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，我需要一个程序，它可以在离散时间点生成正弦函数值并将其打印到 stdout 中。然后我需要以某种形式组合这些样本，例如对移动了某个相位的两个样本求和。因此，我可以将我的问题一分为二：

1. 是否有一种相当标准的方法来生成具有给定参数（频率、相位、幅度、时间步长）的数学函数样本，例如正弦波 -以具有两列的简单文本流的形式：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，但我想知道通用的解决方案。

2. 什么程序可以操纵这些流？我了解 awk，但是当我有多个 流作为输入时，我可以使用 awk 做什么？例如，如何计算两个或三个正弦样本的和或乘积？

我使用的是 Debian Linux，并且我更喜欢 Unix 方式，即每个程序只执行简单的任务并且做得很完美，并且单独程序的结果可以由另一个程序组合。

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。可以使用 Octave 完成更复杂的计算，这是一个免费的 Matlab 克隆。

例如，这计算了一个间隔的值：

$ 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

这计算了 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

并且可以使用join命令来连接两个文件：

$ 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

但是在整个计算中最好留在 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

有用的一般文本操作程序：

• paste 或 join （将两个文件合并在一起）
• combine （对文件中的行执行类似集合的操作）
• colrm（删除列）
• 排序（常规排序）
• sed （搜索和替换以及其他 ed 命令）
• grep （搜索）
• awk （一般文本操作）
• tee（T 字路口。不过如果您需要这个，你可能正在做一些太复杂的事情，应该将其分解。）

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

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