如何在 bash 中使用浮点运算？

你不能。 bash only 处理整数；您必须委托给 bc 等工具。

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你可以这样做：

bc <<< 'scale=2; 100/3'
33.33

更新 20130926：您可以使用：

bc -l <<< '100/3' # saves a few hits
33.33333333333333333333

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重击

正如其他人所指出的，bash 不支持浮点运算，尽管您可以使用一些固定的小数技巧来伪造它，例如使用两个小数：

echo $(( 100 * 1 / 3 )) | sed -e 's/..$/.&/;t' -e 's/.$/.0&/'

输出：

.33

有关类似但更简洁的方法，请参见 Nilfred's answer。

备择方案

除了提到的 bc 和 awk 备选方案外，还有以下备选方案：

夹子

clisp -x '(/ 1.0 3)'

清理输出：

clisp --quiet -x '(/ 1.0 3)'

或通过 stdin：

echo '(/ 1.0 3)' | clisp --quiet | tail -n1

直流

echo 2k 1 3 /p | dc

天才cli计算器

echo 1/3.0 | genius

鬼脚本

echo 1 3 div = | gs -dNODISPLAY -dQUIET | sed -n '1s/.*>//p' 

gnuplot

echo 'pr 1/3.' | gnuplot

图像魔术

convert xc: -format '%[fx:1/3]' info:

或通过 stdin：

echo 1/3 | { convert xc: -format "%[fx:$(cat)]" info:; }

jq

jq -n 1/3

或通过 stdin：

echo 1/3 | jq -nf /dev/stdin

克什

echo 'print $(( 1/3. ))' | ksh

lua

lua -e 'print(1/3)'

或通过标准输入：

echo 'print(1/3)' | lua

最大值

echo '1/3,numer;' | maxima

清理输出：

echo '1/3,numer;' | maxima --quiet | sed -En '2s/[^ ]+ [^ ]+ +//p'

节点

echo 1/3 | node -p

八度

echo 1/3 | octave

perl

echo print 1/3 | perl

蟒蛇2

echo print 1/3. | python2

蟒蛇3

echo 'print(1/3)' | python3

R

echo 1/3 | R --no-save

清理输出：

echo 1/3 | R --vanilla --quiet | sed -n '2s/.* //p'

红宝石

echo puts 1/3.0 | ruby

单位

units 1/3

紧凑的输出：

units --com 1/3

计算

echo 1/3 | wcalc

清理输出：

echo 1/3 | wcalc | tr -d ' ' | cut -d= -f2

zsh

print $(( 1/3. ))

或通过 stdin：

echo 'print $(( 1/3. ))' | zsh

其他来源

Stéphane Chazelas answered a similar question 在 UL 上。

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稍微改进一下马文的答案：

RESULT=$(awk "BEGIN {printf \"%.2f\",${IMG_WIDTH}/${IMG2_WIDTH}}")

bc 并不总是以安装包的形式出现。

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您可以通过 -l 选项（L 字母）使用 bc

RESULT=$(echo "$IMG_WIDTH/$IMG2_WIDTH" | bc -l)

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作为 bc 的替代方法，您可以在脚本中使用 awk。

例如：

echo "$IMG_WIDTH $IMG2_WIDTH" | awk '{printf "%.2f \n", $1/$2}'

在上面，“%.2f”告诉 printf 函数返回一个小数点后两位的浮点数。我使用 echo 将变量作为字段通过管道传递，因为 awk 在它们上正常运行。 “ $1 ”和“ $2 ”指的是输入到 awk 的第一个和第二个字段。

您可以使用以下方法将结果存储为其他变量：

RESULT = `echo ...`

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好吧，在浮点数之前是使用固定小数逻辑的时代：

IMG_WIDTH=100
IMG2_WIDTH=3
RESULT=$((${IMG_WIDTH}00/$IMG2_WIDTH))
echo "${RESULT:0:-2}.${RESULT: -2}"
33.33

最后一行是 bashim，如果不使用 bash，请尝试以下代码：

IMG_WIDTH=100
IMG2_WIDTH=3
INTEGER=$(($IMG_WIDTH/$IMG2_WIDTH))
DECIMAL=$(tail -c 3 <<< $((${IMG_WIDTH}00/$IMG2_WIDTH)))
RESULT=$INTEGER.$DECIMAL
echo $RESULT
33.33

代码背后的基本原理是：在除法之前乘以 100 得到 2 位小数。

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现在是尝试 zsh 的最佳时机，zsh 是一个（几乎）bash 超集，它具有许多其他不错的功能，包括浮点数学。这是您在 zsh 中的示例：

% IMG_WIDTH=1080
% IMG2_WIDTH=640
% result=$((IMG_WIDTH*1.0/IMG2_WIDTH))
% echo $result
1.6875

这篇文章可能会对您有所帮助：bash - Worth switching to zsh for casual use?

