворков со всеми функциями, необходимыми для очень эффективной обработки и анализа больших объемов данных ...

Вы можете использовать его в качестве C переводчика , CINT , или вы можете использовать один из многих многих других интерпретаторов C . ИМХО, он огромный, сложный, мощный, и не всегда дружелюбный, но тоже может доставить большое удовольствие.

Если вы действительно не хотите слушать тихий голос внутри себя, который цитирует Конфуцио, и вы готовы разбить (сливочное масло) мушку на колесе, вы можете использовать root . В этом случае -lобязательно избегать показа заставки ...

echo  "20+5/2"   | root -l
(const int)22
echo  "20+5/2."  | root -l
(const double)2.25000000000000000e+01

echo  "cout<< 20+5/2 << endl;"   | root -l
22

Для целочисленной арифметики (где 3/2 = 1)

• bash echo $(( 1+1 ))
• fish math 1+1
• zsh* echo $((1+1))

*: и ksh93, yash

Для арифметики с плавающей точкой (где 3/2 = 1,5)

• bash awk "BEGIN {print 10/3}" (низкая точность)
• bash echo "10/3"|bc -l (высокая точность)
• fish math -s4 10/3
• zsh* echo $((10./3))

*: и ksh93, yash

Конечно, вы можете настроить свою оболочку на использование awk с минимальным набором текста, как calc 10/3(см. Примечания о том, как это сделать для bash ¹ и fish ² ).

Основная причина использования awk для bash заключается в том, что он предустановлен почти на всех Unix-подобных ОС и является достаточно легким (конечно, это стоит затрат на запуск процесса) с менее точным, но более удобным для пользователя выводом, чем тот, bc -lкоторый печатает 20 десятичных знаков. цифры (хотя вы можете, конечно, настроить awk, чтобы получить больше десятичных цифр ).

Примечания

(1) Как использовать упрощенный синтаксис в bash

Добавьте эту функцию bash к вашему ~/.bashrc:

calc(){ awk "BEGIN { print $*}"; }

(2) Как использовать упрощенный синтаксис в рыбе

Создайте функцию calcfish (т.е. текстовый файл с именем /home/ndemou/.config/fish/functions/calc.fish):

function calc
    awk "BEGIN{ print $argv }" ;
end

Для консольных расчетов я использую concalc. ( sudo aptitude install concalc)

После этого просто введите concalc и нажмите Enter. Он не будет выдавать подсказку, но просто введите ваш расчет (без пробелов) и нажмите ввод, и на следующей строке вы получите числовое значение.

SQLite :

echo 'select 1 + 1;' | sqlite3 

MySQL :

mysql -e 'select 1 + 1 from dual;'

PostgreSQL :

psql -c 'select 1 + 1 as sum;'

Используйте арифметическую библиотеку GNU Multiple Precision через прилагаемую run-exprпрограмму:

• Скачайте и распакуйте (вам понадобится lzip): tar -xvf gmp-5.1.3.tar.lz
• В верхнем каталоге ./configureи make(не нужно устанавливать)
• В демо / expr, make run-expr
• Мне нравится создавать символическую ссылку на него в моем ~/binкаталоге:ln -s /path/to/gmp/demos/expr/run-expr ~/bin/run-expr
• Добавьте псевдоним для легкого использования; например, alias calcf='run-expr -f'для оценки с плавающей запятой

Выход:

# calcf '2/3'
"2/3" base 0: result 0.666666666666666666667e0

Из run-expr.cфайла:

Usage: ./run-expr [-z] [-q] [-f] [-p prec] [-b base] expression...

   Evaluate each argument as a simple expression.  By default this is in mpz
   integers, but -q selects mpq or -f selects mpf.  For mpf the float
   precision can be set with -p.  In all cases the input base can be set
   with -b, or the default is "0" meaning decimal with "0x" allowed.

См. Руководство для различий классов функций и деталей.