Shell中的算术运算

shell

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以下方法都可以进行变量的数值（除了bc，其余的方法只能够进行整数运算）计算。

1、使用expr指令

expr指令一般用于整数值，但也可用于字符串，用来求表达式的值。同时，expr也是一个命令行计算器。

指令格式：expr Expression

#需要注意：运算符两边都要有空格，也就是说两个运算值以及运算符之间要用空格隔开。
[root@MySQL-E ~]# expr 2 + 50
52
[root@MySQL-E ~]# expr 2 \* 50
100
#对于乘法运算符需要转意，而除法及取余运算符则无需转意。
#目前还不支持幂运算。

#还可以使用expr在循环控制语句中进行增量计算。首先，循环初始化为0，然后循环值加1，并使用反引号。
#但是，这样的用法执行效率不佳，应避免使用。
[root@WEB-A1 test]# i=0
[root@WEB-A1 test]# i=`expr $i + 1`
[root@WEB-A1 test]# echo $i
1

还可以将中括号与expr相结合来使用：

expr $[Expression]

#中括号内的表达式书写对于空格并不敏感，书写要求比较宽松。
#其实如果将下面示例中的expr替换为echo，也是没有问题的，根本上讲，还是属于中括号本身的用法。
[root@WEB-A1 test]# expr $[2+3]
5
[root@WEB-A1 test]# expr $[2 ** 3]
8

特殊用法：
用法一：判断文件扩展名

expr STRING : REGEXP    anchored pattern match of REGEXP in STRING

[root@WEB-A1 test]# cat file.sh        
#!/bin/sh
#请注意判断表达式的写法，尽量遵循这种形式的写法。该方法适合判断文件扩展名。
if expr "$1" : ".*\.html" &>/dev/null
then
   echo "This is a HTML file!"
else
   echo "This is not a HTML file!"
fi
[root@WEB-A1 test]# sh file.sh index.html
This is a HTML file!
[root@WEB-A1 test]# sh file.sh index.asp
This is not a HTML file!

用法二：判断是否为整数

[root@WEB-A1 ~]# expr 1 + 2
3
[root@WEB-A1 ~]# expr 1 + 2.5
expr: non-numeric argument
[root@WEB-A1 ~]# expr 1 + a
expr: non-numeric argument
#如果运算参数不是整数，则会出现报错信息，换句话讲，就是返回码$?不为0。因此，我们可以利用这个原理来进行是否为整数的判断。
[root@WEB-A1 test]# cat test_integer.sh 
#!/bin/sh
expr $1 + 1 &>/dev/null
if [ $? -eq 0 ]
then
   echo "This arg is a integer!"
else
   echo "Non-integer!"
fi
[root@WEB-A1 test]# sh test_integer.sh 5
This arg is a integer!
[root@WEB-A1 test]# sh test_integer.sh e
Non-integer!

2、使用$((...))

这是比较常用的方法。只需要把算术表达式放入双小括号内即可。
常用运算符：

#左右的两个括号之间不能有空格，而对于表达式的书写要求较为宽松，运算值及运算符两边有无空格均可。
[root@MySQL-E ~]# echo $((5+2))
7
[root@MySQL-E ~]# answer=$(( 10*5 ))
[root@MySQL-E ~]# echo $answer
50

注意细节：如果是打印输出或是取值，则双小括号前面要加上美元符号（$），如果仅仅是计算或作为条件进行判断，则不能使用$符号。另外，该方法对于书写的要求比较宽松。

[root@WEB-A1 test]# ((a=5+10*2-4%3))    #单纯的进行计算。
[root@WEB-A1 test]# echo $a
24
[root@WEB-A1 test]# echo $((a+=1))
25
#自增符号在后面（后缀式），则先引用后自增：前缀式是先加1再使用；后缀式是先使用再加1。
#自减运算：前缀式是先减1再使用；后缀式是先使用再减1。
#在自增或自减运算中，要分清表达式的值和变量的值。
[root@WEB-A1 test]# echo $((a++))
25
[root@WEB-A1 test]# echo $a
26

[root@WEB-A1 test]# cat bijiao.sh
#!/bin/sh
a=10
b=20
if ((a<b))    #将比较结果作为判断的条件。
then
   echo "a<b"
fi
[root@WEB-A1 test]# sh bijiao.sh 
a<b

#还有下面的用法，即输出判断结果，1表示成立（真），0表示不成立（假）：
[root@WEB-A1 test]# echo $((3>2))
1
[root@WEB-A1 test]# echo $((3<2))
0

3、使用$[...]