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如果您找到了您偏好的变体，您也可以将它包装到一个函数中。

在这里，我将一些 bashism 包装到 div 函数中：

一个班轮：

function div { local _d=${3:-2}; local _n=0000000000; _n=${_n:0:$_d}; local _r=$(($1$_n/$2)); _r=${_r:0:-$_d}.${_r: -$_d}; echo $_r;}

或多行：

function div {
  local _d=${3:-2}
  local _n=0000000000
  _n=${_n:0:$_d}
  local _r=$(($1$_n/$2))
  _r=${_r:0:-$_d}.${_r: -$_d}
  echo $_r
}

现在你有了这个功能

div <dividend> <divisor> [<precision=2>]

并像使用它一样

> div 1 2
.50

> div 273 123 5
2.21951

> x=$(div 22 7)
> echo $x
3.14

更新我添加了一个小脚本，它为您提供 bash 浮点数的基本操作：

用法：

> add 1.2 3.45
4.65
> sub 1000 .007
999.993
> mul 1.1 7.07
7.7770
> div 10 3
3.
> div 10 3.000
3.333

这里的脚本：

#!/bin/bash
__op() {
        local z=00000000000000000000000000000000
        local a1=${1%.*}
        local x1=${1//./}
        local n1=$((${#x1}-${#a1}))
        local a2=${2%.*}
        local x2=${2//./}
        local n2=$((${#x2}-${#a2}))
        local n=$n1
        if (($n1 < $n2)); then
                local n=$n2
                x1=$x1${z:0:$(($n2-$n1))}
        fi
        if (($n1 > $n2)); then
                x2=$x2${z:0:$(($n1-$n2))}
        fi
        if [ "$3" == "/" ]; then
                x1=$x1${z:0:$n}
        fi
        local r=$(($x1"$3"$x2))
        local l=$((${#r}-$n))
        if [ "$3" == "*" ]; then
                l=$(($l-$n))
        fi
        echo ${r:0:$l}.${r:$l}
}
add() { __op $1 $2 + ;}
sub() { __op $1 $2 - ;}
mul() { __op $1 $2 "*" ;}
div() { __op $1 $2 / ;}

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它不是真正的浮点数，但如果你想要设置多个结果的东西，那么一次调用 bc ......

source /dev/stdin <<<$(bc <<< '
d='$1'*3.1415926535897932384626433832795*2
print "d=",d,"\n"
a='$1'*'$1'*3.1415926535897932384626433832795
print "a=",a,"\n"
')

echo bc radius:$1 area:$a diameter:$d

计算半径为 $1 的圆的面积和直径

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在某些情况下您不能使用 bc，因为它可能根本不存在，例如在某些精简版的 busybox 或嵌入式系统中。在任何情况下，限制外部依赖总是一件好事，因此您始终可以在除以（分子）的数字上加零，这与乘以 10 的幂相同（您应该根据您需要的精度），这将使除法输出一个整数。一旦你有了那个整数，就把它当作一个字符串，并定位小数点（从右到左移动它）的次数等于你乘以分子的十次方。这是仅使用整数获得浮点结果的简单方法。

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虽然您不能在 Bash 中使用浮点除法，但您可以使用定点除法。您需要做的就是将整数乘以 10 的幂，然后除掉整数部分并使用模运算得到小数部分。根据需要四舍五入。

#!/bin/bash

n=$1
d=$2

# because of rounding this should be 10^{i+1}
# where i is the number of decimal digits wanted
i=4
P=$((10**(i+1)))
Pn=$(($P / 10))
# here we 'fix' the decimal place, divide and round tward zero
t=$(($n * $P / $d + ($n < 0 ? -5 : 5)))
# then we print the number by dividing off the interger part and
# using the modulo operator (after removing the rounding digit) to get the factional part.
printf "%d.%0${i}d\n" $(($t / $P)) $(((t < 0 ? -t : t) / 10 % $Pn))

