08-Shell计算命令
1.expr命令
expr (evaluate expressions 的缩写)，译为“表达式求值”。Shell expr 是一个功能强大，并且比较复杂的命令，它除了可以实现整数计算，还可以结合一些选项对字符串进行处理，例如计算字符串长度、字符串比较、字符串匹配、字符串提取等.
1.1 计算语法
expr 算术运算符表达式
# 例如: expr 1 + 1 返回: 2
# 例如: expr \( 10 + 10 \) \* 2 + 100 返回:140
- 括号需要添加转义符号
- 乘号需要转义
获取计算结果赋值给新变量语法
result=`expr 算术运算符表达式`
# 例如: result=`expr 1 + 1` 输出result得到结果: 2
1.2 字符串语法
计算字符串的长度语法
expr length 字符串
# 例如: expr length "ixxxxxma" 返回: 7
截取字符串语法
expr substr 字符串 start end
# start 截取字符串的起始位置, 从1开始
# end 截取字符串的结束位置, 包含这个位置截取
# 例如 expr substr "icernewer" 1 2 返回: it
获取第一个字符在字符串中出现的位置语法
expr index 被查找字符串 需要查找的字符
# 例如 expr index "icernewer" c 会返回: 2
正则表达式匹配1语法
expr match 字符串 正则表达式
# 正则表达式默认带有^ , 代表以什么开头
# 返回值为符合匹配字符的长度, 否则返回为0
# 例如: expr match "ixxxxma" ".*m" 会返回: 6
# 正则表达式通配符"."代表任意一个字符
# 正则表达式通配符"*"代表签名的字符可以出现0到多次
# ".*m" 含义为匹配字符串中m前面的字符串长度
正则表表达式匹配2语法, 功能与语法1一样
expr 字符串 : 正则表达式
# 正则表达式默认带有^ , 代表以什么开头
# 返回值为符合匹配字符的长度, 否则返回为0
# 例如: expr "itheima" : ".*m" 会返回: 6
1.3 演示
# 四则运算: ( 10 + 10 ) * 2 + 100
# 计算"itheima"字符串的长度
# 获取"itheima"字符串中"t"第一个字符在字符串中出现的位置
# 正则表达式match匹配查找itheima字符串中m前面任意字符的总长度
cal1.sh脚本文件代码
#!/bin/bash
# 四则运算
result=`expr \( 10 + 10 \) \* 2 + 100`
echo "(10+10)*2+100=${result}"
# 计算字符串的长度
echo "itheima字符串长度=`expr length "itheima"`"
# 获取第一个字符在字符串中出现的位置
echo "itheima字符串中第一个t的位置=`expr index "itheima" t`"
# 正则表达式匹配1
echo "正则表达式match匹配查找itheima字符串中m前面任意字符的总长度=`expr match "itheima" ".*m"`"
# 正则表达式匹配2
echo "正则表达式匹配查找itheima字符串中m前面任意字符的总长度=`expr "itheima" : ".*m"`"
2. (())命令
双小括号 (( )) , 用于进行数学运算表达式的执行 , 将数学运算表达式放在((和))之间。
可以使用$获取 (( )) 表达式命令的结果，这和使用$获得变量值是一样的。
((表达式))
| 运算操作符/运算命令 | 说明 |
|---|---|
| ((a=1+6)) ((b=a-1)) ((c=a+b)) |
这种写法可以在计算完成后给变量赋值。以 ((b=a-1)) 为例， 即将 a-1 的运算结果赋值给变量 c。 注意，使用变量时不用加 $前缀，(( )) 会自动解析变量名。 |
a=$((1+6)b=$((a-1))c=$((a+b)) |
可以在 (( )) 前面加上$符号获取 (( )) 命令的执行结果，也即获取整个表达式的值。以 c=$((a+b)) 为例，即将 a+b 这个表达式的运算结果赋值给变量 c。 注意，如果 c=((a+b)) 这样的写 法是错误的，不加 $就不能取得表达式的结果。 |
