Linux下计算命令: 求和、求平均值、求最值 - 运维笔记

 

在Linux系统下，经常会有一些计算需求，那么下面就简单梳理下几个常用到的计算命令

一、bc 命令
bc命令是一种支持任意精度的交互执行的计算器语言。bash内置了对整数四则运算的支持，但是并不支持浮点运算，而bc命令可以很方便的进行浮点运算，当然整数运算也不再话下
常用参数选项：
-i：强制进入交互式模式；
-l：定义使用的标准数学库；
-w：对POSIX bc的扩展给出警告信息；
-q：不打印正常的GNU bc环境信息；
-v：显示指令版本信息；
-h：显示指令的帮助信息。

在bc工作环境下，可以使用以下计算符号：
+    加法
-     减法
*    乘法
/     除法
^    指数
%   余数
其中，在做“除法计算”或“余数计算”时，可以使用scale指定小数点之后的位数(默认为0，即整数）

实例说明：

[root@slave-server ~]# bc -v
bc 1.06.95
Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006 Free Software Foundation, Inc.
[root@slave-server ~]# bc <<< 5*4  
20
[root@slave-server ~]# bc <<< 5+4  
9
[root@slave-server ~]# bc <<< 50-14  
36
[root@slave-server ~]# bc <<< 50/10
5
[root@slave-server ~]# bc <<< 50/3
16
[root@slave-server ~]# bc <<< 3^3
27

如下，进入交互模式：也可以一行输入多个计算，用逗号;相隔。

[root@slave-server ~]# 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'. 
3+10
13
10-5
5
10*10
100
10^2
100
10/2
5
10/3
3
scale=4
10/3
3.3333
10%3
.0001
3+4;5*2;5^2;18/4 
7
10
25
4.5000
10^3;100+50;4000-598;33*8;899/34
1000
150
3402
264
26.4411

以上是使用交互的计算，也可以不进行交互而直接计算出结果。
结合echo 和 "|" 符合
[root@slave-server ~]# echo "(6+3)*2" |bc
18
[root@slave-server ~]# echo 15/4 |bc
3
[root@slave-server ~]# echo "scale=2;15/4" |bc
3.75
[root@slave-server ~]# echo "scale=2;100/30*100-98;20+45;90-70;15^2" |bc
235.00
65
20
225
[root@slave-server ~]# echo "3+4;5*2;5^2;18/4" |bc
7
10
25
4
bc除了scale来设定小数位之外，还有ibase和obase来其它进制的运算
如下实例：
将16进制的A7输出为10进制, 注意，英文只能大写
[root@slave-server ~]# echo "ibase=16;A7" |bc
167
将2进制的11111111转成10进制
[root@slave-server ~]# echo "ibase=2;11111111" |bc
255
输入为16进制，输出为2进制
[root@slave-server ~]# echo "ibase=16;obase=2;B5-A4" |bc
10001

除此之外bc后可以接文件名（指定包含计算任务的文件）

[root@slave-server ~]# cat calc.txt
20+89
56-17
34*45
30/8
2^5
scale=5
100/3
200%17
[root@slave-server ~]# bc calc.txt
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'. 
109
39
1530
3
32
33.33333
.00010

不打印正常的GNU信息
[root@slave-server ~]# bc -q calc.txt
109
39
1530
3
32
33.33333
.00010

[root@slave-server ~]# bc -q < calc.txt
109
39
1530
3
32
33.33333
.00010
[root@slave-server ~]#

也可以使用HERE 命令

[root@slave-server ~]# bc << HERE 
> 30+56
> 30-14
> 30*5
> scale=3
> 30/7
> 10%3
> 2^7
HERE
86
16
150
4.285
.001
128

