Arithmetic operations - bash에서 수학 연산 사용하기

[hyperskill - Arithmetic operations 영어 원문

Bash 는 우리 컴퓨터의 운영제체에 있어 가득찬 잠재력을 해방시키게 도와주는 유명한 도구입니다.

이번 주제에서, 우리는 수학적인 연산을 수행하는 방법을 배울 겁니다.

간단한 수학 예제를 수행하는 것은 가득찬 잠재력이 아니지만,

그럼에도 불구하고 bash 가 제공하는 가득찬 활용 가능성을 단계씩 나아가는 것은 중요합니다.

여기, 우리는 간단히 연산을 만들어 사용할 수 있는 명령어들을 살펴 보며,

수학적 계산들을 수행할 수 있게 도와주는 수학 연산들을 볼 겁니다.

또한 우리는 수학 연산들과 작업 할 때, 기능적으로 확장하도록 제공하는 명령어 도구와 작업 할 겁니다.

Arithmetic operators - 수학 연산자

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우리는 수학 연산들을 실행하기 위해서 bash 에서 다중 연산을 사용 할 수 있습니다.

하지만 일련의 명령을 사용하는 것을 제외하고,

우리가 제공하는 숫자들과 연산자들과 함께 수행하길 원하는 것을 결정 할 수는 없습니다.

이에 대해서, bash 는 여러 개의 명령어를 가지고 있습니다.

우리는 두 개의 괄호를 사용 할 겁니다. 즉, (()).

이는 우리의 목표를 달성하는데 도와줍니다.

두 개의 괄호를 사용하는 것은 간단할 뿐만 아니라, 다른 선택지들보다 더 유연합니다.

우리는 간단히 두 개의 괄호 사이에 우리의 인수를 집어넣고,

연산을 실행하기 위해서 $ 기호를 앞에 사용할 겁니다.

bash 에서 가능한 연산자들을 살펴보고, 각각의 예제들을 봅시다 :

Operator	Function	Description	Example	Result
+	Addition(더하기)	Add two operands 두 피연산자 더하기	$((10+3))	13
-	Subtraction(빼기)	Subtract two operands 두 피연산자 빼기	$((10-3))	7
*	Multiplication(곱하기)	Multiply two operands 두 피연산자 곱하기	$((10*3))	30
/	Division(나누기)	Return Quotient after division 나눈 후 몫 반환	$((10/3))	3
%	Modulo(나머지)	Return remainder after division 나눈 후 나머지 반환	$(10%3))	1
**	Exponential(제곱)	Raise the first operand to the power of the second 첫번째 피연산자에 대해 두번째 피연산자는 제곱을 한다.	$((10**3))	1000

이제 이러한 연산자들을 bash 에서 구현하고, 우리 스스로 결과를 확인 해 봅시다.

예를 들어, 우리의 bash 명령어들을 실행하기 위해 maths.sh 라는 스크립트 파일을 생성한다고 가정 해 봅시다.

#!usr/bin/env/bash

#Executing simple arithmetic operations
echo $(( 10*5+15 ))
echo $(( 40/6 ))

bash maths.sh 라는 명령어를 사용하여 위의 스크립트를 실행하여,

우리는 이러한 결과물을 얻을 수 있습니다 :

65
6

이제, 우리가 변수와 사용 할 수 있는 몇가지 또다른 연산자들을 살펴 봅시다.

Operations with a variable - 변수와의 연산자

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또한 우리는 상수 피연산자로 수학 연산자를 실행하기 위한 능력을 가지고 있습니다.

x 라는 피연산자가 있다고 가정하고, 이 피연산자는 10 과 동일하다고 가정 해 봅시다.

Operator	Function	Description	Example	Result
+=	Addition by constant 상수로 더하기	Add two operands 피연산자 두개 더하기	$((x+=3))	13
-=	Subtraction by constant 상수로 빼기	Subtract two operands 피연산자 두개 더하기	$((x-=3))	7
*=	Multiplication by constant 상수로 곱하기	Multiply two operands 두 피연산자 곱하기	$((x*=3))	30
/=	Division by constant 상수로 나누기	Return Quotient after division 나눈 후 몫 반환	$((x/=3))	3
%=	Modulo by constant 상수로 나머지 구하기	Return remainder after division 나눈 후 나머지 반환	$((x%=3)	1

처음 잠깐동안에는, 이러한 연산자들은 보기에 기본 연산자와 동일하거나, 원래 연산자와 비교했을 때 쓸모없어 보입니다.

