Linux小数数值计算之bc命令

前言

Linux版本：CentOS7.4 64位

这里所有提到的shell都是bash shell，不过推荐你可以学学zsh
Linux Shell进行数值计算的时候，
使用expr，很麻烦，乘号啊什么的还需要转译，
使用美刀符($)加中括号，却只局限于整数计算，
这里介绍一下
Linux的bc命令，它相当于Linux内建的计算器，可以计算整数，也可以进行浮点计算（小数）
你可以叫它bc计算器，也可以叫bash计算器，它就是bash内置的计算器

bc命令的基本用法

你甚至可以把bc称作一种编程语言，它允许在命令行中输入浮点表达式，然后解释并计算该表达式，最后返回结果。bc计算器能够识别的东东：

• 数字（整数和浮点数）
• 变量（简单变量和数组）
• 注释（以#或C语言中的/* */开始的行）
• 表达式
• 编程语句
• 函数

可以直接在命令行使用bc命令：

[dong@cwd shell]$ 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 * 3.14
37.68
8 * 3.14
25.12

quit

上面是bc计算器的欢迎界面，如果你觉得多余可以使用 -q参数把它去掉

浮点数的小数位数是由内建变量scale控制的。
必须将这个值设置为你希望在计算结果中保留的小数位，
否则无法得到期望的结果

[dong@cwd shell]$ bc -q
3.14 /5
0
scale=4
3.14 / 5
.6280

quit

scala变量的默认值是0
在scala值被设置之前，bc计算结果不包含小数位。
在将其值设置成4后，bc计算器显示的结果包含4位小数。
-q参数可以不显示bc计算器冗长的欢迎信息。

除了普通数字，bc计算器还能支持变量

[dong@cwd shell]$ bc -q
var1=10
var1 * 4
40
var2 = var1 / 5
print var2
2
println var2
(standard_in) 6: syntax error

quit

变量一旦被定义，就可以在整个bc 计算器会话中使用该变量了，print语句允许你打印变量和数字。

在脚本中使用bc计算器

现在你可能想问bc计算器是如何在shell脚本中帮助处理小数运算的？
可以采用如下的格式在shell脚本中使用bc命令，并将返回结果赋给一个变量。
基本格式如下：

variable=$(echo "options; expression" | bc)

第一部分options允许你设置变量。如果你需要不止一个变量，可以用分号将其分开。
expression参数定义了通过bc执行的数学表达式。
OK，下面来个Demo：

[dong@cwd shell]$ vim create_base_script.sh

#!/bin/bash
# 测试在脚本中使用bc命令
# 可以用命令替换运行bc命令，燕将输出赋给一个变量，基本格式如下：
# variable=$(echo "options; expression" | bc)
# 第一部分options允许你设置变量。如果你需要不止一个变量，可以用分号将其分开。
# expression参数定义了通过bc执行的数学表达式。这里有个在脚本中这么做的例子。
var1=$(echo "scale=4; 3.44 /5" | bc)
echo The answer is $var1

这个例子将scale变量设置成4位小数，并在expression部分指定了特定的运算。运行这个脚本会产生如下输出：

是不是很神奇啊？
当然除了被赋值，那个变量(var3)也可以用于其他运算了
看下面的例子：

[dong@cwd shell]$ vim create_base_script3.sh
#!/bin/bash
# 在bc命令中测试使用变量
var1=20
var2=3.1415
var3=$(echo "scale=4; $var1 * $var1" | bc)
var4=$(echo "scale=4; $var3 * $var2" | bc)

echo var3 = $var3
echo var4 = $var4

代码截图及运行结果如下：

这个方法适用于较短的运算，
但是有时你会涉及更多的数字。
如果需要进行大量运算，在一个命令行中列出多个表达式就会有点麻烦。

·怎!么!办!呢!？
你可以先把Demo敲一遍再看为什么
最好的办法是使用内联输入重定向，
它允许你直接在命令行中重定向数据。
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

文本字符串标识了内联重定向数据的起止。
记住，仍然需要将bc命令的输出赋值给变量，
下面来一个例子：

[dong@cwd shell]$ sh create_base_script4.sh  
#!/bin/bash
# 测试bc命令在内联输入重定向下的使用
var1=3.14
var2=2.5
var3=16
var4=2.7

var5=$(bc << EOF
scale = 4
a1 = ( $var1 * $var2)
a2 = ($var3 * $var4)
a1 + a2
EOF
)

echo var5 = $var5

代码截图

输出结果如下：

EOF字符串标识了重定向给bc命令的数据的起止。
当然，必须用美刀符$(xxx)来标识出用来给变量赋值的命令。