Linux Shell 脚本编程基础知识篇—shell 运算命令详解

ℹ️大家好，我是练小杰，本文继续Linux shell脚本编程的基础知识内容，接着讲算术运算命令的详细操作~~
复习：【shell简介以及基本操作】
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文章目录

let运算命令的用法
- let 的高级用法
- ⚠️注意
expr命令的用法
- expr中用反引号计算表达式
- expr计算字符串的长度
bc命令的用法
- bc 的基本用法
- 非交互模式
- bc 的常用选项
$[]符号的运算
读取从键盘输入的数据(read命令)
- 举例
- 利用read命令进行shell变量运算

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let运算命令的用法

let命令的语法： let 赋值表达式
let赋值表达式的功能等同于“((赋值表达式))”

举例

#!/bin/bash
a=3
b=4
let c=a*b
echo $c   #输出：12 
((z=a*b)) 
echo "$z"  #输出：12

let 的高级用法

复合赋值

#!/bin/bash
a=3
b=4
let "a += b"  # 等同于 a = a + b
echo $a    #输出：7

逻辑运算
let 可以执行逻辑运算，如 &&（逻辑与）、||（逻辑或）、!（逻辑非）等

#!/bin/bash
a=3
b=4
c=0
#  let 进行逻辑运算
let "result = a > b && c == 0"
echo $result  # 输出: 0 (表示 false)let "result = a < b || c != 0"
echo $result  # 输出: 1 (表示 true)

位运算
let 也支持位运算，如 &（按位与）、|（按位或）、^（按位异或）、~（按位取反）、<<（左移）、>>（右移）

#!/bin/basha=5   #二进制: 0101
b=3   #二进制: 0011#使用 let 进行位运算
let "c = a & b"
echo $c  
# 输出: 1 (因为 0101 & 0011 = 0001)let "c = a | b"
echo $c  
# 输出: 7 (因为 0101 | 0011 = 0111)let "c = a ^ b"
echo $c  
# 输出: 6 (因为 0101 ^ 0011 = 0110)let "c = ~a"
echo $c  
# 输出: -6 (因为 ~0101 = 1010, 在补码表示中为 -6)let "c = a << 1"
echo $c  
# 输出: 10 (因为 0101 << 1 = 1010)let "c = a >> 1"
echo $c  
# 输出: 2 (因为 0101 >> 1 = 0010)

自增和自减

#!/bin/bash
a=1
# let 进行自增
let "a++"
echo $a  # 输出: 2# let 进行自减
let "a--"
echo $a  # 输出: 1

⚠️注意

空格问题
使用 let 时，如果表达式中包含空格，必须使用引号将表达式括起来，否则会导致语法错误

let "a = a + 1"  # 正确
let a=a+1        #表达式不能有空格
let a = a + 1    # 错误

变量作用域
let 是在当前 Shell 环境中执行的，因此修改变量的值会影响到后续的脚本执行
let 只能处理整数运算，如果需要进行浮点运算，可以使用 bc 或其他工具。

expr命令的用法

expr(evaluate (求值) expressions (表达式)) 命令既可以用于整数运算，也可以用于相关字符串长度、匹配等的运算处理。
在使用expr时，运算符及用于计算的数字左右都至少有一个空格，否则会报错。

expr 2 + 1  #输出：3
expr 3 \* 3   #输出: 9
#使用乘号时，必须使用反斜线屏蔽其特定含义，否则shell可能会误解*号的含义

expr中用反引号计算表达式

#!/bin/bash
i=5
i=`expr $i + 2`
echo $i #输出： 7

expr计算字符串的长度

str="my CSDN is Lxj"
expr length "$str"  #输出：14
echo ${#str}  		 #输出：14

bc命令的用法

bc是unix/Linux下的计算器，因此，除了可以作为计算器来使用，还可以作为命令行计算工具使用。
由bc具有的特殊性来看，如果是小数，则选择bc运算没有问题，若是整数场景，可用“(())”、let、expr等。

例子：

[root@lian ~]# bc  
2+5
7
[root@lian ~]# i=`echo "scale=4;3.2/1.3" | bc` 
该表达式的意思: 计算3.2/1.3的值，然后将该值保留4位小数  
[root@lian ~]# echo $i 
2.4615

bc 的基本用法

直接在终端输入 bc 命令，可以进入交互式计算器模式

$ bc
bc 1.07.1
Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006, 2008, 2012-2017 Free Software Foundation, Inc.
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type `warranty'.
1 + 1
2
5 / 2
2
scale=2
3 / 2
1.50
quit

非交互模式

使用 echo 或 printf 将表达式传递给 bc

# 基本运算
echo "1 + 1" | bc
# 输出: 2echo "5 / 2" | bc
# 输出: 2# 设置小数点精度
echo "scale=2; 5 / 2" | bc
# 输出: 2.50# 复杂运算
echo "scale=5; (3.14 * 2) / 7" | bc
# 输出: .89714

bc 的常用选项

-l 或 --mathlib ：加载数学库，提供更多的数学函数，如 s（正弦）、c（余弦）、a（反正切）、l（自然对数）、e（指数函数）等。

echo "scale=5; s(3.1415926535 / 2)" | bc -l
#输出: 1.00000

-q 或 --quiet：静默模式，不显示欢迎信息和警告信息

echo "1 + 1" | bc -q
# 输出: 2

$[]符号的运算

#!/bin/bash
i=$[2+5]
echo $i #输出：7

读取从键盘输入的数据(read命令)

read 是 Shell 内置命令，用来从标准输入中读取数据并赋值给变量。如果没有进行重定向，默认就是从键盘读取用户输入的数据；如果进行了重定向，那么可以从文件中读取数据。
read 命令语法：read [-options] [variables]
options表示选项，如下表所示；variables表示用来存储数据的变量，可以有一个，也可以有多个。
options和variables都是可选的，如果没有提供变量名，那么读取的数据将存放到环境变量 REPLY 中。
read命令的参数

举例

[root@lian ~]# read -p "Input a string:" str
Input a string:I am LXJ!
[root@lian ~]# echo $str 
I am LXJ!

利用read命令进行shell变量运算

[root@lian ~]# read -p "Please Input a integer:"i= i
Please Input a integer:i=6
[root@lian ~]# read -p "Please Input a integer:"j= j
Please Input a integer:j=4
[root@lian ~]# echo $[i+j]
10