Linux 命令行下的数学运算

在Linux命令行环境下，有多种方法可以进行数学运算。以下是几种常用的方法：

1. 使用 expr 命令

expr 是一个简单的命令行计算器，可以进行基本的整数运算。

expr 5 + 3       # 加法
expr 10 - 4      # 减法
expr 3 \* 5      # 乘法(注意*需要转义)
expr 10 / 2      # 除法(整数除法)
expr 10 % 3      # 取模

2. 使用 bc 计算器

bc 是一个功能更强大的计算器，支持浮点运算和更复杂的数学函数。

echo "5 + 3" | bc           # 加法
echo "10.5 - 4.2" | bc      # 浮点减法
echo "3 * 5" | bc           # 乘法
echo "scale=2; 10 / 3" | bc # 除法(scale设置小数位数)
echo "10 % 3" | bc          # 取模
echo "sqrt(16)" | bc        # 平方根

3. 使用 $(( )) 算术扩展

bash内置的算术运算，只支持整数运算但速度很快。

echo $((5 + 3))      # 加法
echo $((10 - 4))     # 减法
echo $((3 * 5))      # 乘法
echo $((10 / 3))     # 除法(整数)
echo $((10 % 3))     # 取模
echo $((2 ** 3))     # 幂运算(2的3次方)

4. 使用 let 命令

let 是bash内置命令，用于执行算术运算。

let "result=5 + 3"
echo $result

5. 使用 awk

awk 也可以用于数学计算，特别适合处理文本中的数值。

awk 'BEGIN {print 5 + 3}'       # 加法
awk 'BEGIN {print 10.5 - 4.2}'  # 浮点减法
awk 'BEGIN {print 3 * 5}'       # 乘法
awk 'BEGIN {print 10 / 3}'      # 浮点除法

6. 使用 python 或 perl

对于更复杂的计算，可以调用脚本语言：

python -c "print(5 + 3)"
perl -e 'print 5 + 3'

高级运算示例

# 计算圆周率(使用bc)
echo "scale=10; 4*a(1)" | bc -l  # a(1)是arctan(1)=π/4

# 计算自然对数(使用bc)
echo "l(10)" | bc -l             # l()是自然对数

# 计算正弦值(使用bc)
echo "s(3.14159/2)" | bc -l      # s()是正弦函数

选择哪种方法取决于你的具体需求：简单的整数运算可以使用expr或$(( ))，浮点运算需要使用bc或awk，复杂运算可能需要调用脚本语言。