我有一个包含数千个数字的文件,每个数字都在自己的行上:

34
42
11
6
2
99
...

我想写一个脚本,它将打印文件中所有数字的总和。我有一个解决办法,但不是很有效。(运行需要几分钟。)我在寻找一个更有效的解决方案。有什么建议吗?


考虑到你需要通读整个文件,我不知道你是否能找到比这更好的。

$sum = 0;
while(<>){
   $sum += $_;
}
print $sum;

你可以使用awk:

awk '{ sum += $1 } END { print sum }' file

对于Perl一行程序,它基本上与Ayman Hourieh回答中的awk解决方案是一样的:

 % perl -nle '$sum += $_ } END { print $sum'

如果您对Perl一行程序的功能感到好奇,可以将它们分离:

 %  perl -MO=Deparse -nle '$sum += $_ } END { print $sum'

结果是一个更冗长的程序版本,其形式是没有人会自己编写的:

BEGIN { $/ = "\n"; $\ = "\n"; }
LINE: while (defined($_ = <ARGV>)) {
    chomp $_;
    $sum += $_;
}
sub END {
    print $sum;
}
-e syntax OK

只是为了搞笑,我用一个包含1,000,000个数字(范围为0 - 9,999)的文件尝试了这个方法。在我的Mac Pro上,它几乎是立即返回的。这太糟糕了,因为我希望使用mmap会非常快,但它只是在同一时间:

use 5.010;
use File::Map qw(map_file);

map_file my $map, $ARGV[0];

$sum += $1 while $map =~ m/(\d+)/g;

say $sum;

这是直接的Bash:

sum=0
while read -r line
do
    (( sum += line ))
done < file
echo $sum

我还没有测试,但它应该工作:

cat f | tr "\n" "+" | sed 's/+$/\n/' | bc

如果bc不处理EOF和EOL,你可能必须在bc之前添加“\n”到字符串(比如通过echo)…


sed ':a;N;s/\n/+/;ta' file|bc

这是另一个简单的句子

( echo 0 ; sed 's/$/ +/' foo ; echo p ) | dc

这假设数字是整数。如果你需要小数,试试

( echo 0 2k ; sed 's/$/ +/' foo ; echo p ) | dc

将2调整为所需的小数数。


另一个是为了好玩

sum=0;for i in $(cat file);do sum=$((sum+$i));done;echo $sum

或者再来一次

s=0;while read l; do s=$((s+$l));done<file;echo $s

但awk解决方案可能是最好的,因为它最紧凑。


这是另一个:

open(FIL, "a.txt");

my $sum = 0;
foreach( <FIL> ) {chomp; $sum += $_;}

close(FIL);

print "Sum = $sum\n";

cat nums | perl -ne '$sum += $_ } { print $sum'

(和brian d foy的回答一样,没有“END”)


只是为了好玩,让我们用PDL (Perl的数组数学引擎)来做!

perl -MPDL -E 'say rcols(shift)->sum' datafile

rcols将列读入矩阵(在本例中为1D), sum (surprise)对矩阵中的所有元素求和。


下面是一个使用python和生成器表达式的解决方案。在我破旧的笔记本电脑上测试了无数个数字。

time python -c "import sys; print sum((float(l) for l in sys.stdin))" < file

real    0m0.619s
user    0m0.512s
sys     0m0.028s

C总是以速度取胜:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char **argv) {
    ssize_t read;
    char *line = NULL;
    size_t len = 0;
    double sum = 0.0;

    while (read = getline(&line, &len, stdin) != -1) {
        sum += atof(line);
    }

    printf("%f", sum);
    return 0;
}

1M数字的计时(与我的python答案相同的机器/输入):

$ gcc sum.c -o sum && time ./sum < numbers 
5003371677.000000
real    0m0.188s
user    0m0.180s
sys     0m0.000s

为了好玩,让我们对其进行基准测试:

$ for ((i=0; i<1000000; i++)) ; do echo $RANDOM; done > random_numbers

$ time perl -nle '$sum += $_ } END { print $sum' random_numbers
16379866392

real    0m0.226s
user    0m0.219s
sys     0m0.002s

$ time awk '{ sum += $1 } END { print sum }' random_numbers
16379866392

real    0m0.311s
user    0m0.304s
sys     0m0.005s

$ time { { tr "\n" + < random_numbers ; echo 0; } | bc; }
16379866392

real    0m0.445s
user    0m0.438s
sys     0m0.024s

$ time { s=0;while read l; do s=$((s+$l));done<random_numbers;echo $s; }
16379866392

real    0m9.309s
user    0m8.404s
sys     0m0.887s

$ time { s=0;while read l; do ((s+=l));done<random_numbers;echo $s; }
16379866392

real    0m7.191s
user    0m6.402s
sys     0m0.776s

$ time { sed ':a;N;s/\n/+/;ta' random_numbers|bc; }
^C

real    4m53.413s
user    4m52.584s
sys 0m0.052s

5分钟后,我中止了sed运行


我一直在lua潜水,速度很快:

