赵走x博客
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7、Bash 的算术运算
资源编号:76509
linux
Bash 脚本教程
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Bash 的算术运算
## 算术表达式 `((...))`语法可以进行整数的算术运算。 ```bash $ ((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。 ```bash $ ((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。 ```bash $ (( 3 + 2 )) $ echo $? 0 ``` 上面例子中，`3 + 2`的结果是5，命令就算执行成功，环境变量`$?`为`0`。 如果算术结果为`0`，命令就算执行失败。 ```bash $ (( 3 - 3 )) $ echo $? 1 ``` 上面例子中，`3 - 3`的结果是`0`，环境变量`$?`为`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。 ```bash $ 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`。 ```bash $ echo $((5 / 2)) 2 ``` `++`和`--`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。 ```bash $ 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。 ```bash $ 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。 ```bash $ 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。 ```bash # 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。 ```bash $ 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。 ```bash $ 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。 ```bash $ 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。 ```bash $ 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。 ```bash $ echo $[2+2] 4 ``` ## 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#number`：`base`进制的数。 下面是一些例子。 ```bash $ echo $((0xff)) 255 $ echo $((2#11111111)) 255 ``` 上面例子中，`0xff`是十六进制数，`2#11111111`是二进制数。 ## 位运算 `$((...))`支持以下的二进制位运算符。 - `<<`：位左移运算，把一个数字的所有位向左移动指定的位。 - `>>`：位右移运算，把一个数字的所有位向右移动指定的位。 - `&`：位的“与”运算，对两个数字的所有位执行一个`AND`操作。 - `|`：位的“或”运算，对两个数字的所有位执行一个`OR`操作。 - `~`：位的“否”运算，对一个数字的所有位取反。 - `!`：逻辑“否”运算 - `^`：位的异或运算（exclusive or），对两个数字的所有位执行一个异或操作。 下面是右移运算符`>>`的例子。 ```bash $ echo $((16>>2)) 4 ``` 下面是左移运算符`<<`的例子。 ```bash $ echo $((16<<2)) 64 ``` 下面是`17`（二进制`10001`）和`3`（二进制`11`）的各种二进制运算的结果。 ```bash $ echo $((17&3)) 1 $ echo $((17|3)) 19 $ echo $((17^3)) 18 ``` ## 逻辑运算 `$((...))`支持以下的逻辑运算符。 - `<`：小于 - `>`：大于 - `<=`：小于或相等 - `>=`：大于或相等 - `==`：相等 - `!=`：不相等 - `&&`：逻辑与 - `||`：逻辑或 - `expr1?expr2:expr3`：三元条件运算符。若表达式`expr1`的计算结果为非零值（算术真），则执行表达式`expr2`，否则执行表达式`expr3`。 如果逻辑表达式为真，返回`1`，否则返回`0`。 ```bash $ echo $((3 > 2)) 1 $ echo $(( (3 > 2) || (4 <= 1) )) 1 ``` 三元运算符执行一个单独的逻辑测试。它用起来类似于`if/then/else`语句。 ```bash $ a=0 $ echo $((a<1 ? 1 : 0)) 1 $ echo $((a>1 ? 1 : 0)) 0 ``` 上面例子中，第一个表达式为真时，返回第二个表达式的值，否则返回第三个表达式的值。 ## 赋值运算 算术表达式`$((...))`可以执行赋值运算。 ```bash $ 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。 ```bash $ 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。 ```bash $ echo $(( a<1 ? (a+=1) : (a-=1) )) ``` ## 求值运算 逗号`,`在`$((...))`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。 ```bash $ 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`。 ## expr 命令 `expr`命令支持算术运算，可以不使用`((...))`语法。 ```bash $ expr 3 + 2 5 ``` `expr`命令支持变量替换。 ```bash $ foo=3 $ expr $foo + 2 5 ``` `expr`命令也不支持非整数参数。 ```bash $ 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。