| ((a>7 && b==c)) | (( )) 也可以进行逻辑运算，在 if 语句中常会使用逻辑运算。 |
| echo $((a+10)) | 需要立即输出表达式的运算结果时，可以在 (( )) 前面加$符号。 |
| ((a=3+5, b=a+10)) | 对多个表达式同时进行计算, 多表表达式使用","号隔开 |
注意: 符号之间有无空格都可以 , (( a = 1 + 6 )) 等价于 ((a=1+6))
2.1 实例
calculatej2.sh脚本代码
#!/bin/bash
# 计算1+6赋值给变量a
((a=1+6))
# 计算变量a-1赋值给变量b
((b=a-1))
# 计算变量a+变量b赋值给变量c
((c=a+b))
# 打印变量a,变量b, 变量c的值
echo "a=${a},b=${b},c=${c}"
# $赋值写法
a=$((1+6)) b=$((a-1)) c=$((a+b))
echo "a=${a},b=${b},c=${c}"
# (())多个表达式计算赋值
((a=1+6,b=a-1,c=a+b))
echo "a=${a},b=${b},c=${c}"
# echo输出直接使用(())
echo "1+6=$((1+6))"
# (()) 用于逻辑表达式 在if中使用
if ((a>7 && b==c))
then
echo "a>7 && b==c 成立"
else
echo "a>7 && b==c 不成立"
fi
3. let命令
let 命令和双小括号 (( )) 在数字计算方面功能一样. 但是没有(())功能强大, let只能用于赋值计算, 不能直接输出, 不可以条件判断一起使用
3.1 语法
let 赋值表达式
注意
语法功能等价于
((表达式))多个表达式之间使用空格, 不是","号
对于类似
let a+b这样的写法，Shell 虽然计算了 a+b 的值，但却将结果丢弃, 如果echo let a+b会直接输出字符串a+b；若不想这样，可以使用let sum=a+b将 a+b 的结果保存在变量 sum 中。
3.2 实例
calculate3.sh脚本代码
#!/bin/bash
# 计算1+6赋值给变量a
let a=1+6
# 计算变量a-1赋值给变量b
let b=a-1
# 计算变量a+变量b赋值给变量c
let c=a+b
# 打印变量a,变量b, 变量c的值
echo "a=${a},b=${b},c=${c}"
# let多个表达式计算赋值
let a=1+6 b=a-1 c=a+b
echo "a=${a},b=${b},c=${c}"
4. $[]命令
和 (())、let 命令类似，$[] 也只能进行整数运算。但是只能对单个表达式的计算求值与输出
4.1 语法
$[表达式]
$[] 会对
表达式进行计算，并取得计算结果表达式内部不可以赋值给变量
4.2 实例
#!/bin/bash
# 计算1+6赋值给变量a
a=$[1+6]
# 计算变量a-1赋值给变量b
b=$[a-1]
# 计算变量a+变量b赋值给变量c
c=$[a+b]
# 打印变量a,变量b, 变量c的值
echo "a=${a},b=${b},c=${c}"
# 直接输出
echo "$[1+6],$[7-1],$[7+6]"
5. bc命令
Bash shell内置了对整数运算的支持，但是并不支持浮点运算，而 linux bc (basic calculator)命令可以很方便的进行浮点运算. bc命令是Linux简单的计算器,能进行进制转换与计算。能转换的进制包括十六进制、十进制、八进制、二进制等。可以使用的运算符号包括(+)加法、(-)减法、(*)乘法、(/)除法、(^)指数、(%)余数等
5.1 bc 语法
bc [option] [参数]
option
| 选项 | 说明 |
|---|---|
| -h | help，帮助信息 |
| -v | version，显示命令版本信息 |
| -l | mathlib, 使用标准数学库, 例如使用内置函数就需要使用这个参数 |
| -i | interactive, 强制交互 |
| -w | warn, 显示 POSIX 的警告信息 |