$ time lua -e 'sum=0; for line in io.lines() do sum=sum+line end; print(sum)' < random_numbers
16388542582.0

real    0m0.362s
user    0m0.313s
sys     0m0.063s

当我更新这个的时候,ruby:

$ time ruby -e 'sum = 0; File.foreach(ARGV.shift) {|line| sum+=line.to_i}; puts sum' random_numbers
16388542582

real    0m0.378s
user    0m0.297s
sys     0m0.078s

听从埃德·莫顿的建议:使用1美元

$ time awk '{ sum += $1 } END { print sum }' random_numbers
16388542582

real    0m0.421s
user    0m0.359s
sys     0m0.063s

Vs使用$0

$ time awk '{ sum += $0 } END { print sum }' random_numbers
16388542582

real    0m0.302s
user    0m0.234s
sys     0m0.063s

到目前为止,没有一个解决方案使用浆糊。这里有一个:

paste -sd+ filename | bc

如果文件有一个尾随换行符,尾随+将导致语法错误。通过移除后面的+来修复错误:

paste -sd+ fiilename | sed 's/+$//g' | bc

例如,计算Σn,其中1<=n<=100000:

$ seq 100000 | paste -sd+ | bc -l
5000050000

(对于好奇的人来说,seqn会在给定正数n的情况下打印从1到n的数字序列。)


$ perl -MList::Util=sum -le 'print sum <>' nums.txt

Ruby:

ruby -e "File.read('file.txt').split.inject(0){|mem, obj| mem += obj.to_f}"

您可以使用Alacon -命令行实用程序为Alasql数据库。

它与Node.js一起工作,所以你需要安装Node.js,然后安装Alasql包:

要从TXT文件中计算总和,您可以使用以下命令:

> node alacon "SELECT VALUE SUM([0]) FROM TXT('mydata.txt')"

我更喜欢用R来表示:

$ R -e 'sum(scan("filename"))'

更简洁:

# Ruby
ruby -e 'puts open("random_numbers").map(&:to_i).reduce(:+)'

# Python
python -c 'print(sum(int(l) for l in open("random_numbers")))'

另一个选择是使用jq:

$ seq 10|jq -s add
55

-s(——slurp)将输入行读入数组。


对于这样的任务,我更喜欢使用GNU数据集,因为它比perl或awk更简洁易读。例如

datamash sum 1 < myfile

其中1表示数据的第一列。


Perl 6

say sum lines
~$ perl6 -e '.say for 0..1000000' > test.in

~$ perl6 -e 'say sum lines' < test.in
500000500000

用+替换所有的新行,加一个0并把它发送给Ruby解释器不是更容易吗?

(sed -e "s/$/+/" file; echo 0)|irb

如果你没有irb,你可以把它发送到bc,但是你必须删除所有的换行符,除了最后一个(echo)。最好使用tr,除非您拥有sed的博士学位。

(sed -e "s/$/+/" file|tr -d "\n"; echo 0)|bc

运行R脚本

我写了一个R脚本来获取文件名的参数并对行进行求和。

#! /usr/local/bin/R
file=commandArgs(trailingOnly=TRUE)[1]
sum(as.numeric(readLines(file)))

这可以通过“数据”来加快。表”或“vroom”软件包如下:

#! /usr/local/bin/R
file=commandArgs(trailingOnly=TRUE)[1]
sum(data.table::fread(file))
#! /usr/local/bin/R
file=commandArgs(trailingOnly=TRUE)[1]
sum(vroom::vroom(file))

基准测试

与@glenn jackman相同的基准测试数据。

for ((i=0; i<1000000; i++)) ; do echo $RANDOM; done > random_numbers

与上面的R调用相比,作为脚本运行R 3.5.0与其他方法(在相同的Linux Debian服务器上)相当。

$ time R -e 'sum(scan("random_numbers"))'  
 0.37s user
 0.04s system
 86% cpu
 0.478 total

R脚本与readLines

$ time Rscript sum.R random_numbers
  0.53s user
  0.04s system
  84% cpu
  0.679 total

R脚本data.table

$ time Rscript sum.R random_numbers     
 0.30s user
 0.05s system
 77% cpu
 0.453 total

R脚本与vroom

$ time Rscript sum.R random_numbers     
  0.54s user 
  0.11s system
  93% cpu
  0.696 total

与其他语言的比较

此处作为参考,建议在相同硬件上使用其他一些方法

Python 2 (2.7.13)

$ time python2 -c "import sys; print sum((float(l) for l in sys.stdin))" < random_numbers 
 0.27s user 0.00s system 89% cpu 0.298 total

Python 3 (3.6.8)

$ time python3 -c "import sys; print(sum((float(l) for l in sys.stdin)))" < random_number
0.37s user 0.02s system 98% cpu 0.393 total

Ruby (2.3.3)

$  time ruby -e 'sum = 0; File.foreach(ARGV.shift) {|line| sum+=line.to_i}; puts sum' random_numbers
 0.42s user
 0.03s system
 72% cpu
 0.625 total

Perl (5.24.1)

