如何在bash中使用浮点数算术？

我知道这个问题很老，但还是有一些诱惑。答案是：你不能... 但你有点可以。让我们尝试这个：

$IMG_WIDTH=1024
$IMG2_WIDTH=2048

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

像这样，在纯bash中得到小数点后2位，截断（称为向下舍入）（无需启动其他进程）。当然，如果您只需要小数点后一位，则乘以10并取模10。
这是什么意思：
第一个$ ((...)) 进行整数除法； 第二个$ ((...)) 对100倍的某些数字进行整数除法，本质上将您的2个数字移动到小数点左侧，然后（%）通过取模仅获取这2个数字。
额外福利：bc版本× 1000在我的笔记本电脑上花费了1.8秒，而纯bash版本只花费了0.016秒。

虽然在Bash中不能使用浮点数除法，但可以使用定点数除法。您需要做的就是将整数乘以10的某个幂，然后去掉整数部分并使用模运算获取小数部分。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))

这并不是真正的浮点数，但如果您想要在一次bc调用中设置多个结果，可以尝试以下方法...

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

对于那些想要使用已接受的答案计算百分比但丢失精度的人：

如果您运行以下代码：

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

你只得到了99.00，这意味着你失去了精度。
如果你按照下面的方式运行它：

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

现在你获得了99.99。

因为你只在打印的时候才进行缩放。

请参考这里。

有一些情况下你不能使用 bc，因为它可能不存在，比如在某些简化版的 Busybox 或嵌入式系统中。无论如何，限制外部依赖总是一个好习惯，这样你就可以给被除数（分子）加上零，这相当于乘以10的幂次方（根据需要选择一个10的幂次方），这将使得除法输出一个整数。一旦你获得了这个整数，把它作为字符串处理，并将小数点（从右向左移动）移动与你所乘的10的幂次方相等的次数。这是一个只使用整数来获得浮点结果的简单方法。

使用calc。我发现这是最简单的方法。 示例：

计算 1+1

 2

calc 1/10

 0.1

Bash可以在没有其他程序的情况下很好地计算浮点结果。
Bash甚至可以独立准确地计算到小数点后第九位的π。
例如：

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

如其他人所指出的，Bash没有内置的浮点运算符。
即使不使用计算器程序如bc和awk或任何外部程序，您也可以在Bash中实现浮点数。
我在我的项目shellmath中正是这样做的，分为三个基本步骤：
1. 将数字分解为其整数和小数部分 2. 使用内置的整数运算符分别处理这些部分，同时注意位值和进位 3. 重新组合结果
作为一个引子，我添加了一个演示脚本，使用以x=0为中心的Taylor级数计算e。
如果您有时间，请查看它。我欢迎您的反馈！

** 在bash / shell中进行注入安全的浮点数运算 **

注意：本答案的重点是提供在bash（或其他shell）中执行数学运算的注入安全解决方案的想法。当然，同样可以进行高级字符串处理等操作，只需进行微调。

大多数提出的解决方案都会构建小的脚本，使用外部数据（变量、文件、命令行、环境变量）。外部输入可以用于将恶意代码注入引擎中，其中许多方法都有此风险。

以下是使用各种语言执行基本的浮点数计算（结果为浮点数）的比较。它计算A + B * 0.1。

所有解决方案都尝试避免创建动态脚本，这些脚本非常难以维护，而是使用静态程序，并将参数传递到指定的变量中。它们将安全地处理具有特殊字符的参数-减少了代码注入的可能性。例外情况是“BC”，它不提供输入/输出功能。

唯一的例外是“bc”，它不提供任何输入/输出，所有数据都通过stdin传递给程序，并且所有输出都通过stdout进行。所有计算都在沙盒中执行，不允许副作用（打开文件等）。理论上，它是按设计注入安全的！

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"

除数 = 被除数 × 商 + 余数

我们只需要计算商和余数，然后将这些字符串连接在一个变量中。

新的方法仅适用于对数为小数的除数：

function main() {
  bar=10030
  divisor=100
  # divisor=50

  quotient=$((bar / divisor))
  # remainder=$((bar - v_int * divisor))
  remainder=$((bar % divisor))
  remainder_init=$remainder

  printf "%-15s --> %s\n" "quotient" "$quotient"
  printf "%-15s --> %s\n" "remainder" "$remainder"

  cnt=0
  while :; do
    remainder=$((remainder * 10))
    aux=$((remainder / divisor))
    printf "%-15s --> %s\n" "aux" "$aux"
    [[ aux -ne 0 ]] && break
    ((cnt += 1))
    printf "%-15s --> %s\n" "remainder" "$remainder"
  done
  printf "%-15s --> %s\n" "cnt" "$cnt"
  printf "%-15s --> %s\n" "aux" "$aux"

  printf $quotient
  printf "."
  for i in $(seq 1 $cnt); do printf "0"; done
  printf $remainder_init
}
clear
main

旧的错误方法：

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是1234毫秒或1.234秒