Linux Bash Shell学习（十五）：变量类型和整型运算

　　本文也即《Learning the bash Shell》3rd Edition的第六章Command-Line Options and Typed varilables之读书笔记之二，但我们将不限于此。

　　在之前，我们涉及的变量基本上是字符串，也有整数，例如便是参数个数的$#。我们可以使用declare来制定变量的属性。

变量类型定义

declare –a name ：表示数组array。

declare –f name ：表示是function的名字。

declare –F name ：同上，但只显示function的名字。这个和上面的具体差异不太明白，但是这两者都很少使用，先不理会它们。

declare –i name ：表示整数

declare –r name ：表示只读。不能使用unset。对于只读变量，也可以使用readonly name 的方式，相当于declare –r name 。readonly可以带三个选项：-f表示这是个function的名字，-p表示打印所有的readonly的名字，-a表示这是个只读的数组。

declare –x name ：同export，即不仅在当前的环境中起作用，也在外部的shell环境中起作用。

整型运算

　　我们可以通过declare -i来定义整型变量。在上一次的学习中，使用了$(($OPTIND - 1))来进行计算$((…))是用于进行整型运算的。在$((…))中，我们并不需要对变量加上$来表示它的值，也不需要预先声明这个变量是个整型。在双引号下也能进行有效运算。下面是个例子：

#declare -i aa=13
aa=13
echo '$((aa-3))'=$((aa-3))
echo '$(($aa-3))'=$(($aa-3))
#date显示日期，date +%j表示今天是年度的第几天，$(command)表示其显示结果
echo "Only $(( (365-$(date +%j)) / 7 )) weeks until the New Year"

　　前面两个echo得到的值都是10，我们也不需要预先声明aa是个整数，因为$((…))已经表明是整型的运算，会自动将字符变为整数。

运算类型和C语言一样。也支持$((x += 2))的格式，包括下面几种操作。在下面的例子中我们引用了上面aa=13。

++ ：$((aa++))为13，并将aa赋值为14，注意使用$(($aa++))会报错，无法解析13++的含义，所以为了简洁并且不产生错误，不在运算式中加入$，如果是$((++aa))为14，并将aa赋值为14，这与C语言是一样的。 -- ：$((aa--))为13，并将aa赋值为12，如果是$((--aa))为12，并将aa赋值为12。 + - * / %：求余：$((aa%5))=3 **：这个在C语言中是没有的，表示Exponentiation，即取幂。例如上面例子中$(($aa**3))相当于13*13*13=2197 << >> & | ~ ! ^

　　还支持逻辑运算，包括<, >, <=, >=,==,!=,&&,||， 这些也与C语言一样。例如$((3>1))为1。这和命令运行return 0表示真是不一样的。一个是逻辑运算的结果，一个是exit status。例如上面$((3>1))为1，逻辑计算结果为1，而执行结果的 exit status为0。这两个概念需要区分。

　　我们在http://blog.csdn.net/flowingflying/archive/2009/12/22/5069646.aspx 中给出同[ … ]进行条件判断的方式，这里>,<,=等符号是用于判断字符串的，表示用于比较数字的，在[ … ]中，如果对数字进行比较，需要使用-lt, –gt, –le, –ge, –eq, –ne 。使用[ … ]，例如if [ 3 –gt 20 ]; then，条件不成立，但是[ 3 > 20 ]，则成立，因为此刻比较的是字符串。所以这是很容易引起混淆的。如果需要表达比较复杂，例如[ /( 3 -gt 2 /) || /( 4 -le 1 /) ]是不太好阅读的。我们需要强调一点：在if [ condition ]; then中，shell对于function或者command是已0来表示成功，因此if也是判断是否为0，这和$(())的数学逻辑运算是不一样的。对于上面的例子，可以使用if [ $(((3 > 2) && (4 <= 1))) = 1 ] ，前面(((3 > 2) && (4 <= 1))) 运算结构为1，然后进行[ str1 = str2 ]的比较，判断是否成立。这样写仍然很麻烦，以及使用if  (((3 > 2) && (4 <= 1))) ，即((…)) 的方式表示。

