Linux 的周期函数发生器

Question

在我的工作中，我需要文本流形式的数学函数样本。例如，我需要一个在离散时间点生成正弦函数值并将它们打印到stdout 的程序。然后我需要以某种形式组合这些样本，例如将两个样本相加。所以我可以将我的问题分成两部分：

1. 是否有一种非常标准的方法来生成数学函数的样本，例如正弦，具有给定的参数 - 频率、相位、幅度、时间步长 - 以简单文本流的形式有两列：时间和函数值？我知道 Perl/Tcl 中的简单脚本可以完成这项工作，但我想知道通用解决方案。

2. 哪些程序可以操纵这些流？我知道awk，但是当我有几个 流作为输入时，我可以用awk 做什么？例如，如何对两个或三个正弦样本求和或乘积？

我正在使用 Debian Linux，我更喜欢 Unix 方式，每个程序只完成简单的任务并且完美地完成，并且单独程序的结果可能被另一个程序组合。

谢谢。

Answer 1

您可以使用bc 进行简单的数值计算。请参阅手册页。更复杂的计算可以使用octave 完成，这是一个免费的 Matlab 克隆。

例如计算一个区间的值：

$ octave -q --eval 'printf ("%f\n", [0:0.1:pi/2])'|nl|tee x.txt
 1  0.000000
 2  0.100000
 3  0.200000
 4  0.300000
 5  0.400000
 6  0.500000
 7  0.600000
 8  0.700000
 9  0.800000
10  0.900000
11  1.000000
12  1.100000
13  1.200000
14  1.300000
15  1.400000
16  1.500000

这会计算 sin 值：

$ octave -q --eval 'printf ("%f\n", sin([0:0.1:pi/2]))'|nl|tee y.txt
 1  0.000000
 2  0.099833
 3  0.198669
 4  0.295520
 5  0.389418
 6  0.479426
 7  0.564642
 8  0.644218
 9  0.717356
10  0.783327
11  0.841471
12  0.891207
13  0.932039
14  0.963558
15  0.985450
16  0.997495

而join命令可以用来连接两个文件：

$ join -1 1 -2 1 -o 1.2 2.2 x.txt y.txt 
0.000000 0.000000
0.100000 0.099833
0.200000 0.198669
0.300000 0.295520
0.400000 0.389418
0.500000 0.479426
0.600000 0.564642
0.700000 0.644218
0.800000 0.717356
0.900000 0.783327
1.000000 0.841471
1.100000 0.891207
1.200000 0.932039
1.300000 0.963558
1.400000 0.985450
1.500000 0.997495

但在整个计算过程中最好留在 Octave 中：

$ octave -q --eval 'for x = .1:0.1:pi/2 ; printf ("%f %f\n", x, sin(x)); end'
0.100000 0.099833
0.200000 0.198669
0.300000 0.295520
0.400000 0.389418
0.500000 0.479426
0.600000 0.564642
0.700000 0.644218
0.800000 0.717356
0.900000 0.783327
1.000000 0.841471
1.100000 0.891207
1.200000 0.932039
1.300000 0.963558
1.400000 0.985450
1.500000 0.997495

Answer 2

有用的一般文本处理程序：

• paste 或 join（合并两个文件）
• combine（对文件中的行进行类似集合的操作）
• colrm（删除列）
• sort（一般排序）
• sed（搜索和替换，以及其他 ed 命令）
• grep（搜索中）
• awk（一般文本操作）
• tee（T 形路口。虽然如果你需要这个，你可能做的事情太复杂了，应该把它分解。）

我认为使用 perl 脚本生成值没有问题。使用bc 脚本当然也是一种选择。

Answer 3

你看过bc吗？