五、Shell运算

整数值运算

使用expr命令：只能做整数运算，默认返回计算结果

格式：

expr 整数1 运算符 整数2 ...

整数值可以有变量提供，直接给出运算结果

+    　　加法   expr 43 + 21 、expr $X + $Y
-    　　减法　　expr 43 - 21 、expr $X - $Y
\*      乘法　　expr 43 \* 21 、expr $X \* $Y
/       除法　　expr 43 / 21 、expr $X / $Y
%       取余数　expr 43 % 21 、expr $X % $Y　

例子：

#!/bin/bash
#计算用户从终端输入的任意2个数的和
read -p "请输入第一个数" num1
read -p "请输入第二个数" num2
sum=`expr $num1 +  $num2`
echo "$num1 + $num2 = $sum"

使用$[]或$(())表达式

需借助echo输出结果，运算类型与expr类似
乘法*不用加转义符\
使用变量时，直接指定变量名，不用加$符号

shell中如何进行算术运算：

let 算术运算表达式   　　　　　　　　let C=$A+$B
$[算术运算表达式]    　　　　　　　　C=$[$A+$B]
$((算术运算表达式))    　　　　　　　C=$(($A+$B))
expr 算术运算表达式，
表达式中各操作数及运算符之间要有空格，
而且要使用命令引用
C=`expr $A + $B`    

表达式的简化

变量的递增、递减等操作

简写表达式    完整表达式
i++      　　i=i+
i--    　　　i=i-
i*=    　　i=i*
i+=     　i=i+
i-=      i=i-
i%=     i=i%

注意：

i++：先参与其他操作，后运算
++i：先运算，再参与其他操作

例子：

i=
echo $((++i))
j=
echo $((j++))

变量的自增/减等操作

使用let命令

操作变量值，只运算，不输出结果
若要查看结果，需借助echo命令
let：只做运算不返回计算结果，适用于自加和自减运算

#!/bin/bash
i=
let i-=
echo $i
let i-=
echo $i
echo -------------------
i=
let i+=
echo $i
let i+=
echo $i

变量的数值计算

变量的数值计算常用的有如下几个命令：

(())、let、expr、bc、$[]

1)(())用法：（此法很常用）

如果要执行简单的整数运算，只需将特定的算术表达式用”$((”和”))”括起来即可。

Shell的算术运算符号常置于”$((“......”))”的语法中。这一语法如同双引号的功能，除了内嵌双引号无需转义。

范例1：shell的运算实例如下：

[root@Web ~]# su - zgy

[zgy@Web ~]$ ((a=+**-%))

[zgy@Web ~]$ echo $a

[zgy@Web ~]$ b=$((+**-%))

[zgy@Web ~]$ echo $b

[zgy@Web ~]$ echo $((a=+**-%))

提示：上面是三种不同的变量计算定义和使用的方式

[zgy@Web ~]$ echo $((a+=))  #相当于a=a+

[zgy@Web ~]$ echo $((a++))

[zgy@Web ~]$ echo $((a--))

[zgy@Web ~]$ echo $((>))  #比较大小

[zgy@Web ~]$ echo $((<))

[zgy@Web ~]$ a=$((*(+)/))

[zgy@Web ~]$ echo $a

[zgy@Web ~]$ echo $((*(+)/))

提示：

1.**为幂运算；%为取模运算（就是除法当中取余数）

2.上面涉及到的参数变量必须为整数（整型）。不能为小数（浮点数）或者字符串。后面的bc命令可以进行浮点数运算，但一般较少用到。

3.echo $((a++))和echo $((a--))表示先输出a自身的值，然后再进行++--的运算，echo $((++a))和echo $((--a))表示先进行++--的运算，再输出a自身的值

记忆方法：变量在前，先输出变量值，变量在后，就是先运算后输出变量的值。

范例2：--，++在变量前后的举例理解：

[root@Web ~]# a=

[root@Web ~]# echo $((a++))   #先输出a的值，因为a为10，所以输出10

[root@Web ~]# echo $a  #上面输出a的值后，a自增1，因此为11

[root@Web ~]# echo $((a++))

[root@Web ~]# echo $a

[root@Web ~]# ((a++))

[root@Web ~]# echo $a

[root@Web ~]# a=

[root@Web ~]# echo $((a--))

[root@Web ~]# echo $a

[root@Web ~]# ((a--))