하지만, 이는 루프(반복문)을 작동할 때 특히 유용 할 수 있습니다.

이러한 기본적인 연산자들과 별개로,

우리는 단일 피연산자로 1을 증가하거나 감소 할 수 있는 능력을 가지고 있습니다.

이를 수행하기 위해서, 우리는 ++ 과 -- 를 사용합니다.

이러한 연산자를 피연산자의 직전 혹은 이후에 사용하는 것은,

사전-증가/감소 혹은 사후-증가/감소 로 참조됩니다.

++x : 사전 증가
x-- : 사후 감소

이러한 연산자들을 사용하는 동안, 이들은 오로지 변수들에만 구현될 수 있다는 것을 조심하세요.

#!usr/bin/env/bash

# Assigning value to variables - 변수에 값을 할당 
val1=$(( 10*3-15 ))
echo $val1

# Arithmetic operations using constants - 상수를 사용하는 수학 연산
echo $(( val1*= 3 ))

우리는 변수에 값을 할당하는 방법으로,

val=$(( 2 )) 그리고 $(( val = 2 )) 를 사용할 수 있습니다.

위의 스크립트를 실행하면 이와 같은 결과물이 제공됩니다 :

15
45

모든 것이 잘 작동하는 것으로 보이지만, 정확하게 나누기를 수행하는 능력은 제외합니다.

echo $(( 40/6 )) 라는 문장은 6.666....7 대신에 6 을 제공합니다.

하지만, 이러한 문제를 극복하는 우리가 사용 할 수 있는 해결 방법이 있습니다.

그리고 그 과정에서 또다른 도움되는 기능들이 가동됩니다.

The bc utility - bc 유틸리티

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위의 예제들로부터 당신이 알아차린 것 처럼, bash 는 수학에 본질적으로 좋지 않습니다.

우리는 나누기를 하는 동안 소수점 숫자들을 생산할 수 없습니다.

그리고 위에 설명된 기본적인 연산자들은 bash 를 사용하기에 정당하지 않습니다.

하지만, bash 는 비장의 카드를 가지고 있습니다.

바로 bc utility 입니다.

이는 Basic Calculator 에 대한 약자이며,

우리의 bash 명령어 줄을 본격적인 계산기로 변하도록 도와줍니다.

bc 유틸리티는 게다가 이전의 연산자들과 작업할 수 있는 능력을 제공합니다 :

• Relational operators : 관계 연산자
• Logical or Boolean operators : 논리적 혹은 불린 연산자
• Math functions : 수학 함수
• Conditional statements : 조건문
• Iterative statements : 반복문

우리는 <<< 는 를 사용 할 것이며, 즉, 이는 here-string 을 의미하며, 이는 우리의 명령어를 단순화합니다.

우리가 사용할 구문은 command argument <<< "input" 입니다.

몇 가지 관계, 논리 연산자들을 사용하며 시작해 봅시다.

Relational and logical operations - 관계 논리 연산자

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#!usr/bin/env/bash

# Less than operator
bc <<< "10 < 1"

# Is not equal to operator
bc <<< "10 != 11"

이 스크립트는 이러한 결과물을 제공합니다 :

0
1

또 다른 관계 연산자들은 >, >=, <=, 그리고 == 가 있습니다.

이제 논리 연산자들을 살펴 봅시다.

bc 유틸리티는 세 가지 논리 연산자들을 제공합니다 : &&, ||, !

우리에게 주어진 결과는 0 혹은 1 입니다.

이는 false 혹은 true 각각 표시합니다.

연산자들은 이러한 방식으로 작동합니다 :

Operator	Example	Evaluation logic	Result
&&	bc <<< "5&&6"	1; 모든 피연산자가 0 이 아니라면.	1
||	bc <<< "5||6"	1; 하나의 피연산자라도 0이 아니라면.	1
!	bc << "!5"	1; 만약 피연산자가 0 이라면.	0

bc 유틸리티에 의해 제공되는 또다른 모든 기능들 중에서,

실제로 도움이 되는 것은 수학 함수에 대한 지원입니다.