可以使用内置的变量last引用上一次的结果

[root@slave-server ~]# echo "50*4;last+100" | bc  
200
300

last也可以用点号代替

[root@slave-server ~]# echo "50*4;.+100" | bc  
200
300

脚本模拟计算器

[root@slave-server ~]# cat bc.sh 
#!/bin/bash 
bc << EOF  
scale=2  
$@  
EOF
[root@slave-server ~]# chmod 755 bc.sh
[root@slave-server ~]# ./bc.sh 10*2
20
[root@slave-server ~]# ./bc.sh 10+32
42
[root@slave-server ~]# /bin/bash bc.sh 100/3
33.33
[root@slave-server ~]# /bin/bash -x bc.sh 100%13
+ bc
.03

二、expr 命令
expr命令不光能计算加减乘除，还有很多表达式都可以计算出结果。
不过有一点需要注意，在计算加减乘除时，不要忘了使用空格和转义。
实例说明：

[root@slave-server ~]#  expr 6 + 3                //注意中间都有空格
9
[root@slave-server ~]# expr 2 \* 3                //注意乘法符号*前面有转义符号
6
[root@slave-server ~]# expr 14 % 9 
5
[root@slave-server ~]# a=3
[root@slave-server ~]# expr $a + 5     //注意有变量，有空格
8
[root@slave-server ~]# a=`expr 4 + 2`
[root@slave-server ~]# echo $a
6

expr对于字串的操作（计算）也很方便

[root@slave-server ~]# expr length "yangzhigang.cublog.cn" 
21

从位置处抓取字串

[root@slave-server ~]# expr substr "yangzhigang.cublog.cn" 1 11
yangzhigang

字串开始处

[root@slave-server ~]# expr index "yangzhigang.cublog.cn" cu
13

三、echo命令
echo用来进行回显，是周知的事。上面也配合bc来进行计算。其实echo也可以单独进行简单的计算

[root@slave-server ~]# echo $((3+5))
8
[root@slave-server ~]# echo $(((3+5)*2))
16

echo还可以进行变量的计算

[root@slave-server ~]# a=10
[root@slave-server ~]# b=5
[root@slave-server ~]# echo $(($a+$b))
15
[root@slave-server ~]# echo $a+$b
10+5
[root@slave-server ~]# echo $a+$b |bc
15

计算前天的日期

[root@slave-server ~]# echo `date +%Y%m%d`
20170204
[root@slave-server ~]# echo `date +%Y%m%d`-2
20170204-2
[root@slave-server ~]# echo `date +%Y%m%d`-2 |bc
20170202

四、AWK命令
awk在处理文件的时，可以进行运算，那当然也可以单单用来计算了

[root@slave-server ~]# awk 'BEGIN{a=3+2;print a}'
5
[root@slave-server ~]# awk 'BEGIN{a=(3+2)*2;print a}'
10
[root@slave-server ~]# awk 'BEGIN{a=(3+2)*2;b=(5+8)*10/5;print a,b}'
10 26
[root@slave-server ~]# awk 'BEGIN{a=(3+2)*2;b=(5+8)*10/5;print 2a,3b}'
210 326
[root@slave-server ~]# awk 'BEGIN{a=(3+2)*2;b=(5+8)*10/5;c=5^2;print a,b,3c}'
10 26 325

                                                                                                                            

求和、平均值、最值
[root@redis-server1 ~]# cat a
1
2
3
4
5
2333

0) 求和
[root@redis-server1 ~]# awk '{a+=$1}END{print a}' a
2348

1) 求最大值
[root@redis-server1 ~]# awk '$0>a{a=$0}END{print a}' a
2333

2) 求最小值（思路：先定义一个最大值）
[root@redis-server1 ~]# awk 'BEGIN{a=9999999}{if($1<a) a=$1 fi}END{print a}' a
1

3)求平均值
第一种方法：在上面求和的基础上，除以参数个数
[root@redis-server1 ~]# awk '{a+=$1}END{print a/NR}' a
391.333

