如何使用bash或其他语言/框架进行整数和浮点计算？

按echo "20+5"字面使用会产生文字“ 20+5”。

25在这种情况下，我可以使用什么命令来获取数字总和？

另外，仅使用bash进行浮点运算的最简单方法是什么？例如，echo $((3224/3807.0))打印0:(。

我正在使用基本命令外壳程序（“命令行”）本身或通过使用命令行中可用的语言来寻找答案。

有很多选择！

摘要

$ 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

细节

炮弹

您可以将POSIX算术扩展用于整数算术echo "$((...))"：

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

相当可移植（ash dash yash bash ksh93 lksh zsh）：
使用printf功能来打印浮点数，尽管范围有限（不超过10位），但我们可以扩展大多数shell来进行浮点数学运算：

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

ksh93，yash并且zsh支持浮动在这里：

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

仅ksh93（直接）并zsh在此处加载库mathfunc：

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

（zsh需要加载zmodload zsh/mathfunc以获取类似的功能atan）。

与zsh交互：

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

使用（t）csh（仅整数）：

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

在rcshell家族中，akanga是具有算术扩展的那个：

; echo $:25/3
8

POSIX工具箱

bc（有关互动模式，请参见下文），请在此处手动进行

助记符：best calculator（尽管b实际上是basic的）。

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

（支持任意精度数字）

BC互动模式：

$ 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

Rush的解决方案，expr（无交互模式）：

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

约书亚的解决方案：（awk无交互模式）：

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

其他或多或少的便携式工具

Arcege的解决方案，dc（交互模式：）dc：

这更有趣，因为它通过反向抛光符号起作用。

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

但是不实用，除非您经常使用反向抛光符号。

^{请注意，dc早于bc且bc历史上已实现为包装器，dc但dc尚未由POSIX标准化}

DQdims的calc（必需sudo apt-get install apcalc)：

$ calc 2 + 4
6

通用语言解释器：

manatwork的解决方案，node（交互模式：node；无需输出功能）：

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

Perl（互动模式：）perl -de 1：

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

Python（交互模式：python；无需输出函数）：

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

还支持任意精度数字：

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

如果已clisp安装，则还可以使用波兰语表示法：

$ clisp -x "(+ 2 2)"

Marco的解决方案，lua（交互模式：）lua：

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

PHP（互动模式：）php -a：

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

Ruby（交互模式：irb；无需输出功能）：

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

指导（互动模式：）guile：

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

S-Lang（交互模式：slsh；不需要输出功能，只需一个;终止符）：

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

Tcl（交互模式：tclsh；但不需要输出功能expr）：

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

Javascript Shell：

$ 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
>

各种SQL：

SQLite（交互模式：）sqlite3：

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

MySQL的：

mysql -BNe 'select 1+1'

PostgreSQL：

psql -tAc 'select 1+1

_在mysql和postgres上的选项停止了“ ascii art”图像！

面向数学的专业语言：

普通模式下的R-可以生成1000个正常随机数并获得标准偏差并进行打印

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

R使用littler脚本-让pi平方打印

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

PARI / GP，一个广泛的计算机代数系统，用于数论，线性代数和许多其他事物

$ 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（一种高级解释语言，主要用于数值计算）

还支持复数：

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

Julia，用于科学和数值计算的高性能语言和解释器。

非交互式选项：

$ julia -E '2.5+3.7'
6.2

有很多计算方法。对于简单的表达式，您可以bash自己使用：

echo $((20+5))

或expr：

expr 20 + 5

对于复杂的情况，有一个很棒的工具bc：

echo "20+5" | bc

Btw，bc甚至可以计算具有根，对数，cos，sin等的非常复杂的表达式。

提到的解决方案适用于非常简单的计算，但容易出错。例子：

# 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

很容易注意到类似最后一个语法错误，但是带有丢弃的浮点部分的整数响应很容易被忽略，并导致错误的结果。

这就是为什么我总是使用像Lua这样的脚本语言的原因。但是，您可以选择任何您熟悉的脚本语言。我仅以Lua为例。优点是

• 熟悉的语法
• 熟悉的功能
• 熟悉的警告
• 灵活的输入
• 空间通常不重要
• 浮点输出

例子：

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

还没有人提到awk吗？

使用POSIX shell函数和awk数学功能，只需定义以下（一行）函数即可：

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

然后，只需执行喜欢的东西calc 1+1或calc 5/2

注意：要使该功能始终可用，请将其添加到〜/ .bashrc（或相应的Shell的启动文件）中

当然，一个名为“ calc”的小脚本具有以下内容：

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

也可以。

您可以使用bc。例如，

$ echo "25 + 5" | bc
30

或者bc <<< 25+5也可以。

或以交互方式，如果您想做的不仅仅是一个简单的计算：

$ 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

bc当其stdin和stdout都进入终端时，GNU的实现在启动时会打印该标头/版权信息。您可以使用（特定于GNU的）-q选项禁止显示。有关更多信息，请参见BC手册页。

