Linuxターミナルでの計算をマスターしよう:覚えておきたい5つの必須テクニック

この記事では、Linuxターミナル上で算術計算を行うためのさまざまな便利な方法を紹介します。最後まで読めば、コマンドラインで数学的な計算を実行するための実践的な手法をいくつも習得できるでしょう。

それでは始めましょう!

1. Bashシェルの二重括弧を使う

Linuxのコマンドライン(CLI)で基本的な計算を行う最も手軽な方法が、二重括弧 $(( )) を使う方法です。以下は、変数に格納された値を使った例です。

$ ADD=$(( 1 + 2 ))
$ echo $ADD
$ MUL=$(( $ADD * 5 ))
$ echo $MUL
$ SUB=$(( $MUL - 5 ))
$ echo $SUB
$ DIV=$(( $SUB / 2 ))
$ echo $DIV
$ MOD=$(( $DIV % 2 ))
$ echo $MOD

2. exprコマンドを使う

exprコマンドは式を評価し、その結果を標準出力に出力します。ここでは、exprを使った簡単な計算、値の比較、変数の値のインクリメント(増加)、文字列の長さの取得といった使い方を見ていきます。

まずはexprコマンドによる簡単な計算の例です。なお、多くの演算子はシェルによって解釈されないようエスケープまたはクォートが必要になる点に注意してください。たとえば * 演算子などが該当します(比較の項目でさらに詳しく見ていきます)。

$ expr 3 + 5
$ expr 15 % 3
$ expr 5 \* 3
$ expr 5 – 3
$ expr 20 / 4

次に、式の比較について説明します。評価結果が偽(false)の場合、exprは 0 を出力し、真(true)の場合は 1 を出力します。

いくつか例を見てみましょう。

$ expr 5 = 3
$ expr 5 = 5
$ expr 8 != 5
$ expr 8 \> 5
$ expr 8 \< 5
$ expr 8 \<= 5

exprコマンドは、変数の値をインクリメント(1ずつ増やす)するためにも使えます。次の例を確認してください(同じ要領で、変数の値をデクリメント/減らすことも可能です)。

$ NUM=$(( 1 + 2))
$ echo $NUM
$ NUM=$(expr $NUM + 2)
$ echo $NUM

さらに、文字列の長さを取得する方法も見ておきましょう。

$ expr length "This is Tecmint.com"

各演算子の意味など、より詳しい情報についてはexprのmanページを参照してください。

$ man expr

3. bcコマンドを使う

bc(Basic Calculator)は、簡易的な関数電卓や金融用電卓に期待される機能をほぼすべて備えたコマンドラインユーティリティです。特に小数点を含む浮動小数点演算に便利です。

bcコマンドがインストールされていない場合は、以下のコマンドでインストールできます。

$ sudo apt install bc #Debian/Ubuntu
$ sudo yum install bc #RHEL/CentOS
$ sudo dnf install bc #Fedora 22以降

インストール後は、対話モードで実行するか、引数を渡して非対話的に実行できます。両方のケースを見てみましょう。対話モードで起動するには、コマンドプロンプトで bc と入力し、そのまま計算を始めるだけです。

$ bc 

次の例は、コマンドライン上でbcを非対話的に使う方法です。

$ echo '3+5' | bc
$ echo '15 % 2' | bc
$ echo '15 / 2' | bc
$ echo '(6 * 2) - 5' | bc

-l オプションを付けると、デフォルトのscale(小数点以下の桁数)が 20 に設定されます。例を見てみましょう。

$ echo '12/5' | bc
$ echo '12/5' | bc -l

4. awkコマンドを使う

awkはGNU/Linuxにおける最も代表的なテキスト処理プログラムの一つです。加算・減算・乗算・除算・剰余(モジュロ)の算術演算子をサポートしており、浮動小数点演算にも対応しています。

以下のように、基本的な計算に利用できます。

$ awk 'BEGIN { a = 6; b = 2; print "(a + b) = ", (a + b) }'
$ awk 'BEGIN { a = 6; b = 2; print "(a - b) = ", (a - b) }'
$ awk 'BEGIN { a = 6; b = 2; print "(a * b) = ", (a * b) }'
$ awk 'BEGIN { a = 6; b = 2; print "(a / b) = ", (a / b) }'
$ awk 'BEGIN { a = 6; b = 2; print "(a % b) = ", (a % b) }'

awkが初めてという方には、学習を始めるための完全なガイドシリーズ「Awkテキスト処理ツール入門」をおすすめします。

5. factorコマンドを使う

factorコマンドは、整数を素因数分解するために使用します。例は以下の通りです。

$ factor 10
$ factor 127
$ factor 222
$ factor 110 

以上です!この記事では、Linuxターミナルで算術計算を行うためのさまざまな便利な方法を解説しました。この記事に関するご質問やご意見があれば、ぜひ下のフィードバックフォームからお聞かせください。