이제, bc 의 수학 라이브러리를 살펴 봅시다.

Math library - 수학 라이브러리

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수학 라이브러리 기능을 사용하기 위해서, 우리는 특별한 옵션을 사용해야 합니다.

-l 옵션은 표준 수학 라이브러리를 가동합니다.

이는 sine(사인), cosine(코사인), inverse tangents(탄젠트 역함수),

자연로그, 지수 등등의 함수들 과 같은 기능을 사용 할 수 있게 해 줍니다.

또한 우리는 소수점에서 실수의 소수점 숫자를 조절 할 수 있습니다.

밑의 테이블은 몇 가지 중요한 수학 함수들에 대한 중요한 세부사항을 제공합니다.

Math function	Explanation	Example
sine	라디안 값을 피연산자로서 사용하며, 이에 대한 sine 값을 제공합니다.	bc -l <<< "s(30)"
cosine	라디안 값을 피연산자로서 사용하며, 이에 대한 cosine 값을 제공합니다.	bc -l <<< "c(30)"
tan^-1	라디안 값에 대한 역탄젠트 값을 제공합니다.	bc -l <<< "a(1)"
ln	자연로그를 제공합니다.	bc -l <<< "e(1)"
e	피연산자는 오일러의 숫자 e 의 제곱이 됩니다.	bc -l <<< "e(1)"
√	루트의 값을 반환합니다.	bc -l <<< "sqrt(9)"

bash 에서 표준 수학 라이브러리를 활용하는 몇 가지 예제들을 살펴 봅시다.

#!usr/bin/env/bash

# Arithmetic operation that returns a floating-point number
# 소수점을 반환하는 수학적 연산자 
bc -l <<< "(1 + 2)/7 * 2 ** 2"

# Using sine and cosine functions
# 사인과 코사인을 사용하는 함수 
bc -l <<< "s(1) + c(1)"

# Using logarithmic and exponential functions
# 자연로그와 지수를 사용하는 함수
bc -l <<< "e(1) + l(5)"

# Finding the square root of a number
bc -l <<< "sqrt(27)"

위의 스크립트는 이와 같은 결과물을 제공합니다 :

1.71428571428571428568
1.38177329067603622405
4.32771974089314560996
5.19615242270663188058

bc 유틸리티는 자연수 이후의 소수점 숫자를 조정할 수 있는 기능과,

진수를 변경할 수 있는 기능을 제공합니다.

우리는 기존의 진수를 필요로 하며 : ibase

결과로 나올 진수를 필요로 합니다 : obase

그리고 피연산자가 들어갑니다.

ibase 와 obase 의 기본값은 10 입니다. : 우리는 10진수를 사용하므로..

이러한 인수들을 분리하기 위해서, 우리는 ; 를 사용합니다.

#!/usr/bin/env bash

# Converting binary 10 to octal
# 2진수 10에서 8진수로 변경
bc -l <<< "ibase=2; obase=8; 10"

# Converting decimal 5 to binary
# 10진수 5에서 2진수로 변경하기
bc -l <<< "obase=2; 5"

# Using scale to control length of floating-point numbers
# 소수점 숫자의 길이를 조절하기
bc -l <<< "scale=3; a(30)"

우리는 이와 같은 결과물을 얻습니다 :

2
101
1.537

Conclusion - 결론

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이번 주제에서, 우리는 수학 연산자를 사용하는 방법과 bc 유틸리티로 bash 를 사용하는 방법을 살펴보았습니다.

이제 당신은 이러한 것을 알 수 있습니다 :

• bash dptj rkseksgks tngkr dustkswkfmf tlfgodgkrl
• bc 유틸리티로 작업하기
• bc 유틸리티에 의해 관계, 논리 연산자들을 활용하기
• 복잡한 수학 연산자를 수행하기 위해서, 다양한 수학 기능을 사용하기

words to remember

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unleash : 해방하다

Apart : 따로, 떨어져서, 산산이, 별개로

workaround : 해결 방법

inherently : 본질적으로

trump card up its sleeve : 비장의 카드

fledged : 본격적인