自學Linux Shell11.5-執行數字運算

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11.5-執行數字運算

1. Shell基本運算符

Shell 和其餘編程語言同樣，支持多種運算符，包括：

• 算數運算符
• 關係運算符
• 布爾運算符
• 字符串運算符
• 文件測試運算符

原生bash不支持簡單的數學運算，可是能夠經過其餘命令來實現，例如 awk 和 expr，expr 最經常使用。

expr 是一款表達式計算工具，使用它能完成表達式的求值操做。

例如，兩個數相加(注意使用的是反引號 ` 而不是單引號 ')：

注意：

• 表達式和運算符之間要有空格，例如 2+2 是不對的，必須寫成 2 + 2，這與咱們熟悉的大多數編程語言不同。
• 完整的表達式要被 ` ` 包含，注意這個字符不是經常使用的單引號，在 Esc 鍵下邊。

1.1 算數運算符

下表列出了經常使用的算術運算符，假定變量 a 爲 10，變量 b 爲 20：

運算符	說明	舉例
+	加法	`expr $a + $b` 結果爲 30。
-	減法	`expr $a - $b` 結果爲 -10。
*	乘法	`expr $a \* $b` 結果爲  200。
/	除法	`expr $b / $a` 結果爲 2。
%	取餘	`expr $b % $a` 結果爲 0。
=	賦值	a=$b 將把變量 b 的值賦給 a。
==	相等。用於比較兩個數字，相同則返回 true。	[ $a == $b ] 返回 false。
!=	不相等。用於比較兩個數字，不相同則返回 true。	[ $a != $b ] 返回 true。

 

注意：

• 乘號(*)前邊必須加反斜槓(\)才能實現乘法運算；
• if...then...fi 是條件語句，後續將會講解。
• 在 MAC 中 shell 的 expr 語法是：$((表達式))，此處表達式中的 "*" 不須要轉義符號 "\" 。

1.2 關係運算符

關係運算符只支持數字，不支持字符串，除非字符串的值是數字。

下表列出了經常使用的關係運算符，假定變量 a 爲 10，變量 b 爲 20：

運算符	說明	舉例
-eq	檢測兩個數是否相等，相等返回 true。	[ $a -eq $b ] 返回 false。
-ne	檢測兩個數是否不相等，不相等返回 true。	[ $a -ne $b ] 返回 true。
-gt	檢測左邊的數是否大於右邊的，若是是，則返回 true。	[ $a -gt $b ] 返回 false。
-lt	檢測左邊的數是否小於右邊的，若是是，則返回 true。	[ $a -lt $b ] 返回 true。
-ge	檢測左邊的數是否大於等於右邊的，若是是，則返回 true。	[ $a -ge $b ] 返回 false。
-le	檢測左邊的數是否小於等於右邊的，若是是，則返回 true。	[ $a -le $b ] 返回 true。

 

1.3 布爾運算符

下表列出了經常使用的布爾運算符，假定變量 a 爲 10，變量 b 爲 20：

運算符	說明	舉例
!	非運算，表達式爲 true 則返回 false，不然返回 true。	[ ! false ] 返回 true。
-o	或運算，有一個表達式爲 true 則返回 true。	[ $a -lt 20 -o $b -gt 100 ] 返回 true。
-a	與運算，兩個表達式都爲 true 才返回 true。	[ $a -lt 20 -a $b -gt 100 ] 返回 false。

1.4 邏輯運算符

如下介紹 Shell 的邏輯運算符，假定變量 a 爲 10，變量 b 爲 20:

運算符	說明	舉例
&&	邏輯的 AND	[[ $a -lt 100 && $b -gt 100 ]] 返回 false
||	邏輯的 OR	[[ $a -lt 100 || $b -gt 100 ]] 返回 true

 1.5 字符串運算符

下表列出了經常使用的字符串運算符，假定變量 a 爲 "abc"，變量 b 爲 "efg"：

運算符	說明	舉例
=	檢測兩個字符串是否相等，相等返回 true。	[ $a = $b ] 返回 false。
!=	檢測兩個字符串是否相等，不相等返回 true。	[ $a != $b ] 返回 true。
-z	檢測字符串長度是否爲0，爲0返回 true。	[ -z $a ] 返回 false。
-n	檢測字符串長度是否爲0，不爲0返回 true。	[ -n "$a" ] 返回 true。
str	檢測字符串是否爲空，不爲空返回 true。	[ $a ] 返回 true。

 1.6 文件測試運算符

文件測試運算符用於檢測 Unix 文件的各類屬性。

屬性檢測描述以下：

操做符	說明	舉例
-b file	檢測文件是不是塊設備文件，若是是，則返回 true。	[ -b $file ] 返回 false。
-c file	檢測文件是不是字符設備文件，若是是，則返回 true。	[ -c $file ] 返回 false。
-d file	檢測文件是不是目錄，若是是，則返回 true。	[ -d $file ] 返回 false。
-f file	檢測文件是不是普通文件（既不是目錄，也不是設備文件），若是是，則返回 true。	[ -f $file ] 返回 true。
-g file	檢測文件是否設置了 SGID 位，若是是，則返回 true。	[ -g $file ] 返回 false。
-k file	檢測文件是否設置了粘着位(Sticky Bit)，若是是，則返回 true。	[ -k $file ] 返回 false。
-p file	檢測文件是不是有名管道，若是是，則返回 true。	[ -p $file ] 返回 false。
-u file	檢測文件是否設置了 SUID 位，若是是，則返回 true。	[ -u $file ] 返回 false。
-r file	檢測文件是否可讀，若是是，則返回 true。	[ -r $file ] 返回 true。
-w file	檢測文件是否可寫，若是是，則返回 true。	[ -w $file ] 返回 true。
-x file	檢測文件是否可執行，若是是，則返回 true。	[ -x $file ] 返回 true。
-s file	檢測文件是否爲空（文件大小是否大於0），不爲空返回 true。	[ -s $file ] 返回 true。
-e file	檢測文件（包括目錄）是否存在，若是是，則返回 true。	[ -e $file ] 返回 true。

2. 執行數學運算

2.1 整數數學運算兩種途徑:

• expr命令   （比較笨拙，前面已經介紹過）
• 將一個數字運算符結果賦值給某個變量時，使用$[ 運算表達式 ] 

 

 2.2 浮點數解決辦法

最多見的方案使用內建的bash計算器，叫作bc

bash計算器容許在命令行中輸入浮點表達式，而後解釋並計算該表達式，最後返回結果。
bash計算器可以識別如下：

• 數字（整數和浮點數）
• 變量（簡單變量和數組）
• 註釋
• 表達式
• 變成語句
• 函數

退出bash計算器，必須輸入quit。浮點運算是由內建變量scale控制的。