[root@Web ~]# echo $a

[root@Web ~]# echo $((++a))

[root@Web ~]# echo $a

[root@Web ~]# echo $((++a))

[root@Web ~]# echo $a

[root@Web ~]# echo $((++a))

[root@Web ~]# echo $a

[root@Web ~]# echo $((--a))

[root@Web ~]# echo $a

[root@Web ~]# echo $((--a))

[root@Web ~]# echo $a

范例3：定义变量计算的例子：

[root@Web ~]# myvar=

[root@Web ~]# echo $(($myvar + ))   

[root@Web ~]# echo $((  $myvar +   ))  #(())两边有几个空格不敏感，也可以没有

[root@Web ~]# myvar=$(( $myvar +  ))  #还可以赋值给变量然后输出变量

[root@Web ~]# echo $myvar

范例4：各种(())的计算命令行执行例子：

[root@Web ~]# echo $((/))   #除法，取商

[root@Web ~]# echo $((+))

[root@Web ~]# echo $((*))

[root@Web ~]# echo $((-))

[root@Web ~]# echo $((**)) #幂

[root@Web ~]# echo $((%))  #取模，余数

范例5：各种(())运算的shell脚本例子

[root@localhost ~]# cat test.sh

#!/bin/bash

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))"

echo "a%b =$(($a%$b))"

执行结果如下：

[root@localhost ~]# sh test.sh

a-b =

a+b =

a*b =

a/b =

a**b =

a%b =

范例6：这是一个实践考试题，内容如下：

请把a,b两个变量通过命令行传参的方式实现上面混合运算脚本的功能。

[root@localhost ~]# cat test1.sh

#!/bin/bash

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))"

echo "a%b =$(($a%$b))"

执行结果[root@localhost ~]# sh test1.sh 6 2

a-b =

a+b =

a*b =

a/b =

a**b =

a%b =

拓展：请实现一个加、减、乘、除等功能的计算器。通过命令行传参的方式实现上面脚本的功能。

答案：

[root@localhost ~]# cat d.sh

#!/bin/bash

echo$(($))

[root@localhost ~]# cat j.sh

#!/bin/bash

echo $(($$$))

[root@localhost ~]# sh j.sh +

[root@localhost ~]# sh j.sh -

学生例子：（如果敲不需要的内容会退出，待完善）

[root@localhost ~]# cat yubing_test.sh
#!/bin/bash
#add, subtract, multiply and divide  by yubing
print_usage(){
    printf "Please enter an integer \n"
    exit
}
read -p "Please input first number: " firstnum
if [ -n "`echo $firstnum|sed 's/[0-9]//g' | sed 's/-//g'`" ];then
    print_usage
fi
read -p "Please input the operators: " operators
if [ "${operators}" != "+" ]&&[ "${operators}" != "-" ] && [ "${operators}" != "*" ] && [ "${operators}" != "/" ];then
    echo "please use + - * /"
    exit
fi
read -p "Please input second number: " secondnum
if [ -n "`echo $secondnum|sed ' s/[0-9]//g' |sed ' s/-//g'`" ];then
    print_usage
fi
echo "${firstnum}${operators}${secondnum}=$((${firstnum}${operators}${secondnum}))"

执行结果：

[root@localhost ~]# sh yubing_test.sh

Please input first number: 

Please input the operators: +

Please input second number: 

+=

[root@localhost ~]# sh yubing_test.sh

Please input first number: 

Please input the operators: *

Please input second number: 

*=

作业：完成一个简单的四则运算计算器功能

(2)let命令的用法

格式：

let 赋值表达式

[注]let 赋值表达式功能等同于:((赋值表达式))

范例1：给自变量i加8

[root@localhost ~]# i=

[root@localhost ~]# let i=i+

[root@localhost ~]# echo $i

[root@localhost ~]# i=i+  #去掉let定义

[root@localhost ~]# echo $i

i+

提示：let i=i+8等同于((i=i+8)),但后者效率更高

范例2：利用let计数监控web服务状态。

#!/bin/bash
#监控服务状态
ServerMonitor(){
    #服务状态监控
    timeout=
    fails=
    success=
    while true
    do
    /usr/bin/wget --timeout=$timeout --tries- http://172.16.0.1/ -q -O /dev/null
        if [ $? -ne  ]
        then
            let fails=fails+
            success=
        else
            fails=
            let success=
        fi
        if [ $success -ge  ]
        then
            exit
        fi
        if [$fails -ge  ];then
            Critical=" TMS 应用服务出现故障，请紧急处理！！ "
            echo $Critical | mutt -s " 服务 down " www.magedu.com
            exit
        fi
    done

