shell脚本--运算符

shell编程基础（shell脚本学习笔记）

运算符

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Shell中的运算符主要有比较运算符（用于整数比较）、字符串运算符（用于字符串测试）、文件操作运算符（用于文件测试）、逻辑运算符、算术运算符、位运算符、自增自减运算符等。

1.算术运算符

​ 算术运算符指的是加、减、乘、除、余、幂等常见的算术运算，以及加等、减等、乘等、除等、余等复合算术运算。要特别注意的是，Shell只支持整数计算，也就是所有可能产生小数的运算都会舍去小数部分。

常见的算术运算大多需要结合Shell的内建命令let来使用。

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2.位运算符

​ 位运算是基于内存中二进制数据的运算，也就是基于位的运算。常见的位运算有左移运算、右移运算、按位与、按位或、按位非、按位异或等运算。

​ 位运算的左移、右移元素其实就是整数在内存中的“左右移动”，其中左移运算符为<<，右移运算符为>>。

#左移右移运算
#4左移2
[root@localhost ~]# let "value=4<<2"
[root@localhost ~]# echo $value
16
#4右移2
[root@localhost ~]# let "value=4>>2"
[root@localhost ~]# echo $value
1

​ 按位与运算==（&）==，是将两个整数写成二进制的形式，然后同位置相比较，只有当对应的二进制值都为1时，结果才为1。

#按位与运算
[root@localhost ~]# let "value=8&4"
[root@localhost ~]# echo $value
0

​ 按位或运算==（|）==，是将两个整数写成二进制的形式，然后同位置相比较，只要对应的位置有1，结果就为1。

#按位或运算
[root@localhost ~]# let "value=8|4"
[root@localhost ~]# echo $value
12

按位异或运算==（^）==，是将两个整数写成二进制的形式，然后同位置相比较，只要对应的位置同为0或同为1，结果就为0，否则为1。

#按位异或运算
[root@localhost ~]# let "value=10^3"
[root@localhost ~]# echo $value
9

​ 按位非==（~）==的计算方式比较麻烦，这里有个快捷的计算公式：“~a”的值为“-(a+1)”。

#按位非运算
[root@localhost ~]# let "value=~8"
[root@localhost ~]# echo $value
-9

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3.自增自减

​ **自增自减运算主要包括前置自增、前置自减、后置自增、后置自减等。**自增符为“++”，自减符为“–”，操作对象只能是变量，不能是常数或表达式。

[root@localhost ~]# cat add_minus.sh
#!/bin/bash
Add_01=10
Add_02=10
#Add_01前置自增
#也就是先将Add_01自增1变为11，然后赋值给Add_03，即为11
let "Add_03=(++Add_01)"

#Add_02后置自增
#也就是先将当前值赋给Add_04，即10，然后Add_02自增1，即为11
let "Add_04=(Add_02++)"
#打印各变量的值
#按照上面的计算方式，Add_01、Add_02、Add_03为11，Add_04为10
echo Add_01 is:$Add_01
echo Add_02 is:$Add_02
echo Add_03 is:$Add_03
echo Add_04 is:$Add_04

[root@localhost ~]# bash add_minus.sh
Add_01 is:11
Add_02 is:11
Add_03 is:11
Add_04 is:10

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其他运算符

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1.使用$[]做运算

​ $[]和$(())类似，可用于简单的算术运算，以下给出使用方式：

[root@localhost ~]# echo $[1+1]
2
[root@localhost ~]# echo $[2-1]
1
[root@localhost ~]# echo $[2*2]
4
#除法运算，由于是整数操作，舍去小数
[root@localhost ~]# echo $[5/2]
2
#求余运算
[root@localhost ~]# echo $[5%2]
1
#幂运算
[root@localhost ~]# echo $[5**2]
25

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##2.使用expr做运算

​ expr命令也可用于整数运算。和其他算术运算方式不同，expr要求操作数和操作符之间使用空格隔开（否则只会打印出字符串），所以特殊的操作符要使用转义符转义（比如*）。

