1.算数运算 - wolai 笔记
原生bash不支持简单的数学运算,但是可以通过其他命令来实现,例如 awk 和 expr,expr 最常用。expr 是一款表达式计算工具,使用它能完成表达式的求值操作

1.算术表达式

((...))语法可以进行整数的算术运算。
$ ((foo = 5 + 5))
$ echo $foo
10
((...))会自动忽略内部的空格,所以下面的写法都正确,得到同样的结果。
$ ((2+2))
$ (( 2+2 ))
$ (( 2 + 2 ))
这个语法不返回值,命令执行的结果根据算术运算的结果而定。只要算术结果不是0,命令就算执行成功。
$ (( 3 + 2 ))
$ echo $?
0
上面例子中,3 + 2的结果是5,命令就算执行成功,环境变量$?0
如果算术结果为0,命令就算执行失败。
$ (( 3 - 3 ))
$ echo $?
1
上面例子中,3 - 3的结果是0,环境变量$?1,表示命令执行失败。
如果要读取算术运算的结果,需要在((...))前面加上美元符号$((...)),使其变成算术表达式,返回算术运算的值。
$ echo $((2 + 2))
4
((...))语法支持的算术运算符如下。
  • +:加法
  • -:减法
  • *:乘法
  • /:除法(整除)
  • %:余数
  • **:指数
  • ++:自增运算(前缀或后缀)
  • --:自减运算(前缀或后缀)
注意,除法运算符的返回结果总是整数,比如5除以2,得到的结果是2,而不是2.5
$ echo $((5 / 2))
2
++--这两个运算符有前缀和后缀的区别。作为前缀是先运算后返回值,作为后缀是先返回值后运算。
$ i=0
$ echo $i
0
$ echo $((i++))
0
$ echo $i
1
$ echo $((++i))
2
$ echo $i
2
上面例子中,++作为后缀是先返回值,执行echo命令,再进行自增运算;作为前缀则是先进行自增运算,再返回值执行echo命令。
$((...))内部可以用圆括号改变运算顺序。
$ echo $(( (2 + 3) * 4 ))
20
上面例子中,内部的圆括号让加法先于乘法执行。
$((...))结构可以嵌套。
$ echo $(((5**2) * 3))
75
# 等同于
$ echo $(($((5**2)) * 3))
75
这个语法只能计算整数,否则会报错。
# 报错
$ echo $((1.5 + 1))
bash: 语法错误
$((...))的圆括号之中,不需要在变量名之前加上$,不过加上也不报错。
$ number=2
$ echo $(($number + 1))
3
上面例子中,变量number前面有没有美元符号,结果都是一样的。
如果在$((...))里面使用字符串,Bash 会认为那是一个变量名。如果不存在同名变量,Bash 就会将其作为空值,因此不会报错。
$ echo $(( "hello" + 2))
2
$ echo $(( "hello" * 2))
0
上面例子中,"hello"会被当作变量名,返回空值,而$((...))会将空值当作0,所以乘法的运算结果就是0。同理,如果$((...))里面使用不存在的变量,也会当作0处理。
如果一个变量的值为字符串,跟上面的处理逻辑是一样的。即该字符串如果不对应已存在的变量,在$((...))里面会被当作空值。
$ foo=hello
$ echo $(( foo + 2))
2
上面例子中,变量foo的值是hello,而hello也会被看作变量名。这使得有可能写出动态替换的代码。
$ foo=hello
$ hello=3
$ echo $(( foo + 2 ))
5
上面代码中,foo + 2取决于变量hello的值。
最后,$[...]是以前的语法,也可以做整数运算,不建议使用。
$ echo $[2+2]
4

2.数值的进制

Bash 的数值默认都是十进制,但是在算术表达式中,也可以使用其他进制。
  • number:没有任何特殊表示法的数字是十进制数(以10为底)。
  • 0number:八进制数。
  • 0xnumber:十六进制数。
  • base#numberbase进制的数。
下面是一些例子。
$ echo $((0xff))
255
$ echo $((2#11111111))
255
上面例子中,0xff是十六进制数,2#11111111是二进制数。

3.赋值运算

算术表达式$((...))可以执行赋值运算。
$ echo $((a=1))
1
$ echo $a
1
上面例子中,a=1对变量a进行赋值。这个式子本身也是一个表达式,返回值就是等号右边的值。
$((...))支持的赋值运算符,有以下这些。
  • parameter = value:简单赋值。
  • parameter += value:等价于parameter = parameter + value
  • parameter -= value:等价于parameter = parameter – value
  • parameter *= value:等价于parameter = parameter * value
  • parameter /= value:等价于parameter = parameter / value
  • parameter %= value:等价于parameter = parameter % value
  • parameter <<= value:等价于parameter = parameter << value
  • parameter >>= value:等价于parameter = parameter >> value
  • parameter &= value:等价于parameter = parameter & value
  • parameter |= value:等价于parameter = parameter | value
  • parameter ^= value:等价于parameter = parameter ^ value
下面是一个例子。
$ foo=5
$ echo $((foo*=2))
10
如果在表达式内部赋值,可以放在圆括号中,否则会报错。
$ echo $(( a<1 ? (a+=1) : (a-=1) ))

4.求值运算

逗号,$((...))内部是求值运算符,执行前后两个表达式,并返回后一个表达式的值
$ echo $((foo = 1 + 2, 3 * 4))
12
$ echo $foo
3
上面例子中,逗号前后两个表达式都会执行,然后返回后一个表达式的值12

5.expr 命令

expr命令支持算术运算,可以不使用((...))语法。
$ expr 3 + 2
5
expr命令支持变量替换。
$ foo=3
$ expr $foo + 2
5
expr命令也不支持非整数参数。
$ expr 3.5 + 2
# expr: 非整数参数
上面例子中,如果有非整数的运算,expr命令就报错了。

6.let 命令

let命令用于将算术运算的结果,赋予一个变量。
$ let x=2+3
$ echo $x
5
上面例子中,变量x等于2+3的运算结果。
注意,x=2+3这个式子里面不能有空格,否则会报错。let命令的详细用法参见《变量》一章。

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