shell变量的数值计算详解

如果要执行算术运算，就会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。

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常见的运算符号，如图：
shell变量的数值计算详解
常见的运算命令，如图：

下面详细介绍一下，各种运算命令的详细用法：

一、双小括号“（（））”数值运算命令

双小括号“（（））”的作用是进行数值运算与数值比较，它的效率很高，用法灵活，是企业场景中运维人员经常采用的运算操作符，具体操作语法，如图：
shell变量的数值计算详解
详细介绍其使用方法：

进行简单的运算，如下：

[root@localhost ~]# echo $((1+1))
2
//计算1+1的结果再输入
[root@localhost ~]# ((i=5))
[root@localhost ~]# ((i=i*2))
[root@localhost ~]# echo $i
10
//首先定义i的值，其次进行运算，最后输出结果

稍微复杂一些的综合运算，如下：

[root@localhost ~]# ((a=1+2**3-4%3)) && echo $a
8
//“**”表示几次方的意思，“%”表示取余的意思
//计算顺序就是先乘除再加减，
//最后通过echo输出结果

特殊符号运算示例：

[root@localhost ~]# a=1
[root@localhost ~]# echo $((a=a+1))
2
//将“a+1”重新赋值给a，然后输出结果
[root@localhost ~]# echo $((a+=1))
3
//“+=”表示“a=a+1”，重新复制给a
[root@localhost ~]# echo $((a**2))
9
//“**”表示幂次方，现在a的值是3，平方当然是9

利用“（（））”双括号进行比较及判断示例：

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

上面示例中所涉及到的数字及变量必须为整数，不能是小数点及字符串。

特殊符号“++”、“--”所表示的含义：

[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

通过示例可以看出：执行echo$（（a++））和echo$（（a--））命令输出整个表达式时，输出的值即为a的值，表达式执行完毕后，会对a进行++、--的运算，而执行echo$（（++a））和echo$（（--a））命令输出整个表达式时，会先对a进行++、--的运算，然后再输出表达式的值，即为a运算后的值。

“（（））”表达式在命令行执行时不需要加$符号，直接使用（（6%2））形式即可，但是如果需要输出，就要加$符，例如：echo$（（6%2））。
·“（（））”里的所有字符之间没有空格、有一个或多个空格都不会影响结果。

shell脚本小示例：

简单的复杂运算的脚本

第一种，不太实用：

[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

第二种，实用：

[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命令等待输入，

第一种方法：

[root@bogon ~]# vim test2.sh
#!/bin/bash
print_usage(){
#定义一个整数
        printf "Please enter an integer\n"
        #打印信息“请输入一个整数”
        exit 1
        #返回值为1，退出脚本
}
read -p "Please input first number:" A
#请输入第一个数字
if [ -n "`echo ${A}|sed 's/[0-9]//g'`" ]
#判断是否为整数，用0-9替换$A的值，进而判断是否为数字
then
        print_usage
        #如果上述变量值不为空，说明不是整数，则调用用户帮助函数
fi
read -p "Please input the operators:" B
#请输入操作符
if [ "${B}" != "+" ] && [ "${B}" != "-" ] && [ "${B}" != "*" ] && [ "${B}" != "/" ] && [ "${B}" != "%" ] && [ "${B}" != "**" ]
#判断输入的内容是否为+、-、*、/、%、**
then
        echo "Please use{+|-|*|/|%|**}"
        #如果操作符不符合要求，则给出提示
        exit 2
        #因为不符合要求，因此以返回值为2退出脚本，表示错误
fi
read -p "Please input second number: " C
#请输入第二个数字
if [ -n "`echo ${C}|sed 's/[0-9]//g'`" ]
#判断是否为整数，用0-9替换$C的值，进而判断是否为数字
then
        print_usage
        #如果上述变量值不为空，说明不是整数，则调用用户帮助函数
fi
echo "${A}${B}${C}=$((${A}${B}${C}))"
#最后输出结果
[root@bogon ~]# sh test2.sh
Please input first number:10
Please input the operators:/
Please input second number: 2
10/2=5

第二种：

[root@bogon ~]# vim test3.sh
#!/bin/bash
print_usage(){
    printf $"USAGE:$0 NUM1 {+|-|*|/} NUM2\n"
    #打印帮助信息
    exit 1
}
if [ $# -ne 3 ]
#如果脚本传入的参数个数不等于3个（因为要输入两个数字及一个运算符号）。
then
    print_usage
    #则调用用户帮助函数。
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}" != "/" ]
#判断第二个输入的操作符是否为+、-、*、/
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

最简单、高效的一种办法就是：

[root@bogon ~]# cat test4.sh
echo $(($1))
//利用两个双括号计算
[root@bogon ~]# sh test4.sh 5+5
10
[root@bogon ~]# sh test4.sh "5 + 5"
10
//如果带空格使用双引号

二、let运算命令用法

let赋值表达式的功能等同于“（（赋值表达式））”
比如：

[root@bogon ~]# i=2
[root@bogon ~]# i=i+8
[root@bogon ~]# echo $i
i+8
//开头不用let，输出时并不会输出计算结果
[root@bogon ~]# unset i
[root@bogon ~]# i=2
[root@bogon ~]# let i=i+8
[root@bogon ~]# echo $i
10
//使用let开头，输出是则会输出计算结果
[root@bogon ~]# ((i=i+10))
[root@bogon ~]# echo $i
20

let i=i+8与（（i=i+8））效果一样，推荐使用第二种！

三、expr命令的用法

expr命令既可以用于整数运算，也可用于相关字符串长度、匹配等的运算处理！

1.expr用于计算

[root@bogon ~]# expr 2 + 2
4
[root@bogon ~]# expr 2 - 2
0
[root@bogon ~]# expr 2 \* 2
4
//需要使用转义符“\”
[root@bogon ~]# expr 2 / 2
1

在使用expr命令时：
运算符及用于就算的数字左右都至少有一个空格，否则会报错；
使用星号时，必须使用转义符“\”，否则shell会错误的理解星号的作用；

2.expr配合变量进行计算

expr可配合变量进行计算，但需要用反引号将计算表达式括起来。比如：

[root@bogon ~]# i=5
[root@bogon ~]# i=`expr $i + 5`
//注意变量和数字两边要有空格
[root@bogon ~]# echo $i
10

3.判断一个变量值或字符串是否为整数

原理：利用以expr做计算时变量或字符串必须是整数的原则，把一个变量或字符串和一个已知的整数（非0）相加，看命令执行的结果是否为0。如果是0，就认为做加法的变量或字符串为整数；反之则不是。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

脚本示例：

第一种：

[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

第二种

[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
//这样的脚本是永远等待输入，并判断；
//如果只希望判断一次就结束，把while循环语句删除即可！

4.通过expr计算字符串的长度

[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下的计算机，除了可以作为计算机来使用，还可以作为命令工具来使用！

bc命令作为计算机使用：

[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命令在命令行进行计算：

[root@bogon ~]# echo 3+5 | bc
8
[root@bogon ~]#  echo "scale=2;355/113"|bc
3.14
//使用scale=2保留两位小数。

五、awk实现计算

利用awk进行运算的效果也很好，适合小数和整数，特别是命令行计算，尤其是小数，运算很精确，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

这次就简单介绍这么多！

———————— 本文至此结束，感谢阅读 ————————

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