$ time perl -nle '$sum += $_ } END { print $sum' random_numbers
 0.24s user
 0.01s system
 99% cpu
 0.249 total

awk (4.1.4)

$ time awk '{ sum += $0 } END { print sum }' random_numbers
 0.26s user
 0.01s system
 99% cpu
 0.265 total
$ time awk '{ sum += $1 } END { print sum }' random_numbers
 0.34s user
 0.01s system
 99% cpu
 0.354 total

C (clang版本3.3;gcc (Debian 6.3.0-18)

 $ gcc sum.c -o sum && time ./sum < random_numbers   
 0.10s user
 0.00s system
 96% cpu
 0.108 total

使用其他语言更新

获取 (5.3.5)

$ time lua -e 'sum=0; for line in io.lines() do sum=sum+line end; print(sum)' < random_numbers 
 0.30s user 
 0.01s system
 98% cpu
 0.312 total

Tr(8.26)必须在bash中计时,不兼容ZSH

$time { { tr "\n" + < random_numbers ; echo 0; } | bc; }
real    0m0.494s
user    0m0.488s
sys 0m0.044s

Sed(4.4)必须在bash中计时,与ZSH不兼容

$  time { head -n 10000 random_numbers | sed ':a;N;s/\n/+/;ta' |bc; }
real    0m0.631s
user    0m0.628s
sys     0m0.008s
$  time { head -n 100000 random_numbers | sed ':a;N;s/\n/+/;ta' |bc; }
real    1m2.593s
user    1m2.588s
sys     0m0.012s

注意:sed调用似乎在有更多可用内存的系统上工作得更快(注意用于sed基准测试的数据集更小)

茱莉亚(0.5.0)

$ time julia -e 'print(sum(readdlm("random_numbers")))'
 3.00s user 
 1.39s system 
 136% cpu 
 3.204 total
$  time julia -e 'print(sum(readtable("random_numbers")))'
 0.63s user 
 0.96s system 
 248% cpu 
 0.638 total

注意,在R中,文件I/O方法具有不同的性能。


我不能只是路过……下面是我的Haskell俏皮话。它实际上是相当可读的:

sum <$> (read <$>) <$> lines <$> getContents

不幸的是,没有ghci -e来运行它,所以它需要main函数、打印和编译。

main = (sum <$> (read <$>) <$> lines <$> getContents) >>= print

为了澄清,我们读取整个输入(getContents),按行分割,读取为数字和和。<$>是fmap操作符-我们使用它而不是通常的函数应用程序,因为这一切都发生在IO中。Read需要一个额外的fmap,因为它也在列表中。

$ ghc sum.hs
[1 of 1] Compiling Main             ( sum.hs, sum.o )
Linking sum ...
$ ./sum 
1
2
4
^D
7

下面是一个奇怪的升级,让它与浮动一起工作:

main = ((0.0 + ) <$> sum <$> (read <$>) <$> lines <$> getContents) >>= print
$ ./sum 
1.3
2.1
4.2
^D
7.6000000000000005

在去:

package main

import (
    "bufio"
    "fmt"
    "os"
    "strconv"
)

func main() {
    scanner := bufio.NewScanner(os.Stdin)
    sum := int64(0)
    for scanner.Scan() {
        v, err := strconv.ParseInt(scanner.Text(), 10, 64)
        if err != nil {
            fmt.Fprintf(os.Stderr, "Not an integer: '%s'\n", scanner.Text())
            os.Exit(1)
        }
        sum += v
    }
    fmt.Println(sum)
}

Bash变体

raw=$(cat file)
echo $(( ${raw//$'\n'/+} ))

$ wc -l file
10000 file

$ time ./test
323390

real    0m3,096s
user    0m3,095s
sys     0m0,000s

这里发生了什么?读取一个文件的内容到$raw var中,然后通过将所有新行更改为“+”来从该var创建数学语句


c++“俏皮话”:

#include <iostream>
#include <iterator>
#include <numeric>
using namespace std;

int main() {
    cout << accumulate(istream_iterator<int>(cin), istream_iterator<int>(), 0) << endl;
}

在shell中使用awk,我使用下面的脚本来这样做:

    #!/bin/bash


total=0;

for i in $( awk '{ print $1; }' <myfile> )
do
 total=$(echo $total+$i | bc )
 ((count++))
done
echo "scale=2; $total " | bc

tcl中的一个:

#!/usr/bin/env tclsh
set sum 0
while {[gets stdin num] >= 0} { incr sum $num }
puts $sum

GNU Parallel可以通过将工作负载分散到多个核心来改进上面的许多问题。

在下面的例子中,我们将500个数字的块(——max-lines=500)发送给bc进程,这些进程一次并行执行4个(-j 4)。然后,结果由最终的bc聚合。

time parallel --max-lines=500 -j 4 --pipe "paste -sd+ - | bc" < random_numbers | paste -sd+ - | bc

工作规模和并行过程数量的最佳选择取决于机器和问题。请注意,这种解决方案只有在存在大量并行流程且每个流程都有大量工作时才会真正发挥作用。