第二种方法：写脚本
[root@redis-server1 ~]# cat avg.sh

#!/bin/bash
let sum=0
for num in $*;do
let sum=$sum+$num
done
echo "scale=3;$sum/$#"|bc

[root@redis-server1 ~]# chmod 755 avg.sh
[root@redis-server1 ~]# ./avg.sh `cat a`
391.333

[root@redis-server1 ~]# ./avg.sh 40 45 60
48.333
.....................
$? 上一个命令结果的返回值，0是正确，非0是错误的
$0 当前程序名
$n 命令行参数，比如$1是第一个参数，$2是第二个参数，$3是第三个参数.....
$# 命令行参数的个数
$* 格式形如$1 $2 $3 $4 ... $n
$@ 格式形如"$1" "$2" "$3" "$4" ... "$n"

                                                     示例一                                                   
[root@redis-server1 ~]# cat a.txt
A 88
B 78
B 89
C 44
A 98
C 433

取得结果为：[root@redis-server1 ~]# cat a.txt|awk -F" " '{print $1}'|sort|uniq
A
B
C

第一种方法：
[root@redis-server1 ~]# cat a.txt|awk -F" " '{print $1}'|sort|uniq
A
B
C
[root@redis-server1 ~]# for i in `cat a.txt|awk -F" " '{print $1}'|sort|uniq`;do cat a.txt|grep $i|xargs;done
A 88 A 98
B 78 B 89
C 44 C 433
[root@redis-server1 ~]# for i in `cat a.txt|awk -F" " '{print $1}'|sort|uniq`;do cat a.txt|grep $i|xargs;done|awk '{print $1,$2,$4}'
A 88 98
B 78 89
C 44 433

[root@redis-server1 ~]# for i in `cat a.txt|awk -F" " '{print $1}'|sort|uniq`;do cat a.txt|grep $i|xargs;done|awk -F" " '{print $1":",$2":",$4}'
A: 88: 98
B: 78: 89
C: 44: 433

第二种方法：
[root@redis-server1 ~]# awk '{a[$1]=a[$1]" "$2}END{for(i in a)print i,a[i]}' a.txt |awk '{print $1":",$2";",$3}'
A: 88; 98
B: 78; 89
C: 44; 433

                                                     示例二                                                  
[root@redis-server1 ~]# cat b.txt
123 444
23 888
455 45
55 367
66 100
77 89

对上面b.txt文件里的两列数字分别求和，求平均值
[root@redis-server1 ~]# awk '{a+=$1;b+=$2}END{print a,b}' b.txt
799 1933
[root@redis-server1 ~]# awk '{a+=$1;b+=$2}END{print a":",b}' b.txt
799: 1933
[root@redis-server1 ~]# awk '{a+=$1;b+=$2}END{print a":"b}' b.txt
799:1933

[root@redis-server1 ~]# awk '{a+=$1;b+=$2}END{print a/NR,b/NR}' b.txt
133.167 322.167
[root@redis-server1 ~]# awk '{a+=$1;b+=$2}END{print a/NR":",b/NR}' b.txt
133.167: 322.167
[root@redis-server1 ~]# awk '{a+=$1;b+=$2}END{print a/NR":"b/NR}' b.txt
133.167:322.167

                                 使用awk排除第一行和第二行的数据                                 

如查看本机所有进程cpu的百分比总和
[root@kevin ~]# ps auxw|awk '{print $3}'
%CPU
0.0
0.0
0.0
0.0
....
1.2
0.0
0.0
 
[root@kevin ~]# ps auxw|awk '{print $3}'|wc -l
145
 
由于第一行有"%CPU"，所以需要将结果中的第一行字符去掉
[root@kevin ~]# ps auxw|awk '{if (NR>1){print $4}}'
.....
0.0
0.0
0.0
0.0
....
1.2
0.0
0.0
 
