shell變量的數值計算詳解

如果要執行算術運算，就會離不開各種運算符號，和其他編程語言類似，Shell也有很多算術運算符。

常見的運算符號，如圖：

常見的運算命令，如圖：

下面詳細介紹一下，各種運算命令的詳細用法：

一、雙小括號“（（））”數值運算命令

雙小括號“（（））”的作用是進行數值運算與數值比較，它的效率很高，用法靈活，是企業場景中運維人員經常採用的運算操作符，具體操作語法，如圖：

詳細介紹其使用方法：

進行簡單的運算，如下：

[root@localhost ~]# echo $((1+1))
2
//計算1+1的結果再輸入
[root@localhost ~]# ((i=5))
[root@localhost ~]# ((i=i*2))
[root@localhost ~]# echo $i
10
//首先定義i的值，其次進行運算，最後輸出結果

稍微複雜一些的綜合運算，如下：

[root@localhost ~]# ((a=1+2**3-4%3)) && echo $a
8
//“**”表示幾次方的意思，“%”表示取餘的意思
//計算順序就是先乘除再加減，
//最後通過echo輸出結果

特殊符號運算示例：

[root@localhost ~]# a=1
[root@localhost ~]# echo $((a=a+1))
2
//將“a+1”重新賦值給a，然後輸出結果
[root@localhost ~]# echo $((a+=1))
3
//“+=”表示“a=a+1”，重新複製給a
[root@localhost ~]# echo $((a**2))
9
//“**”表示冪次方，現在a的值是3，平方當然是9

利用“（（））”雙括號進行比較及判斷示例：

[root@localhost ~]# echo $((1<2))
1
//1表示結果的成立的，相反，0則表示結果不成立
[root@localhost ~]# echo $((2<1))
0

上面示例中所涉及到的數字及變量必須爲整數，不能是小數點及字符串。

特殊符號“++”、“--”所表示的含義：

[root@localhost ~]# a=10
[root@localhost ~]# echo $((a++))
10
[root@localhost ~]# echo $a
11
[root@localhost ~]# echo $((a--))
11
[root@localhost ~]# echo $a
10
[root@localhost ~]# echo $((--a))
9
[root@localhost ~]# echo $a
9
[root@localhost ~]# echo $((++a))
10
[root@localhost ~]# echo $a
10

通過示例可以看出：執行echo$（（a++））和echo$（（a--））命令輸出整個表達式時，輸出的值即爲a的值，表達式執行完畢後，會對a進行++、--的運算，而執行echo$（（++a））和echo$（（--a））命令輸出整個表達式時，會先對a進行++、--的運算，然後再輸出表達式的值，即爲a運算後的值。

“（（））”表達式在命令行執行時不需要加$符號，直接使用（（6%2））形式即可，但是如果需要輸出，就要加$符，例如：echo$（（6%2））。
·“（（））”裏的所有字符之間沒有空格、有一個或多個空格都不會影響結果。

shell腳本小示例：

簡單的複雜運算的腳本

第一種，不太實用：

[root@bogon ~]# vim test.sh
#!/bin/bash
a=6
b=2
echo "$a-$b=$(($a-$b))"
echo "$a+$b=$(($a+$b))"
echo "$a*$b=$(($a*$b))"
echo "$a/$b=$(($a/$b))"
echo "$a**$b=$(($a**$b))"
echo "$a%$b=$(($a%$b))"
[root@bogon ~]# sh test.sh
6-2=4
6+2=8
6*2=12
6/2=3
6**2=36
6%2=0

第二種，實用：

[root@bogon ~]# vim test1.sh 
#!/bin/bash
echo "$1-$2=$(($1-$2))"
echo "$1+$2=$(($1+$2))"
echo "$1*$2=$(($1*$2))"
echo "$1/$2=$(($1/$2))"
echo "$1**$2=$(($1**$2))"
echo "$1%$2=$(($1%$2))"
[root@bogon ~]# sh test1.sh 10 2
10-2=8
10+2=12
10*2=20
10/2=5
10**2=100
10%2=0