| -s | standard, 使用 POSIX 标准来处理 |
| -q | quiet, 不显示欢迎信息 |
默认使用bc命令后回车会有很多欢迎信息， 可以使用
bc -q回车后不会有欢迎信息
quit 退出bc
参数
参数存放的就是文件,在进行大量运算的时候,可以将运算命令放到一个文件中,方便进行大量的运算
# 创建一个保存表达式的文件
touch tast.txt
# 内容,一行一个表达式
108*67+12345
58+2007*11
# 使用bc执行该文件
bc -q tast.txt
内置变量
| 变量名 | 作 用 |
|---|---|
| scale | 指定精度，也即小数点后的位数, 对计算结果指定保留小数；默认为 0，也即不使用小数部分。 |
| ibase | 指定输入的数字的进制，默认为十进制。 |
| obase | 指定输出的数字的进制，默认为十进制。 |
| last 或者 . | 获取最近计算打印结果的数字 |
- ibase - input base
- obase - output base
内置数学函数
| 函数名 | 作用 |
|---|---|
| s(x) | 计算 x 的正弦值，x 是弧度值。 |
| c(x) | 计算 x 的余弦值，x 是弧度值。 |
| a(x) | 计算 x 的反正切值，返回弧度值。 |
| l(x) | 计算 x 的自然对数。 |
| e(x) | 求 e 的 x 次方。 |
| j(n, x) | 贝塞尔函数，计算从 n 到 x 的阶数。 |
bc -ql:启动bc之后,可以使用内置函数
5.2 bc 互动式运算
互动式计算 - 给一个表达式,计算机给返回一个结果
5.3 bc shell中非互动式管道运算
在 Shell 脚本中，我们可以借助管道使用 bc 计算器。
5.3.1 直接进行bc的表达式计算输出
echo 'expression' | bc [options]
"expression"表达式必须符合bc命令要求的公式
"expression"可以引用shell变量
例如:shell变量a=2,在表达式中引用变量:$a
5.3.2 计算实例
echo '1+1' | bc
echo '10/3' | bc
# 保留两位小数
echo 'scale=2;10/3' | bc // 3.33
# -l表示借助标准计算库中的函数
echo "e(2)" | bc -l
echo "obase=2;7" | bc -l
# 引用shell变量
a=2
echo "scale=2;b=$a+2;e(b)" | bc -l
注意 b是bc中定义的新变量, 与shell变量没有任何关系, 所以不可以在shell中获取b变量
5.3.3 将bc计算结果赋值给Shell变量
# 第一种方式
var_name=`echo "expression" | bc [options]`
# 第二种方式
var_name=$(echo "expression" | bc [options])
$() 与 `` 功能一样, 都是执行里面的命令
区别
`` 是所有linux系统支持的方式, 兼容性较好, 但是容易与引号产生混淆
$() 不是所有linux系统都支持的方式, 兼容性较差, 但是不容易产生混淆
a=2
b=$(echo "$a+5" | bc -l)
b=`echo "1+3" | bc`
5.4 bc 非互动式的输入重定向运算
将计算表达式输出给bc去执行, 特点类似于文件中输入,可以输入多行表达式, 更加清晰
5.4.1 语法
# 第一种方式
var_name=`bc [options] << EOF
第一行表达式1
第二行表达式2
...
EOF
`
# 第二种方式
var_name=$(bc [options] << EOF
第一行表达式1
第二行表达式2
...
EOF
)
var_name这是Shell变量的名字
bc执行bc的命令
EOF..EOF输入流的多行表达式含义: 将EOF中间多行表达式输入给到bc去执行, j将bc执行的结果给到Shell变量var_name
如果有大量的数学计算，那么使用输入重定向就比较方便，因为数学表达式可以换行，写起来更加清晰。
b = `bc -l << EOF
> 1+1
> 3+2
> EOF
>`
多个结果拼接为字符串之后赋值给变量