#操作符和操作数之间没有空格则只会打印出字符串
[root@localhost ~]# expr 1+1
1+1
#使用空格隔开后可以正常计算
[root@localhost ~]# expr 1 + 1
2
#特殊符号（元字符）需要用转义符转义，否则出错
[root@localhost ~]# expr 2 * 2
expr: syntax error
[root@localhost ~]# expr 2 \* 2
4

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3.内建运算命令declare

#例1：不使用declare定义变量
[root@localhost ~]# I=1+1
[root@localhost ~]# echo $I
1+1

#例2：使用declare定义变量
[root@localhost ~]# declare-i J
[root@localhost ~]# J=1+1
[root@localhost ~]# echo $J
2

#注意，Shell中的算术运算要求运算符和操作数之间不能有空格，而是紧密连接的；特殊符号在这里也不需要用转义符转义（比如这里的+号）；如果算术表达式中含有其他变量也不需要用$引用

​ 例1里的变量I未经正式定义便赋值“1+1”，对Shell来说，此时的“1+1”只是一个字符串，和“abc”无异，所以打印出来也只是字符串。

​ 例2中，使用declare显式地定义了整数变量J==（-i参数指定变量为“整数”）==，此时再赋值“1+1”，Shell会将后面的字符串解析成算术运算，所以打印出的值是算术表达式的计算值。

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4.算术扩展

​ 算术扩展是Shell提供的整数变量的运算机制，是Shell的内建命令之一。其基本语法如下：

$((算术表达式))

#显示输出：
echo $((算术表达式))
#例子：计算2*i+1的值
[root@localhost ~]# i=2
[root@localhost ~]# echo $((2*i+1)) #注意这里变量i前并没有$符
5
[root@localhost ~]# echo $((2*(i+1))) #用括号改变运算优先级
6

#变量赋值
var=$((算术表达式))
#例子：将2*i+1的值赋值给变量var
[root@localhost ~]# var=$((2*i+1))
[root@localhost ~]# echo $var
5

#未定义的变量参与算术表达式求值
#若表达式中的变量没有定义，则在计算时，其值会被假设为0（但是并不会真的因此赋0值给该变量）
[root@localhost ~]# echo $((2*(j+1)))
2

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5.使用bc做运算

Linux下的bc正是这样一款专门用于高精度计算的工具。bc的man文件对它的描述是：“一款高精度计算语言（An arbitrary precision calculatorlanguage）”。

​ 在Linux下使用bc最简单的方式是直接输入bc命令，回车后进入bc的交互式界面，闪烁的命令提示符表明现在可以输入表达式了。

[root@localhost ~]# bc
bc 1.06
Copyright 1991-1994,1997,1998,2000 Free Software Foundation,Inc.
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type `warranty'.
a=9
b=5
a+b
14
a-b
4
a*b
45
a/b
1
#事实上，默认情况下bc并不显示小数部分，必须设置要显示的小数位数。
#设置显示的小数位数
scale=3
a/b
1.800

​ 除此之外，bc还支持逻辑运算、比较运算。但是在Shell编程中，往往只需要调用bc的处理结果而不会进入bc的交互界面。好在bc已经考虑到了这种情况，所以它支持批量的处理和以管道方式处理表达式计算。

[root@localhost ~]# cat cal.bc
12*34
34/12
scale=3;34/12
a=1;b=2;a+b
#批量计算
[root@localhost ~]# cat cal.bc | bc
408
2
2.833
3

#直接调用bc计算表达式，并将计算结果赋值给变量以参与后面的计算或判断。
[root@localhost ~]# cat bc.sh
#!/bin/bash
NUM01=10
NUM02=15

TOTAL=$(echo "$NUM01+$NUM02" | bc)
echo $TOTAL

[root@localhost ~]# bash bc.sh
25

关于bc的更多用法可以参考man文件。bc更是一门语言，它有和常规编程语言一样的支持顺序执行、判断、循环等运行机制，还支持自定义函数等，功能非常强大，有兴趣的读者可以深入了解。

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