使用read命令等待輸入，

第一種方法：

[root@bogon ~]# vim test2.sh
#!/bin/bash
print_usage(){
#定義一個整數
        printf "Please enter an integer\n"
        #打印信息“請輸入一個整數”
        exit 1
        #返回值爲1，退出腳本
}
read -p "Please input first number:" A
#請輸入第一個數字
if [ -n "`echo ${A}|sed 's/[0-9]//g'`" ]
#判斷是否爲整數，用0-9替換$A的值，進而判斷是否爲數字
then
        print_usage
        #如果上述變量值不爲空，說明不是整數，則調用用戶幫助函數
fi
read -p "Please input the operators:" B
#請輸入操作符
if [ "${B}" != "+" ] && [ "${B}" != "-" ] && [ "${B}" != "*" ] && [ "${B}" != "/" ] && [ "${B}" != "%" ] && [ "${B}" != "**" ]
#判斷輸入的內容是否爲+、-、*、/、%、**
then
        echo "Please use{+|-|*|/|%|**}"
        #如果操作符不符合要求，則給出提示
        exit 2
        #因爲不符合要求，因此以返回值爲2退出腳本，表示錯誤
fi
read -p "Please input second number: " C
#請輸入第二個數字
if [ -n "`echo ${C}|sed 's/[0-9]//g'`" ]
#判斷是否爲整數，用0-9替換$C的值，進而判斷是否爲數字
then
        print_usage
        #如果上述變量值不爲空，說明不是整數，則調用用戶幫助函數
fi
echo "${A}${B}${C}=$((${A}${B}${C}))"
#最後輸出結果
[root@bogon ~]# sh test2.sh
Please input first number:10
Please input the operators:/
Please input second number: 2
10/2=5

第二種：

[root@bogon ~]# vim test3.sh
#!/bin/bash
print_usage(){
    printf $"USAGE:$0 NUM1 {+|-|*|/} NUM2\n"
    #打印幫助信息
    exit 1
}
if [ $# -ne 3 ]
#如果腳本傳入的參數個數不等於3個（因爲要輸入兩個數字及一個運算符號）。
then
    print_usage
    #則調用用戶幫助函數。
fi
A=$1
C=$3
B=$2
if [ -n "`echo ${A}|sed 's/[0-9]//g'`" ]
then
    print_usage
fi
if [ "${B}" != "+" ] && [ "${B}" != "-" ] && [ "${B}" != "*" ] && [ "${B}" != "/" ]
#判斷第二個輸入的操作符是否爲+、-、*、/
then
    print_usage
fi
if [ -n "`echo ${C}|sed 's/[0-9]//g'`" ]
then
    print_usage
fi
echo "${A}${B}${C}=$((${A}${B}${C}))"
[root@bogon ~]# sh test3.sh 10 + 2
10+2=12
[root@bogon ~]# sh test3.sh 10 - 2
10-2=8
[root@bogon ~]# sh test3.sh 10 \* 2
10*2=20
[root@bogon ~]# sh test3.sh 10 / 2
10/2=5

最簡單、高效的一種辦法就是：

[root@bogon ~]# cat test4.sh
echo $(($1))
//利用兩個雙括號計算
[root@bogon ~]# sh test4.sh 5+5
10
[root@bogon ~]# sh test4.sh "5 + 5"
10
//如果帶空格使用雙引號

二、let運算命令用法

let賦值表達式的功能等同於“（（賦值表達式））”
比如：

[root@bogon ~]# i=2
[root@bogon ~]# i=i+8
[root@bogon ~]# echo $i
i+8
//開頭不用let，輸出時並不會輸出計算結果
[root@bogon ~]# unset i
[root@bogon ~]# i=2
[root@bogon ~]# let i=i+8
[root@bogon ~]# echo $i
10
//使用let開頭，輸出是則會輸出計算結果
[root@bogon ~]# ((i=i+10))
[root@bogon ~]# echo $i
20

let i=i+8與（（i=i+8））效果一樣，推薦使用第二種！

三、expr命令的用法

expr命令既可以用於整數運算，也可用於相關字符串長度、匹配等的運算處理！

1.expr用於計算

[root@bogon ~]# expr 2 + 2
4
[root@bogon ~]# expr 2 - 2
0
[root@bogon ~]# expr 2 \* 2
4
//需要使用轉義符“\”
[root@bogon ~]# expr 2 / 2
1

