Shell-算数计算

二月 23, 2021

Shell

算数运算符

expr求值表达式

可以实现整数计算

可以对字符串进行处理(例如计算字符串长度、字符串比较、字符串匹配、字符串提取)

1
2
3

expr 1 + 1 #直接输出结果

res=`expr 1 + 1` #返回结果给res变量

运算符	说明	举例
`+`	加法	`expr $a + $b`结果为3
`-`	减法	`expr $a - $b`结果为-1
`*`	乘法	`expr $a \* $b`结果为2
`/`	除法	`expr $a / $b`结果为2
`%`	取余	`expr $a % $b`结果为0
`=`	赋值	`a=$b`把变量b赋值给变量a

其中a = 1，b = 2

注意：四则运算中使用()也需要转义$ 1 + 1 $

比较运算符

整数比较

运算符eq	说明	举例
`-eq`	equals检测两个数是否相等，相等返回0，否则返回1。	`[ $a -eq $b ]`返回1
`-ne`	not equals检测两个数是否不相等，不相等返回ture	`[ $a -ne $b ]`返回0
`-gt`	greater than 检测左边数是否大于右边数，大于返回0，否则返回1	`[ $a -gt $b ]`返回1
`-lt`	lower than 检测左边数是否小于右边数，小于返回0，否则返回1	`[ $a -lt $b ]`返回0
`-ge`	greater equals检测左边数是否大于等于右边数，大于等于返回0，否则返回1	`[ $a -ge $b ]`返回1
`-le`	lower equals 检测左边数是否小于等于右边数，小于等于返回0，否则返回1	`[ $a -le $b ]`返回0
`<`	检测左边数是否小于右边数，小于返回0，否则返回1	`(($a<$b))`返回1
`<=`	检测左边数是否小于等于右边数，小于等于返回0，否则返回1	`(($a<=$b))`返回0
`>`	检测左边数是否大于右边数，大于返回0，否则返回1	`(($a>=$b))`返回1
`>=`	检测左边数是否大于等于右边数，大于等于返回0，否则返回1	`(($a>=$b))`返回0
`==`	检测两个数是否相等，相等返回0，否则返回1。	`(($a==$b))`返回0
`!=`	检测两个数是否不相等，不相等返回true	`(($a!=$b))`返回1

其中a = 1，b = 1

注意：整数比较运算符仅支持整数运算，不支持浮点数与字符串

[]与 (())的区别：

[]参数为-eq -gt -ge -lt -le ne

()参数为 < <= > >= == !=

字符串比较运算符

可以比较数字与字符串

运算符	说明	举例
`==`或者`=`	相等,用于比较两个字符串或数字,相同返回0	`[ $a == $b ]`返回1 `[ $a = $b ]`返回1 `[[ $a == $b ]]`返回1 `[[ $a = $b ]]`返回1
`!=`	不相等,用于比较两个字符串或数字,不相同返回0	`[ $a != $b ]`返回0 `[[ $a != $b]]`返回0
`<`	小于,用于比较两个字符串或数字,小于返回0,否则返回1	`[ $a \< $b ]`返回0 `[[ $a < $b]]`返回0
`>`	大于,用于比较两个字符串或数字,大于返回0,否则返回1	`[ $a \> $b ]`返回1 `[[ $a > $b]]`返回1
`-z`	检测字符串长度是否为0,为0返回true	[-z “$a”]返回false
`-n`	检测字符串长度是否不为0,不为0返回true	[-n “$a”]返回true
`$`	检测字符串长度是否为空,不为空返回true	[ $a ]返回true

其中a=”abc”,b=”efg”

注意：字符串比较没有<=,但是可以通过[[ "a" < "b" && "a" == "b" ]]

[]与 [[]]的区别：

区别①

[]会有word splitting发生,即将含有空格字符的字符串进行分拆分割后再进行比较

[[]]不会有word splitting发生

区别②

[]不会对<进行转义,需要手动转义

[[]]自动对<进行转义,不需要手动转义

布尔运算符

运算符	说明	举例
`!`	非运算,取反,表达式为true则返回false,否则返回true	`[ ! 表达式 ]`取反
`-o`	or或运算,有一个表达式为true则返回true	`[ 表达式1 -o 表达式2 ]`
`-a`	and与运算,两个表达式都为true才返回true	`[ 表达式1 -a 表达式2 ]`