#书写要求较为宽松，运算值及运算符两边有无空格均可。
[root@MySQL-E ~]# echo $[4+6]
10
[root@MySQL-E ~]# answer=$[ 10-4 ]
[root@MySQL-E ~]# echo $answer    
6

对于上面三种方法的小结：
注意，首先要求参加运算的数值必须为整数。

#加法（减法同）：
[root@MySQL-E ~]# f1=`expr 4 + 5`
[root@MySQL-E ~]# f2=$((4+5))
[root@MySQL-E ~]# f3=$[4+5]
[root@MySQL-E ~]# echo $f1 $f2 $f3
9 9 9

#乘法（expr指令需要对运算符转意）：
[root@MySQL-E ~]# f1=`expr 4 \* 5`
[root@MySQL-E ~]# f2=$((4*5))
[root@MySQL-E ~]# f3=$[4*5]
[root@MySQL-E ~]# echo $f1 $f2 $f3
20 20 20

#除法（expr指令需要对运算符转意）：
[root@MySQL-E ~]# f1=`expr 20 \/ 4`
[root@MySQL-E ~]# f2=$((20/4))
[root@MySQL-E ~]# f3=$[20/4]
[root@MySQL-E ~]# echo $f1 $f2 $f3 
5 5 5

#取模运算：
[root@MySQL-E ~]# f1=`expr 20 \% 6`
[root@MySQL-E ~]# f2=$((20%6))
[root@MySQL-E ~]# f3=$[20%6]
[root@MySQL-E ~]# echo $f1 $f2 $f3 
2 2 2

#幂运算：expr指令没有幂运算。
[root@MySQL-E ~]# f2=$((10**3))
[root@MySQL-E ~]# f3=$[10**3]
[root@MySQL-E ~]# echo $f2 $f3    
1000 1000

4、使用let指令

指令格式：let arg [arg ...]     每个参数都是一个求值的算术表达式。

[root@MySQL-E ~]# n=10
[root@MySQL-E ~]# let n=n+1
[root@MySQL-E ~]# echo $n
11
#使用let命令可以使后面所接的参数，或者说是表达式，进行算数运算。

5、使用bc

首先，bc是一个支持浮点数，功能完备的计算器。其次，其使用方式有两种，一种是直接进入bc的运行界面，进行运算操作；另一种是在命令行中通过echo及管道符向其输送操作指令进行运算。

#第一种使用方法不在此介绍。我们来看第二种使用方法：
[root@WEB-A1 ~]# echo "5+5"|bc
10
[root@WEB-A1 ~]# echo "0.618+3.14"|bc
3.758

实例：计算从1加到10的结果

#方法一，可以使用循环语句：
[root@WEB-A1 test]# cat 1-10.sh   
#!/bin/sh
SUM=0
for ((i=1;i<=10;i++))
do
   SUM=$(($SUM+$i))
done
echo $SUM
[root@WEB-A1 test]# sh 1-10.sh 
55
#方法二，更为简洁的方法是使用seq以及bc命令相结合：
[root@WEB-A1 test]# echo `seq -s + 10`|bc
55
#或者也可以这样：
[root@WEB-A1 test]# echo {1..10}|sed 's# #+#g'|bc
55
#方法三，这是最简单的方法了：
[root@WEB-A1 test]# echo $((`seq -s + 10`))
55
#除此之外，还有许多的方法，但基本思路是一样的。

对于+1操作，可以使用下面的方法：

[root@MySQL-E ~]# m=9
[root@MySQL-E ~]# m=$[m + 1];echo $m
10
[root@MySQL-E ~]# m=9
[root@MySQL-E ~]# m=`expr $m + 1`;echo $m
10
[root@MySQL-E ~]# m=9
[root@MySQL-E ~]# m=$(($m + 1));echo $m
10
[root@MySQL-E ~]# m=9
[root@MySQL-E ~]# let m=m+1;echo $m
10
#当然了，这样可不行呦~
[root@MySQL-E ~]# m=9
[root@MySQL-E ~]# m=$m+1
[root@MySQL-E ~]# echo $m
9+1

程序实例：从1加到100

#!/bin/sh
i=1
sum=0
while [ $i -le 100 ]
do
   sum=`expr $sum + $i`
   i=`expr $i + 1`
done
echo $sum