在使用expr命令時：

• 運算符及用於就算的數字左右都至少有一個空格，否則會報錯；
• 使用星號時，必須使用轉義符“\”，否則shell會錯誤的理解星號的作用；

2.expr配合變量進行計算

expr可配合變量進行計算，但需要用反引號將計算表達式括起來。比如：

[root@bogon ~]# i=5
[root@bogon ~]# i=`expr $i + 5`
//注意變量和數字兩邊要有空格
[root@bogon ~]# echo $i
10

3.判斷一個變量值或字符串是否爲整數

原理：利用以expr做計算時變量或字符串必須是整數的原則，把一個變量或字符串和一個已知的整數（非0）相加，看命令執行的結果是否爲0。如果是0，就認爲做加法的變量或字符串爲整數；反之則不是。比如：

[root@bogon ~]# i=5
[root@bogon ~]# expr $i + 6 &>/dev/null
[root@bogon ~]# echo $?
0
[root@bogon ~]# i=a
[root@bogon ~]# expr $i + 6 &>/dev/null
[root@bogon ~]# echo $?
2

腳本示例：

第一種：

[root@bogon ~]# vim test.sh
#!/bin/bash
expr $1 + 1 &> /dev/null
if      [ $? -eq 0 ]
then
        echo int 
else
        echo chars
fi
[root@bogon ~]# sh -x test.sh 12
+ expr 12 + 1
+ '[' 0 -eq 0 ']'
+ echo int
int
[root@bogon ~]# sh -x test.sh qq
+ expr qq + 1
+ '[' 2 -eq 0 ']'
+ echo chars
chars

第二種

[root@bogon ~]# vim test1.sh
#!/bin/bash
while true
do
        read -p "Please input:" A
        expr $A + 1 &>/dev/null
        if      [ $? -eq 0 ]
        then
                echo int
        else
                echo chars
        fi
done
[root@bogon ~]# sh test1.sh
Please input:1
int
Please input:q
chars
//這樣的腳本是永遠等待輸入，並判斷；
//如果只希望判斷一次就結束，把while循環語句刪除即可！

4.通過expr計算字符串的長度

[root@bogon ~]# a=dfdfdfdfdfd
[root@bogon ~]# expr length "$a"
11
[root@bogon ~]# echo ${#a}
11
[root@bogon ~]# echo ${a} | wc -L
11
[root@bogon ~]# echo ${a} | awk '{print length($0)}'
11

四、bc命令的用法

bc是Linux下的計算機，除了可以作爲計算機來使用，還可以作爲命令工具來使用！

bc命令作爲計算機使用：

[root@bogon ~]# bc
bc 1.06.95
Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006 Free Software Foundation, Inc.
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type `warranty'. 
1+2
3

bc命令在命令行進行計算：

[root@bogon ~]# echo 3+5 | bc
8
[root@bogon ~]#  echo "scale=2;355/113"|bc
3.14
//使用scale=2保留兩位小數。

五、awk實現計算

利用awk進行運算的效果也很好，適合小數和整數，特別是命令行計算，尤其是小數，運算很精確，好用。比如：

[root@bogon ~]# echo "1.2 1.3" | awk '{print $1+$2}'
2.5
[root@bogon ~]# echo "10 10" | awk '{print ($1+10)/$2}'
2

六、$[]的使用方法

示例：

[root@bogon ~]# i=10
[root@bogon ~]# i=$[i+10] && echo $i
20
[root@bogon ~]# echo $[2*3]
6
[root@bogon ~]# echo $[2-3]
-1

這次就簡單介紹這麼多！

———————— 本文至此結束，感謝閱讀 ————————