[root@kevin ~]# ps auxw|awk '{if (NR>1){print $4}}'|wc -l
144
 
如果是去掉结果中的第一行，第二行和第三行，则只需要"NR>3"即可
[root@kevin ~]# ps auxw|awk '{if (NR>2){print $4}}'

                                                示例：条件判断                                            

[root@master-node ~]# cat aa.txt
123 root 
345 wangshibo
456 opt
789 nginx
100 wangshibo
200 huanqiu
300 hqtime

打印aa.txt文件中第二列包含wang字符的内容
[root@master-node ~]# awk '$2~/wang/ {print $0}' aa.txt
345 wangshibo
100 wangshibo

打印aa.txt文件中第二列不包含wang字符的内容
[root@master-node ~]# awk '$2 !~/wang/ {print $0}' aa.txt
123 root 
456 opt
789 nginx
200 huanqiu
300 hqtime

打印aa.txt文件中第二列以wang字符开头的内容
[root@master-node ~]# awk '$2~/^wang/ {print $0}' aa.txt
345 wangshibo
100 wangshibo

打印aa.txt文件中第二列以bo字符结尾的内容
[root@master-node ~]# awk '$2~/bo$/ {print $0}' aa.txt
345 wangshibo
100 wangshibo

打印aa.txt文件中第二列是wangshibo的内容（精确匹配）
[root@master-node ~]# awk '$2=="wangshibo" {print $0}' aa.txt
345 wangshibo
100 wangshibo

打印aa.txt文件中第二列不是wangshibo的内容
[root@master-node ~]# awk '$2!="wangshibo" {print $0}' aa.txt
123 root 
456 opt
789 nginx
200 huanqiu
300 hqtime

打印aa.txt文件中第一列数字大于500的内容
[root@master-node ~]# awk '$1>500 {print $0}' aa.txt
789 nginx

打印aa.txt文件中第一列数字大于500且第二列是wangshibo的内容
[root@master-node ~]# awk '$1<200 && $2=="wangshibo" {print $0}' aa.txt
100 wangshibo

打印aa.txt文件中第一列数字大于500或是第二列是wangshibo的内容
[root@master-node ~]# awk '$1<200 || $2=="wangshibo" {print $0}' aa.txt
123 root 
345 wangshibo
100 wangshibo

                     示例：输入几个数，自动计算出最大值，最小值，总和                         

[root@test2 ~]# cat test1.sh 
#!/bin/bash
#任意输入5个数，判断最大值，最小值，总和

s=0
read -p "please input:" num

s=$(($s+$num))
max=$num
min=$num
for i in `seq 4`
do 
      read -p "please input:" num
      s=$(($s+$num))
      
      if [ $num -le $min ];then
        min=$num
      fi

      if [ $num -ge $max ];then
         max=$num
      fi

done
echo sum:$s max:$max min:$min

[root@test2 ~]# /bin/bash test1.sh
please input:12
please input:13
please input:14
please input:15
please input:16
sum:70 max:16 min:12

=================================================================================

[root@test2 ~]# cat test2.sh 
#!/bin/bash
#任意输入3个数，判断最大值，最小值，总和

s=0
n=0
for i in `seq 3`
do 
      read -p "please input:" num
       expr  ${num}  +  0  1>/dev/null  2>&1  
       if   [   $?   -eq   0   ];then   
       echo   "${num}   is   a   number!"   
       else   
       echo   "${num}   is   not   a   number!"  
       exit 
        fi   

        
      s=$(($s+$num))
      [ $n -eq 0 ] && max=$num && min=$num
      n=$(($n+1))
       
      if [ $num -le $min ];then
        min=$num
      fi

      if [ $num -ge $max ];then
         max=$num
      fi

done
echo sum:$s max:$max min:$min n:$n

[root@test2 ~]# /bin/bash test2.sh
please input:123
123   is   a   number!
please input:567
567   is   a   number!
please input:512
512   is   a   number!
sum:1202 max:567 min:123 n:3