Shell——数学运算

文章目录

1）let操作符

使用let命令可以执行基本的整数算数操作，let命令的使用须遵循以下几点：

只支持整数运算

使用let，变量名之前不需要加$符号

运算符号两侧不能有空格

需要有变量接收let的结果

let支持基本的运算准则：先乘除后加减，括号里的先运算

格式：let res=x+y，x和y需是已被赋值的变量，并且变量需为整数，res用于接收x+y的结果。

自加（++）、自减（- -）操作

自加（++）和自减（- -）会改变变量的值。

自加格式：let x++，let与变量间有空格，变量与++直接不能有空格。

自减格式：let x--，书写规范同理。

[wjj@learning ~]$ x=1
[wjj@learning ~]$ echo $x
1
[wjj@learning ~]$ let x++
[wjj@learning ~]$ echo $x
[wjj@learning ~]$ let x--
[wjj@learning ~]$ echo $x
1

前置++与后置++

C语言中前置++，与后置++有明显的区别：

前置++：先++，再执行

后置++：先执行，最后++

因为Shell是由C语言开发出来的，Shell中的前置++与后置++同样遵循上述原则

例1：

x=1 y=1
let z=(x++)+y;echo "z=$z x=$x y=$y"
z=2 x=2 y=1

显然，后置++的运算优先级较低
如果运算中有++操作，需要用括号括起来
因为是后置++，所以先执行z=x+y，最后再执行x++

例2：

x=1 y=1
let z=(++x)+y;echo "z=$z x=$x y=$y"
z=3 x=2 y=1

前置++优先级较高
先执行++x，再执行x+y

**注意：**自加与自减操作只适用于计算参数x y，不适用于接收let命令的z

+=、-=、*=和/=

Shell中+=与-=操作符与C语言中一致：

let x+=y等同于let x=x+y

let x-=y等同于let x=x-y

let x*=y等同于let x=x*y

let x/=y等同于let x=x/y

2）(( ))操作符

(( ))与let一样，支持基本的整数算数操作，需遵循以下几点：

只支持整数运算

运算写在最内层括号中

运算符号两边可以有空格

可以用变量接收结果，也可以不接收

支持逻辑运算

例1：

echo $((1 + 1))
2
echo $((z = 1 + 1))
2
echo $z
2

括号内的书写规范允许有空格
可以用$提取运算后的结果

例2：

x=1 y=1
echo $((z=(x++)+y))
2
echo $((z += 1))
3

前置++、后置++、+=和-=同样适用

3）[ ] 操作符

[ ]操作符的使用方法与前二者大致一样，遵循：

只支持整数运算

在[]中可以使用$前缀，也可以不使用$访问变量

支持逻辑运算

例1：

echo $[1 + 2]
3
x=$[1 + 2]; echo $x
3

[ ]中允许有空格
可以不用变量接收其计算结果

例2：

y=1
x=$[$y + 1]; echo $x
2

[]中允许访问变量，变量名前需加符号$

例3：

y=1
x=$[$y + ((1+2))]; echo $x
4
x=$(( $y + $[1+2])); echo $x
4

[]中允许访问变量，变量名前需加符号$
[]和(())和相互嵌套使用

4）逻辑判断

Shell中兼容C语言中的逻辑判断，以下符号当在运算中出现时，表示逻辑判断

符号	说明
\|\|或\|	逻辑或
&&或&	逻辑且
>=	大于等于
<=	小于等于
!=	不等于
==	等于判断

当逻辑判断成立时，返回1（true）；条件不成立时，返回0（false）。

(())和[]中同样支持逻辑运算：

a=$[1 > 2 && 1 < 3]；echo $a
0
b=$((1 < 2 || 1 > 3))；echo $b
1

5）expr工具

expr工具同样可以用于基本的算数操作，当然也仅限于整数操作

使用expr运算必须加空格

expr支持逻辑运算

例1：

a=`expr 1 + 2`
a=$(expr $a + 1)

expr每个变量和运算符直接必须有空格

例2：

a=`expr 1 > 2`; echo $a
0

expr同样支持逻辑运算

6）bc工具

bc是一个用于数学运算的高级实用工具，这个精密的计算包含了大量的选项。可以借助它执行浮点数运算并使用一些高级函数。

例1：浮点数计算

echo "4 * 0.5" | bc
2.0

x=10
y=`echo "$x * 0.5" | bc`
echo $x
5.0

bc可以接收操作控制前缀，前缀之间以分号间隔。

例2：设置小数精度

echo "scale=2; 10 / 2 " | bc
5.00

通过参数scale=2将小数位数设为2，因此打印结果保留2位小数。

bc可以实现不同进制的转换功能

例3：进制转换

n=10
#二进制
echo "obase=2;$n" | bc
1010
#八进制
echo "obase=8;$n" | bc
12
#十六进制
echo "obase=16;$n" | bc
A

上述代码演示了十进制数字转换成二进制、八进制和十六进制。

其中obase是输出控制，用来控制输出内容是几进制的；此外，ibase是输入控制，用于控制输入数字的进制

n=1010
#二进制转换成十进制
echo "obase=10;ibase=2;$n" | bc

**注意：ibase需要设置在变量之前！**以下写法都是正确的：

echo "obase=10;ibase=2;$n" | bc

echo "ibase=2;$n;obase=10;" | bc

根据计算机读取命令的特性，这样可以保证计算机在读取变量时，第一时间找到ibase输入控制，否则将默认以十进制进行存储。

例4：计算平方及平方根

echo "sqrt(100)" | bc
10
echo "2^3" | bc
8

bc中还有丰富的数学函数库，通过--mathlib或-l选项使用这些高级函数。

例5：正弦与余弦

#正弦
echo "s(3.1415926/2)" | bc --mathlib
.99999999999999964101
#余弦
echo "c(0)" | bc --mathlib
1.00000000000000000000

bc还可以对文件进行操作

例6：完成文件中的计算

cat > bctest.bc << "EOF"
sqrt($a)
2^3
EOF
cat bctest.bc | bc --mathlib
10.00000000000000000000
8

注意：该方法是把文件通过管道传给bc，因此无法在文件中使用变量，例如：sqrt($a)是无法被识别的。