您可以使用calc：

如果您只输入calc了其他参数，它将进入一个交互模式，您可以继续进行数学运算。您可以通过键入exit退出此命令：

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

或者您将其与表达式作为参数一起使用，它将提供答案，然后退出

$calc 2 + 4
    6
$

calc与相似bc，我喜欢它表现得更好的默认方式

我喜欢启动Python并将其用作交互式计算器（但同样，我是Python程序员）。

既然没有人提到过它，尽管它并不是严格意义上的计算器（但所有这些通用脚本语言也不都是），但我想提一下units：

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

或者，为了减少输出，您可以只获取$()分配给某物的数字：

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

它甚至可以进行温度转换

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

要在表达式中获得温度转换以进行进一步计算，请执行以下操作：

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

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

同样ghci，交互模式下的Glasgow-Haskell编译器（ghc --interactive而不是用来评估表达式-e）使“计算器”变得引人入胜：

$>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

我简直不敢读“ JavaScript的力量”（但是我不得不赞成其他部分的答案，当然除了perl。

实际上，对于整数运算就足够的简单情况，我使用buildin $（（...））并推荐使用。否则，几乎在所有情况下都回显“ ...”。公元前就足够了。

对于某些算术运算（如统计，矩阵运算等）R是更好的工具：

echo 25 + 5 | R --vanilla

对于小型数据集和图形丢弃结果，oocalc是一个不错的实用程序。

我使用了一个小的python脚本，它将评估一个python表达式并打印结果，然后我可以运行类似

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

脚本是：

#!/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')

不幸的是，我不记得我从哪里借来了大部分代码，因此我无法引用它。

Gnuplot

gnuplot-交互式绘图程序
按照上面的链接或在 gnuplot解释器中输入gnuplot提示形式。Gnuplot是一个用于绘制数据的程序，但也可以用于计算。它提供的优势是您可以定义功能或使用内置功能。help

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

根（或其他一些C解释器）

该ROOT系统提供了一组在一个非常有效的方式来处理和分析大量数据所需的所有功能OO框架...

你可以把它当作C解释，CINT，或者你可以使用一个很多很多其他的C解释。恕我直言，它庞大，复杂，强大，而且并不总是友好的，但也可以带来极大的满足感。

如果您真的不想听引述孔夫西奥（Confucio）的内在声音，并且准备打破方向盘上的（黄油）飞蝇，可以使用root。在这种情况下-l，必须避免显示启动屏幕...

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

对于整数算术（其中3/2 = 1）

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

*：和ksh93，yash

对于浮点运算（其中3/2 = 1.5）

• bash awk "BEGIN {print 10/3}" （低精度）
• bash echo "10/3"|bc -l （高精准度）
• fish math -s4 10/3
• zsh* echo $((10./3))

*：和ksh93，yash

当然，您可以将shell配置为使用awk并使用最少的类型，例如calc 10/3（请参阅有关如何对bash ¹和fish ^{2进行操作的说明}）。

建议使用bash的awk的主要原因是，它几乎已经预安装在所有与Unix相似的Unix操作系统上，并且相对轻巧（更人性化），输出比bc -l打印20十进制小得多，但它相对较轻但更人性化数字（尽管您当然可以调整awk以获得更多的十进制数字）。

笔记

（1）如何在bash中使用简化语法

将此bash函数添加到您的~/.bashrc：

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

（2）如何在fish中使用简化语法

创建一个calcfish函数（即名为的文本文件/home/ndemou/.config/fish/functions/calc.fish）：

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

对于控制台计算，我使用concalc。（sudo aptitude install concalc）

之后，只需键入concalc 并按回车即可。它不会提供提示，只是输入您的计算（不带空格）并按Enter键，然后在下一行为您提供数值。

SQLite：

echo 'select 1 + 1;' | sqlite3 

MySQL的：

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

PostgreSQL：

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

通过提供的程序使用GNU多精度算术库run-expr：

• 下载并解压缩（您将需要lzip）： tar -xvf gmp-5.1.3.tar.lz
• 在顶层目录中，./configure并且make（无需安装）
• 在演示/ expr中 make run-expr
• 我喜欢在~/bin目录中创建指向它的符号链接：ln -s /path/to/gmp/demos/expr/run-expr ~/bin/run-expr
• 添加别名以便于使用；例如alias calcf='run-expr -f'用于浮点评估

输出：

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

从run-expr.c文件：

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.

有关功能类差异和详细信息，请参见手册。