}

(3)expr （evaluate expressions）命令的用法：

Expr命令一般用于整数值，但也可用于字符串，用来求表达式变量的值，同时expr也是一个手工命令行计算器

语法：expr Expression

[root@localhost ~]# expr  +

expr: 语法错误

[root@localhost ~]# expr  + 

[root@localhost ~]# expr  - 

[root@localhost ~]# expr  * 

expr: 语法错误

[root@localhost ~]# expr  \* 

[root@localhost ~]# expr  / 

[root@localhost ~]# expr  \*\* 

expr: 语法错误

[root@localhost ~]# expr  % 

[root@localhost ~]# expr +

+

提示：

1、注意：运算符左右都有空格

2、使用乘号时，必须用反斜线屏蔽其特定含义。因为shell可能会误解星号的含义。

增量计数

Expr在循环中可用于增量计算。首先，循环初始化为0，然后循环值加1，反引号的用法为命令替换。最基本的一种是从(expr)命令接受输出并将之放入循环的变量。

例：给自变量i加1

[root@localhost ~]# i=

[root@localhost ~]# i=`expr $i + `

[root@localhost ~]# echo $i

expr $[$a+$b]表达式形式，其中$a$b可为整数值

[root@localhost ~]# expr $[+]

[root@localhost ~]# expr $[*]

[root@localhost ~]# expr $[**]

[root@localhost ~]# expr $[/]

[root@localhost ~]# expr $[%]

[root@localhost ~]# a=

[root@localhost ~]# b=

[root@localhost ~]# expr $[$a+$b]

expr将其后的串解释为表达式并计算其值，运算符前后须有空格

其它特殊的用法

expr用法ssh-copy-id

 [root@localhost ~]# less /usr/bin/ssh-copy-id

    if expr "$1" : ".*\.pub" > /dev/null ; then
# expr : id_dsa.pub:’.*\.pub’,匹配*.pub格式的文件如果是则为真。例
[root@localhost ~]# expr "id_dsa.pub" : ".*\.pub"

   #这里是匹配后字符数

#man expr

STRING : REGEXP

anchored pattern match of REGEXP in STRING

判断文件或字符串的扩展名小案例：

[root@localhost ~]# expr "test.pub" : ".*\.pub" && echo  || echo 

[root@localhost ~]# expr "test.x" : ".*\.pub" && echo  || echo 

技巧：通过expr判断变量是否为整数

[root@localhost ~]# cat judge_init.sh

#!/bin/bash

read -p "plus input:" a

expr $a +  &>/dev/null

[ $? -eq  ] && echo init || echo chars

[root@localhost ~]# sh judge_init.sh

plus input:q

chars

[root@localhost ~]# cat judge_init1.sh

#!/bin/bash

while true

do

    read -p "plus input:" a

    expr $a +  &>/dev/null >&

    [ $? -eq  ] && echo init || echo chars

Done

[root@localhost ~]# sh judge_init1.sh

plus input:

init

plus input:oldgirl

chars

plus input:123d

chars

plus input:q

chars

通过expr 计算字符串的长度

[root@localhost ~]# chars=`seq -s" " `

[root@localhost ~]# echo ${#chars}

[root@localhost ~]# echo $(expr length "$chars")

更多应用请man expr查看帮助

（4）bc命令的用法：

bc是UNIX下的计算器，它也可以用在命令行下面：

例：给自变量i加1

[root@localhost ~]# i=

[root@localhost ~]# i=`echo $i+|bc`   #效率低

[root@localhost ~]# echo $i

因为bc支持科学计算，所以这种方法功能非常强大

[root@localhost ~]# echo + | bc

[root@localhost ~]# echo 3.5+|bc

8.5

[root@localhost ~]# echo 3.5+5.6|bc

9.1

[root@localhost ~]# echo 3.5-3.1|bc

.

