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Shell数学计算(算术运算,加减乘除运算)

如果要执行算术运算(数学计算),就离不开各种运算符号,和其他编程语言类似,Shell 也有很多算术运算符,下面就给大家介绍一下常见的 Shell 算术运算符,如下表所示。

Shell 算术运算符一览表
算术运算符 说明/含义
+、- 加法(或正号)、减法(或负号)
*、/、% 乘法、除法、取余(取模)
** 幂运算
++、-- 自增和自减,可以放在变量的前面也可以放在变量的后面
!、&&、|| 逻辑非(取反)、逻辑与(and)、逻辑或(or)
<、<=、>、>= 比较符号(小于、小于等于、大于、大于等于)
==、!=、= 比较符号(相等、不相等;对于字符串,= 也可以表示相当于)
<<、>> 向左移位、向右移位
~、|、 &、^ 按位取反、按位或、按位与、按位异或
=、+=、-=、*=、/=、%= 赋值运算符,例如 a+=1 相当于 a=a+1,a-=1 相当于 a=a-1

但是,Shell 和其它编程语言不同,Shell 不能直接进行算数运算,必须使用数学计算命令,这让初学者感觉很困惑,也让有经验的程序员感觉很奇葩。

下面我们先来看一个反面的例子:

[c.biancheng.net]$ echo 2+8
2+8
[c.biancheng.net]$ a=23
[c.biancheng.net]$ b=$a+55
[c.biancheng.net]$ echo $b
23+55
[c.biancheng.net]$ b=90
[c.biancheng.net]$ c=$a+$b
[c.biancheng.net]$ echo $c
23+90

从上面的运算结果可以看出,默认情况下,Shell 不会直接进行算术运算,而是把+两边的数据(数值或者变量)当做字符串,把+当做字符串连接符,最终的结果是把两个字符串拼接在一起形成一个新的字符串。

这是因为,在 Bash Shell 中,如果不特别指明,每一个变量的值都是字符串,无论你给变量赋值时有没有使用引号,值都会以字符串的形式存储。

换句话说,Bash shell 在默认情况下不会区分变量类型,即使你将整数和小数赋值给变量,它们也会被视为字符串,这一点和大部分的编程语言不同。

这一点我们已在《Shell变量》中提到,读者可以猛击链接回忆。

数学计算命令

要想让数学计算发挥作用,必须使用数学计算命令,Shell 中常用的数学计算命令如下表所示。

Shell 中常用的六种数学计算方式
运算操作符/运算命令 说明
(( )) 用于整数运算,效率很高,推荐使用
let 用于整数运算,和 (()) 类似。
$[] 用于整数运算,不如 (()) 灵活。
expr 可用于整数运算,也可以处理字符串。比较麻烦,需要注意各种细节,不推荐使用。
bc Linux下的一个计算器程序,可以处理整数和小数。Shell 本身只支持整数运算,想计算小数就得使用 bc 这个外部的计算器。
declare -i 将变量定义为整数,然后再进行数学运算时就不会被当做字符串了。功能有限,仅支持最基本的数学运算(加减乘除和取余),不支持逻辑运算、自增自减等,所以在实际开发中很少使用。
如果大家时间有限,只学习 (()) 和 bc 即可,不用学习其它的了:(()) 可以用于整数计算,bc 可以小数计算。
在接下来的章节中,我们将逐一为大家讲解 Shell 中的各种运算符号及运算命令。

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