电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛

标题: 利用 AWK 的数值计算功能提升工作效率（1）简介 [打印本页]

作者: look_w 时间: 2018-5-23 18:18 标题: 利用 AWK 的数值计算功能提升工作效率（1）简介

Awk 是一种优秀的文本样式扫描和处理工具。 Awk 与 sed 和 grep 有些相似，但功能比后者强不少。 awk 提供的功能包括样式载入，流控制，数学运算符，进程控制以及许多内置的变量和函数等。借助于这些功能，我们可以很方便地利用 awk 对各种文件（如试验产生的数据文件，数据库文件等）进行处理。本文介绍了 awk 在数值计算方面的运用，并通过几个实际的例子，阐述了如何利用 awk 的计算功能来提高我们的工作效率。
Awk 基本的运算符，数学函数以及简单的运算实例Awk 支持不少常见的运算符，如 + （加），- （减）， * （乘）， / （除）， ^ 或 ** （乘方）， % （取模）等等。此外， awk 也提供了一些常用的数学函数, 比如 sin(x), cos(x), exp(x), log(x), sqrt(x), rand()。使用这些运算符和函数可以直接进行一些简单的运算：
清单 1. 用 awk 做简单的数值计算

1
2
3
4
5
6
7

echo | awk '{print 19+7}' ==> 26
echo | awk '{print 19-7}' ==> 12
echo | awk '{print 19*7}' ==> 133
echo | awk '{print 19/7}' ==> 2.71429
echo | awk '{print 19**7}' ==> 893871739
echo | awk '{print 19%7}' ==> 5
echo | awk '{print atan2(19, 7)}' ==> 1.21781

上面的计算也可以用一个脚本文件 calc.awk 来完成：
清单 2. 脚本文件 calc.awk

1
2
3
4
5
6
7
8
9

{
  print $1 " + " $2 " = " $1 + $2
  print $1 " - " $2 " = " $1 - $2
  print $1 " x " $2 " = " $1 * $2
  print $1 " / " $2 " = " $1 / $2
  print $1 " ^ " $2 " = " $1 ** $2
  print $1 " mod " $2 " = " $1 % $2
  print " atan2( " $1 " , " $2 " ) " " = " atan2($1, $2)
}

执行 awk -f calc.awk 19 7 可以得到和清单 1 中一样的计算结果。这里选项 -f 允许 awk 调用并执行程序文件 calc.awk；最后的 19 和 7 是输入，分别对应于文件中的 $1 和 $2。
复杂一些的数值计算现在我们利用 awk 来完成一些稍微复杂的计算。我们首先用 awk 来计算 Fibonacci 数列，相应的 awk 程序 Fib.awk 见清单3：
清单 3. 计算 Fibonacci 数列的程序文件

1
2
3
4
5
6
7
8
9

function fibo(n) {
if(n<=1) return 1;
return (fibo(n-2) + fibo(n-1));
}
BEGIN {
n = (ARGV[1] < 1) ? 1 : ARGV[1];
printf("%d\n", fibo(n));
exit;
}

计算时使用命令 awk -f Fib.awk n。 这里的输入 n 是整数。另外只要把上面程序中的函数fibo(n) 稍微改一下，就可以用来进行阶乘的运算，修改后的代码如下：
清单 4. 计算价乘的 awk 脚本

1
2
3
4
5
6
7
8
9

function factorial(n) {
if(n<=1) return 1;
return (n*factorial(n-1));
}
BEGIN {
n = (ARGV[1] < 1) ? 1 : ARGV[1];
printf("%d\n", factorial(n));
exit;
}

我们再来看一个求平方根的例子。尽管 awk 提供了计算平方根的函数，但我们也可以通过自己写程序来实现，相应的算法如清单 5 所示；清单 6 则给出了一个具体的例子：求数字 3.7 的平方根：
清单 5. 求平方根的算法

清单 6. 计算平方根的例子

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

BEGIN {
a = 3.7;
x = a;

while((x**2-a)**2 > 1e-12) {
x = (x + a/x)/2;
}

print x
}

欢迎光临电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛 (http://bbs.eccn.com/)