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对于那些试图用接受的答案计算百分比但正在失去精度的人：

如果你运行这个：

echo "scale=2; (100/180) * 180" | bc

您只得到 99.00，这正在失去精度。

如果你这样运行它：

echo "result = (100/180) * 180; scale=2; result / 1" | bc -l

现在您得到 99.99。

因为您仅在打印时进行缩放。

请参阅here

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如何在 bash 中进行浮点计算：

不像 most-upvoted examples 之一那样在 bc 命令中使用“here strings”(<<<)，这是我最喜欢的 bc 浮点示例，直接来自 {4 的 EXAMPLES 部分} 手册页（有关手册页，请参见 man bc）。

在我们开始之前，知道 pi 的方程是：pi = 4*atan(1)。下面的 a() 是 atan() 的 bc 数学函数。

这是如何将浮点计算的结果存储到 bash 变量中的方法——在本例中，存储到一个名为 pi 的变量中。请注意，在这种情况下， scale=10 将精度的小数位数设置为 10。此位置之后的任何十进制数字都将被截断。 pi=$(echo "scale=10; 4*a(1)" | bc -l) 现在，为了有一行代码也打印出这个变量的值，只需将 echo 命令添加到末尾一个后续命令，如下。注意截断小数点后 10 位，按照命令： pi=$(echo "scale=10; 4*a(1)" | bc -l); echo $pi 3.1415926532 最后，让我们进行一些舍入。在这里，我们将使用 printf 函数四舍五入到小数点后 4 位。请注意，3.14159... 现在四舍五入为 3.1416。由于我们是四舍五入，我们不再需要使用 scale=10 来截断到小数点后 10 位，因此我们将删除该部分。这是最终解决方案： pi=$(printf %.4f $(echo "4*a(1)" | bc -l));回声 $pi 3.1416

这是上述技术的另一个非常棒的应用和演示：测量和打印运行时。

（另见my other answer here）。

请注意，dt_min 从 0.01666666666... 舍入到 0.017：

start=$SECONDS; sleep 1; end=$SECONDS; dt_sec=$(( end - start )); dt_min=$(printf %.3f $(echo "$dt_sec/60" | bc -l)); echo "dt_sec = $dt_sec; dt_min = $dt_min"
dt_sec = 1; dt_min = 0.017

有关的：

[我的回答] https://unix.stackexchange.com/questions/52313/how-to-get-execution-time-of-a-script-effectively/547849#547849

[我的问题] bash 中的三个左尖括号（`<<<`）是什么意思？

https://unix.stackexchange.com/questions/80362/what-does-mean/80368#80368

https://askubuntu.com/questions/179898/how-to-round-decimals-using-bc-in-bash/574474#574474

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我知道它很旧，但太诱人了。所以，答案是：你不能……但你可以。让我们试试这个：

$IMG_WIDTH=1024
$IMG2_WIDTH=2048

$RATIO="$(( IMG_WIDTH / $IMG2_WIDTH )).$(( (IMG_WIDTH * 100 / IMG2_WIDTH) % 100 ))"

像这样，您在该点之后得到 2 位数字，在纯 bash 中被截断（称为四舍五入）（无需启动其他进程）。当然，如果您只需要在该点之后只需要一位数，则乘以 10 并取模 10。

这是做什么的：

第一个 $((...)) 进行整数除法；

第二个 $((...)) 对大 100 倍的东西进行整数除法，基本上将您的 2 位数字移到该点的左侧，然后 (%) 通过取模只得到这 2 位数字。

奖励曲目：在我的笔记本电脑上，bc 版本 × 1000 用时 1.8 秒，而纯 bash 版本用时 0.016 秒。

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使用计算。这是我找到的最简单的例子：

计算 1+1

 2

计算 1/10

 0.1

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** bash/shell 中的注入安全浮点数学运算 **

注意：此答案的重点是为在 bash（或其他 shell）中执行数学的注入安全解决方案提供想法。当然，同样可以使用，稍作调整以执行高级字符串处理等。

所提出的大多数解决方案都是使用外部数据（变量、文件、命令行、环境变量）即时构建小脚本。外部输入可用于向引擎注入恶意代码，其中很多

下面是使用各种语言执行基本数学计算的比较，其中结果为浮点数。它计算 A + B * 0.1（作为浮点数）。

所有解决方案都尝试避免创建极难维护的动态脚本，而是使用静态程序，并将参数传递给指定的变量。他们将安全地处理带有特殊字符的参数 - 减少代码注入的可能性。例外是不提供输入/输出设施的“BC”

例外是'bc'，它不提供任何输入/输出，所有数据都来自标准输入中的程序，所有输出都进入标准输出。所有计算都在沙箱中执行，不允许副作用（打开文件等）。理论上，注射是设计安全的！

