利用 AWK 的数值计算功能提升工作效率（1）简介

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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

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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

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{   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

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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

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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

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BEGIN {    a = 3.7;   x = a; while((x**2-a)**2 > 1e-12) { x = (x + a/x)/2; }    print x }