注意：布尔运算符需要与[]或test命令配合使用才有效

逻辑运算符

运算符	说明	举例
`&&`	逻辑AND	`[[ 表达式1 && 表达式2 ]]`
`\|\|`	逻辑OR	`[[ 表达式1 \|\| 表达式2 ]]`
`!`	逻辑NOT	`[[ ! 表达式 ]]`

注意：

使用&& 与||需要配合[[]]或(())使用,否则会报错(╯▔皿▔)╯

!可以配合[] 或[[]],但是不可以配合(())

逻辑运算符与布尔运算符区别：

布尔运算符：! -o -a 且必须搭配[]或test命令使用

逻辑运算符： || &&且必须搭配[[]]或(())使用,!不能配合(())使用

文件测试运算符

用于检测文件

检测文件是否存在\是否可读\是否可执行\是否为空\是否可写\是否为名录\是否是普通文件

linux系统文件类型

-：普通文件

d：目录文件

l：链接文件

b：块设备文件

对应计算机硬件,以块为单位传输数据

c：字符设备文件

对应计算机硬件,以字符为单位传输数据

p：管道文件

文件属性检测

操作符	说明	举例
`-b file`	检测文件是否为块设备文件,是返回true	`[ -b $file ]`返回false
`-c file`	检测文件是否为字符设备文件,是返回true	`[ -c $file ]`返回false
`-d file`	directory,检测文件是否为目录,是返回true	`[ -d $file ]`返回false
`-f file`	file,检测文件是否为普通文件,是返回true	`[ -f $file ]`返回ture
`-g file`	检测文件是否设置了SGID位,是返回true	`[ -g $file ]`返回false
`-k file`	检测文件是否设置了粘着位,是返回true	`[ -k $file ]`返回false
`-p file`	检测文件是否为有名管道文件,是返回true	`[ -p $file ]`返回false
`-u file`	检测文件是否设置了SUID位,是返回true	`[ -u $file ]`返回false
`-r file`	read,检测文件是否可读,是返回true	`[ -r $file ]`返回true
`-w file`	write,检测文件是否可写,是返回true	`[ -w $file ]`返回true
`-x file`	execute,检测文件是否可执行,是返回true	`[ -x $file ]`返回true
`-s file`	size,检测文件是否为空,是返回true	`[ -s $file ]`返回true
`-e file`	exists,检测文件是否存在,是返回true	`[ -e $file ]`返回true
`file1 -nt file2`	newer than,检测文件1是否比文件2新,是返回true	`[ file1 -nt file2 ]`返回
`file1 -ot file2`	older than,检测文件1是否比文件2旧,是返回true	`[ $file1 -ot file2 ]`返回
`-S file`	socket,检测文件是否为socket,是返回true	`[ -S $file ]`返回false
`-L file`	link,检测文件是否存在并且是一个符号链接,是返回true	`[ -L $file ]`返回false

注意：

配合[]或[[]]均可

file需要为路径字符串

计算命令

expr命令详解

优点：可以直接输出整数表达式结果

缺点：

表达式内引用变量需要使用$

特殊字符需要转义

只能计算一个表达式

#计算语法
expr 1 + 1 #返回2
expr \( 10 + 10 \) \* 2 + 100 #返回140
res=`expr 1 + 1` #输出结果给res变量

#字符串语法
#计算字符串长度
expr length "jiajuu" #返回6
#截取字符串
expr substr "jiajuu" 1 3 #返回jia
#获取第一个字符再字符串出现的位置
expr index "jiajuu" i #返回2
#正则表达式匹配
expr match "jiajuu" ".*a" #返回3
expr "jiajuu" : ".*a" #返回3