对于数学运算的赋值，使用$((...))有时显的比较繁复，可以使用let，格式如下：

let intvar =expression

　　let表示expression是个数学运算，无须使用$(())来作进一步表明，这样的赋值方式简洁很多。 等号前后是没有空格的，在expression的表达式中也是没有空格的，如果有空格必须用引号引起来，可以是单引号，也可以是双引号，let x=1+4；let x='1 + 4'；let x="1 + 4"，这三个同样都是给x赋值为5。下面是一个例子，获取指定目录的所占大小空间：

function test1
{
    echo "test1 ${*}"
    for dir in ${*:-.}; do
        if [ -e $dir ]; then
            # du - estimate file space usage，返回block数目
            result=$(du -s $dir | cut -f 1)
            let total=$result*1024
            echo -n "Total for $dir = $total bytes"
            if [ $total -ge 1048576 ]; then
                echo " ($((total/1048576)) Mb )"
            elif [ $total -ge 1024 ]; then
                echo " ($((total/1024)) Kb )"
            fi
        fi
    done
}

  下面是一个较大的例子，使用这本书一直在用的pushd和popd的例子。进行了一些功能加强。当pushnd +n时，将第N个元素移到最上面，并进入该目录，如果没有参数，将最上的两个元素交换，并进入交换后最top的目录，否则安原pushd的处理方式进行处理。如果popnd ＋n，则将第N个元素从stack中删除，其他的同popd的处理。

#获取在stack中第N的参数，从0开始计算，并将前N的存放stackfront，后N的存放在stack中
function getNdirs
{
    echo getNdirs $@
    stackfront=''
    let count=0
    #通过数学计算和数字判度，可以向C那样进行次数的控制，由于for是用于列表元素，所以使用while，循环之后，stackfront存储前N个entry，含N，stack则存贮后面的元素。而target存贮第N个元素
    while [ $count -le $1 ] && [ -n "$stack" ]; do
        # target为stack中最top level的entry，含后面的空格
        target=${stack%${stack#* }}
        # 将最top的entry存放在stackfront的后面   
        stackfront="$stackfront$target"
        # stack为取出最top entry后的值
        stack=${stack#$target}
        let count=count+1
    done
    # 将第N个元素重复从stackfont中移出，则stackfont存贮N之前的元素
    stackfront=${stackfront%$target}
}

# 当pushnd +n时，将第N个元素移到最上面，并进入该目录，如果没有参数，将最上的两个元素交换，并进入交换后最top的目录，否则安pushd的处理方式进行处理。
function pushnd
{
     echo
    echo pushnd $@
    #检查如果是pushnd +n的情况，需要将地N个元素移到最上方   
     if [ $(echo $1 | grep '^+[0-9][0-9]*$') ]; then
        # 将参数1，去除＋，获取n
        let num=${1#+}
        getNdirs $num
        stack="$target$stackfront$stack"
        cd $target
    elif [ -z "$1" ]; then
    # case of pushnd without args; swap top two directories
        firstdir=${stack%% *}
        stack=${stack#* }
        seconddir=${stack%% *}
        stack=${stack#* }
        stack="$seconddir $firstdir $stack"
        cd $seconddir
     else
    # normal case of pushd dirname
        dirname=$1
         # -a等同于 &&
        if [ /( -d $dirname /) -a /( -x $dirname /) ]; then
            stack="$dirname ${stack:-$PWD" "}"
            cd $dirname
        fi
     fi
    echo "stack=$stack"
    echo "directory=$PWD"
}

# 如果popnd ＋n，则将第N个元素从stack中删除，其他的同popd的处理
function popnd
{
    echo
    echo popnd $@

    if [ $(echo $1 | grep '^+[0-9][0-9]*$') ]; then
    # case of popd +n: delete n-th directory from stack
        let num=${1#+}
        getNdirs $num
        stack="$stackfront$stack"
#      cd ${stack%% *}
     else
        if [ -n "$stack" ]; then
            stack=${stack#* }
            if [ -n "$stack" ]; then
                cd ${stack%% *}
            else
                echo "stack becomes empty."
            fi
        else
            echo "stack already empty."
        fi
    fi
     echo "stack=$stack"
    echo "directory=$PWD"
}

pushnd /home
pushnd /etc
pushnd /home/wei/mywork
pushnd +3
pushnd
pushnd +1
popnd +3
popnd
popnd
popnd

for的应用

　　我们希望for和C或者JAVA那样使用，这样在数组的情况下非常方便，格式为：

for (( initialisation ; ending condition ; update ))
do
        statements ...
done

　　如果使用for((;;)) 泽则表示一个无限循环，在statements中可以用break来退出循环。下面是一个九九乘法表的例子：

for (( i=1; i <= 9 ; i++ ))
do
        for (( j=1 ; j <= 9 ; j++ ))
        do
                echo -ne "$(( j * i ))/t"
        done
        echo
done

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