[root@localhost ~]# echo 3.5-2.1|bc

1.4

[root@localhost ~]# echo "5.23 * 3.13"|bc

16.36

[root@localhost ~]# echo "scale=1;5.23 * 3.13"|bc

16.36

[root@localhost ~]# echo "scale=1;5.23 / 3.13"|bc

1.6

[root@localhost ~]# echo "scale=6;5.23 * 3.13"|bc

16.3699

[root@localhost ~]# echo "scale=6;5.23 * 3.13"|bc -l

16.3699

[root@localhost ~]# echo "scale=3;5.23 / 3.13"|bc -l

1.670

[root@localhost ~]# echo "obase=2;8"|bc   #10进制8转换成2进制

[root@localhost ~]# echo "obase=16;20"|bc  #10进制20转换成16进制

通过表达式计算

[root@localhost ~]# seq -s "+" 

+++++++++

[root@localhost ~]# seq -s "+" |bc

特点：bc的特点是支持小数运算

（5）typeset命令的用法：

使用整数变量直接进行计算

例如：

[root@localhost ~]# typeset -i A= B=

[root@localhost ~]# A=A+B

[root@localhost ~]# echo $A

（5）$[]的用法：

实践操作演示：

[root@localhost ~]# echo $[  +  ]

[root@localhost ~]# echo $[  *  ]

[root@localhost ~]# echo $[+ ]

[root@localhost ~]# echo $[-]

[root@localhost ~]# echo $[*]

[root@localhost ~]# echo $[/]

[root@localhost ~]# echo $[**]

[root@localhost ~]# echo $[%]

Shell变量的输入

Shell变量除了可以直接赋值或脚本传参外，还可以使用read命令从标准输入获得。

[语法格式]

read [参数][变量名]

[常见参数]

-p prompt:设置提示信息

-t timeout:设置输入等待的时间，单位默认为秒

范例1：read的基本读入

[root@localhost ~]# read -p "please input two number:" a1 a2  #红色部分要有空格

please input two number: 

[root@localhost ~]# echo $a1 $a2

提示：上面read -p 的功能可以用echo和read实现

echo -n "please input two number:"

read a1 a2

以上两句和下面的命令相当(-t排除在外)

[root@localhost ~]# read -t  -p "please input two number:" a1 a2

范例2：实践考试题

把前面的加减乘除计算的脚本改成通过read方式读入整数变量：

原始脚本：

[root@localhost ~]# cat test.sh

#!/bin/bash

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))"

echo "a%b =$(($a%$b))

答案：

[root@localhost ~]# cat read_01.sh

#!/bin/bash

read -t  -p "plus input two number:" 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))"

echo "a%b =$(($a%$b))"

[root@localhost ~]# sh read_01.sh

plus input two number: 

a-b =

a+b =

a*b =

a/b =

a**b =

a%b =

范例3：利用echo命令替代和read -p的功能

[root@localhost ~]# cat g.sh

#!/bin/bash

echo -n "please input two number:"

read 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))"

echo "a%b =$(($a%$b))"

[root@localhost ~]# sh g.sh

please input two number: 

a-b =

a+b =

a*b =

a/b =

a**b =

a%b =

范例4：思考：如果读入的不是整数，或者参数个数不是2个，以上shell脚本的执行会有什么结果？如何解决这两个问题？

方法1：

[root@localhost test]# cat read01.sh

#!/bin/bash

while true

do

    read -t  -p "pls input two number:" a b

    expr $a +  >/dev/null >&

    [ $? -ne  ] && continue

    expr $b +  >/dev/null >&

    [ $? -ne  ] && continue || break

done

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 ))"

方法2：命令行传参

[root@localhost test]# cat argv1.sh

#!/bin/bash

a="$1"

b="$2"

Usage() {

    echo "USAGE:sh $0 num1 num2"

    exit 

}

if [ $# -ne  ];then

    Usage

fi    

expr $a +  >/dev/null >&

[ $? -ne  ] && Usage

expr $b +  >/dev/null >&

[ $? -ne  ] && Usage

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@localhost ~]# sh argv_01.sh kk yy

USAGE:sh argv_01.sh num1 num2

[root@localhost ~]# sh argv_01.sh kk 

USAGE:sh argv_01.sh num1 num2

[root@localhost ~]# sh argv_01.sh  

a-b =

a+b =

a*b =

a/b =

a**b =-

a%b =

[root@localhost ~]# sh argv_01.sh  

a-b =

a+b =

a*b =

a/b =

a**b =

a%b =