(())命令详解

(())可用于进行数学运算表达式的执行

并且可以使用$获取(())表达式命令中的结果

优点：

直接计算表达式，特殊符号不需要转义

可以多个表达式赋值

缺点：需要变量获取结果才能输出

(悄悄话：直接输出计算结果推荐方式（b(￣▽￣)d）)

#计算完成给变量赋值,注意：不需要添加"$",能自动解析变量
((a=1+6))
((b=a-1))
((c=a+b))

#用"(())"前添加"$"获取"(())"命令的结果
a=$((1+6))
b=$((a-1))
c=$((a+b))she

#用"(())"进行逻辑运算,常用于if语句
((a>7 && b==c))

#输出运算结果
echo $((a+10))

#对多个表达式同时进行计算,用","进行分割
((a=3+5,b=a+10))

let命令详解

与(())命令在数字计算方面一样，

let是最简洁的整数运算赋值命令，

但是功能没有(())命令功能强大.let只能用于赋值计算,不能直接输出,也不可以进行条件判断。

优点：赋值简单，特殊符号不需要转义

缺点：无法直接输出结果，需要变量获取结果再输出

(悄悄话：赋值操作推荐方式（b(￣▽￣)d）)

let a=1+6 #计算1+6赋值给变量a

let b=a-1 #将变量a-1赋值给变量b

let c=a+b #将变量a+变量b赋值给变量c

let a=1+6 b=a-1 c=a+b #多个表达式计算赋值

$[]命令详解

和(())、let命令类似，

但是$[]只能进行整数运算，且只能对单个表达式进行计算求值和输出

而且内部不能对变量赋值

优点：赋值简单，特殊符号不需要转义

缺点：不能多表达式运算

a=$[1+6]
b=$[a-1]
c=$[a+b]
echo "$[1+6],$[a-1],$[a+b]"

bc命令详解

Bash Shell内置了对整型运算的支持，但是不提供符点运算

而bc命令可以对符点型进行方便的符点运算，是linux简单的计算器

bc命令不仅可以进行任意精度的符点计算，还能进行进制的转换

1	bc [options] [参数]

options

选项	说明
`-h`	help，帮助信息
`-v`	version，显示命令版本信息
`-l`	mathlib，使用标准数学库，例如使用内置函数就需要使用这个选项
`-i`	interactive，强制交互
`-w`	warn，显示POSIX的警告信息
`-s`	standard，使用POSIX标准来处理
`-q`	quiet，不显示欢迎信息(默认bc启动会有欢迎信息)

参数

指定包含计算任务的文件

1	bc task.txt

task.txt文件

1 2	10867+12345 58+200711

内置变量

变量名	作用
`scale`	指定精度，即小数点后的位数。默认为0，不适用小数部分
`ibase`	指定输入的数字进制。默认为十进制
`obase`	指定输出的数字进制。默认为十进制
`last`或者`.`	获取最近计算打印结果的数字

内置数学函数

需要把options设为-i，才能使用内置数学函数

函数名	作用
`s(x)`	计算x的正弦值，x是弧度值
`c(x)`	计算x的余弦值，x是弧度值
`a(x)`	计算x的反正切值，返回弧度值
`l(x)`	计算x的自然对数
`e(x)`	计算e的x次方
`j(n,x)`	计算从n到x的阶数

借助管道使用bc运算

#直接进行bc的表达式
echo "scale=2;9*6/3.3" | bc

#引用Shell变量
a=2
echo "b=$a+2;b" | bc #其中的b是bc命令中的变量，不是Shell变量

#将bc计算结果赋值给Shell变量
value = `ehco "1+1" | bc` #所有linux系统均支持的方式
value = $(ehco "1+1" | bc) #不是所有linux均支持

表达式必须符合bc命令要求的公式

表达式可以引用shell变量

输入重定向到bc运算

特点类似于文件中输入，支持多行表达式（b(￣▽￣)d）

#方式一，使用``
value=`bc << EOF
ibase=10;
obase=2;
b=9*9
EOF
`

#方式二，使用$()
value=$(bc << EOF
ibase=10;
obase=2;
b=9*9
EOF
)

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