shell中用bc进行浮点运算

Bash 不能处理浮点运算, 并且缺乏特定的一些操作,这些操作都是一些重要的计算功能.幸运的是, bc  可以解决这个问题. bc 不仅仅是个多功能灵活的精确的工具, 而且它还提供许多编程语言才具备的一些方便的功能.   因为它是一个完整的 UNIX 工具, 所以它可以用在 管道 中,  bc  在脚本中也是很常用的.

 

这里有一个简单的使用 bc 命令的模版可以用来在计算脚本中的变量. 用在命令替换 中.

variable=$(echo "OPTIONS; OPERATIONS" | bc) 

如：interest_rate=$(echo "scale=9; $interest_r/12 + 1.0" | bc)

 以前一直以为bc做了不了浮点运算，虽然他能结算类似
13.4*45.6
的乘法，但是在计算除法的时候，无论你输入
5/3
还是
5/3.0
得到的结果都是
1

我也没有去看man手册，今天无意中发现了ibase这个变量，是bc使用的一个变量，表示输入的数字的进制，比如ibase=8，表示你输入的数是8进制的。
这让我很好奇，于是去看了man手册，原来他是可以做浮点除法的，只是默认不输出小数点后面的值，它同样采用了一个变量来控制－－scale，其值表示输出多少位小数。另外一个和ibase对应的变量是obase，表示结果输出采用什么进制，默认是10进制。 
给出几个例子，大家一看就明白了。

[root@lancy bin]# echo "2.5*3.4" |bc
8.5
[root@lancy bin]# echo "5/3; 5/3.1" |bc
1
1
[root@lancy bin]# echo "scale=2; 5/3" |bc
1.66
[root@lancy bin]# echo "ibase=10;obase=2; 4*6"|bc
11000
[root@lancy bin]# echo "ibase=2; 110*101; obase=10" |bc
30
[root@lancy bin]# echo "ibase=2; 11110; obase=2" |bc
30

1. 用bc来处理计算（包括整型和浮点计算）

bc – An arbitrary precision calculator language
(1). 通常在Bash脚本中使用bc的范例格式为：
variable=$(echo “OPTIONS; OPERATIONS” | bc [options]) 即：echo “[选项];操作” | bc [选项]
(2). 在下面的脚本中，提到在第一个选项中，“scale”变量表示输出中小数点后的精度，可以用于控制计算结果的精度；“ibase”和“obase”分别表示输入和输出数据的进制，可以用于数值进制的转换。
(3). 浮点数的比较，如“if [ $(echo "$big > $small" | bc) -eq 1 ]”，将一个逻辑判断式用管道传给bc。如果结果为真则输出1，否则输出0，然后就可以利用这个结果进行进一步的操作了。
(4). bc本来是用一个文件作为输入进行计算的（后面也有演示），所以可以将很复杂的计算写到文件中，然后让bc工具去处理到处计算结果。
注意一下：在使用除法运算符/时，要想保留小数，需要自己设置scale，否则默认时scale，小数点后时0位。

2. 使用awk来处理浮点计算和浮点数比较

不解释过多了，写了示例脚本如下，看懂了这个就会知道怎么处理浮点计算和浮点数比较了。

复制代码代码如下:

#!/bin/bash
# author: Jay
# some examples for playing with floating point number.

# basic usage of 'bc' tool in Bash.
a=3.33
b=3.3
c=$(echo "$a + $b" | bc)
d=$(echo "$a * $b" | bc)
e=$(echo "scale=5; $a / $b" | bc)
echo "c=a+b=$a+$b=$c"
echo "d=a*b=$a*$b=$d"
echo "e=a/b=$a/$b=$e"

# "-l" parameter for 'bc' means using math library.
pi=$(echo "scale=10; 4*a(1)" | bc -l)
s=$(echo "s($pi/6)" | bc -l)
echo "pi=$pi"
echo "s=sin(pi/6)=$s"

# use more options of 'bc' tool
r=$(echo 'ibase=10;obase=2; 15+16' | bc)
echo "binary of (15+16) is $r"

# comparison for floating point numbers using 'bc'
big=100
small=99.9
if [ $(echo "$big > $small" | bc) -eq 1 ]; then
        echo "$big is bigger than $small"
fi

# deal with floating point numbers with 'awk' language
echo $(awk -v x=10 -v y=2.5 'BEGIN {printf "10/2.5=%.2f\n",x/y}')
v=$(echo $big $small | awk '{ printf "%0.8f\n" ,$1/$2}')
echo "$big / $small = $v"

echo $big $small | awk '{if($1>$2) {printf"%f > %f\n",$1,$2} else {printf"%f <%f\n",$1,$2}}'

执行的结果如下：

复制代码代码如下:

master@jay-linux:~/workspace/mygit/shell/sh2012$ ./floating-point.sh
c=a+b=3.33+3.3=6.63
d=a*b=3.33*3.3=10.98
e=a/b=3.33/3.3=1.00909
pi=3.1415926532
s=sin(pi/6)=.49999999994373819220
binary of (15+16) is 11111
100 is bigger than 99.9
10/2.5=4.00
100 / 99.9 = 1.00100100
100.000000 > 99.900000

另外，bc处理一个文件中的计算逻辑，演示如下：

复制代码代码如下:

master@jay-linux:~/workspace/mygit/shell/sh2012$ cat temp.bc
3+8
3/8
scale=2; 3/8

master@jay-linux:~/workspace/mygit/shell/sh2012$ bc -q temp.bc
11
0
.37

bc是强大的工具，请“man bc”查看详情；同样，请“man awk”。