A=5.2
B=4.3

# Awk: Map variable into awk
# Exit 0 (or just exit) for success, non-zero for error.
#
awk -v A="$A" -v B="$B" 'BEGIN { print A + B * 0.1 ; exit 0}'

# Perl
perl -e '($A,$B) = @ARGV ; print $A + $B * 0.1' "$A" "$B"

# Python 2
python -c 'import sys ; a = float(sys.argv[1]) ; b = float(sys.argv[2]) ; print a+b*0.1' "$A" "$B"

# Python 3
python3 -c 'import sys ; a = float(sys.argv[1]) ; b = float(sys.argv[2]) ; print(a+b*0.1)' "$A" "$B"

# BC
bc <<< "scale=1 ; $A + $B * 0.1"

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股息 = 除数 × 商 + 余数

让我们计算商和余数。以及将这些字符串连接到一个变量中。

bar=1234 \
&& divisor=1000 \
    && foo=$(printf "%s.%s" $(( bar / divisor )) $(( bar % divisor ))) \
    && printf "bar is %d miliseconds or %s seconds\n" $bar $foo

输出：bar is 1234 miliseconds or 1.234 seconds

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这是 awk 命令：-F = 字段分隔符 == +

echo "2.1+3.1" |  awk -F "+" '{print ($1+$2)}'

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正如其他人所指出的，bash 没有内置的浮点运算符。

您可以在 bash 中实现浮点，即使不使用 bc 和 awk 等计算器程序或任何外部程序。

我在我的项目 shellmath 中正是这样做的，分三个基本步骤：

将数字分解成整数和小数部分使用内置整数运算符分别处理部分，同时注意位值和携带结果重组

作为预告，我添加了一个演示脚本，它使用以 x=0 为中心的泰勒级数计算 e。

如果你有时间，请检查一下。我欢迎您的反馈！

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你需要输出有多精确？如果您的用例已经可以接受通过分箱的近似值，您甚至可以更进一步并利用 POSIX 退出代码 [0:256)（所有其他整数都返回到该范围）。

例如：在 gawk/nawk/mawk-1 中，它已经让我的纪元秒数下降到整数级别，但我想扩展它以提取接近毫秒的精度但又不过分迂腐，我在 POSIX shell 中运行此命令

exit $(( 10#` gdate +%5N ` * 256 / 100000 ))

直接将代表 gnu-date 的 0.xxxxxx 输出的 5 位整数分配到 256 个 bin 中的 1 个，然后在 awk 获得 system() 调用的退出代码（即所选 bin #）后取消该 256。我发现这种方法的开销比使用完整的 getline 调用要低。

此方法还直接将输出捕获到 POSIX 退出代码中，而不需要额外的终端打印输出。

（shell 算术 auto floors it to integer 如果这样写而不是 * 0.0256）。放在一个 awk 函数中，它会类似于这样。 10# 强制以 10 为基数，以防止 posix shell 将“01733”解释为八进制数。

function msecs() {     # n x 2**-8 = n divided by 256

    return 2^-8 * \
           system( "exit \44\50\50 "      \
                   " 10\43\140 gdate \53"  \
                   "%5N\140 \52 " \
                   "256 \57 100000 \51\51" )
}

对于我自己的代码，我应用了另外 0.6% 的理发来考虑外壳开销。

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Bash 可以在没有任何其他程序的情况下很好地计算浮点结果。

独立bash甚至可以准确计算π到小数点后九位。

例子：

calc=104348/33215

accuracy=9

calc99p9=$((10**$accuracy))*$calc
result99p9=$((calc99p9))
result=${result99p9: -${#result99p9}: -$accuracy}.${result99p9: -$accuracy}

echo Bash calculated pi to be $result

结果是

Bash calculated pi to be 3.141592653

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让我们举个例子来了解一下，如果你想找到 n 个数组元素的平均值（当然平均值将是浮点数/小数）

declare -a arr
echo "How many numbers you want to enter?"
read n
echo "Enter the Array Elements"
for(( i=0 ; i<$n ; i++))
do
      read array_elements
      arr[$i]="$array_elements"
done
sum=0
for i in "${arr[@]}"
do
     #sum and avg
     sum=$(($sum + $i))
     #average will come in decimals
     avg=`echo $sum / $n | bc -l`
done
# Output results:
printf "Average of Array Elements %.2f:" $avg

所以我们将使用“| bc -l”来进行浮动计算

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