Shell入门教程：算术运算

Bash的算术运算有以下几种方法：

序号	名称	语法	范例
1	算术扩展	$((算术式))	r=$((2+5*8))
2	使用外部程序	expr 算术式	r=`expr 4 + 5`
3	使用 $[]	$[算术式]	r=$[4+5]
4	使用内置命令 declare	declare -i 变量=算式式	declare -i r=8+16
5	使用内置命令 let	let 算术式	let r=8+16

第一节：算术扩展

算术扩展语法：$((算术式))

如果表达式中有变量，该变量名称之前最好不要加$这个符号，以免该变量不存在时，造成语法的错误。

例如：

unset i
echo $((12+$i))

由于变量i不存在（行1），所以行2会变成：echo $((12+))，这样语法就错了。

但如果写成：

echo $((12+i))

这样可正确执行，因为 12+i 在$(())中是一个合法的算术表达式，就算变量i不存在，仍然可正确计算（结果为 12）。

如果表达式中有“变量扩展”，则要加上$，例如： echo $((${j:-8}+2))。

这里强化一下印象：

$((12+i))	正确范例
$((12+$i))	当i不存在时，语法错误，不建议使用
$((12+${i}))	当i不存在时，语法错误，不建议使用
$((${j:-8}+2))	表达式中有“变量扩展”的正确范例

以下是各种简单的算术运用：

1、加 r=$((6+5))：r的值为11。

2、减 r=$((6-5))：r的值为1。

3、乘 r=$((6*5))：r的值为30。

4、除 r=$((6/5))：r的值为1。注意，这是整除。

5、求余数 r=$((32%3))：r的值为2。

6、递增 1

r=6
r=$((++r))

行2，r的值加1后，在赋值给r，因此，r的值递增1，变成7。

7、递减1

r=6
r=$((--r))

行2，r的值减1后，再赋值给r，因此，r的值递减1，变成5.

8、运算后减1

m=6
r=$((4+m--))

行2，m的值先代入6，和4做加法运算，得值为10，再赋值给r。接着，m的值减1。运算结果：r=10,m=5。

如果要对变量本身做单元的算术运算，可使用 (()) 含括，这一点和 C 语言的语法很像。

如下所示：

1、指定运算

((i=168))

设定变量i的值为168

2、后置式递增

i=168
((i++))

i的值加1，变成169。

第2行改成前置式递增 ((++i)) 也可以。

3、后置式递减

i=168
((i--))

i的值减1，变成167.

第2行改成前置式递减 ((--i)) 也可以。

4、+= , -= , *= , /= 等 赋值运算

i=168
((i+=60))

i+=60 的意思同于 i=i+60，即i加上60后，把运算结果再赋值给i，i的值变成228。

5、三元表达式

i=168
((n=i<100?50:80))
echo $n

(()) 的用户其实和 let 的效果是一样的，例如：((i++)) 和 let "i++" 执行结果相同。可以把上述的 (())的用法都改用 let 来做。

第二节：使用外部程序 expr 做算术运算

外部程序 expr 本来作用，是在“标准输出”显示表示式的值。语法为：

expr '算术式'

例如：

expr 3 + 2

它会在屏幕上显示 5。

利用这个特性，expr 就可以拿来当做一种算术运算的工具。而且，由于它是外部程序，和Shell的版本没什么关系，几乎在各种操作系统平台上都可以执行。因此，如果注重跨平台、可移植性，在script程序的开发上可以使用expr替代其他算术方法。

在使用expr时，要特别注意“算术式”中是否含有bash shell的特殊字符，如 *、|、<、>、!、&、(、)等。如果有的话，要用 \ 予以转义，否则会出现奇怪的错误信息。

另外，在“算术式”中，运算符合操作数之间，至少要有一个以上的空格符隔开。

以下是 expr 的范例（请注意，这里是使用一对 ` 符号含括，而不是单引号）：

1、r=`expr 参数1 \| 参数2`

| 代表“或”之意。如果“参数1”存在、非空、不是0，则传回“参数1”的值，否则，传回“参数2”的值。由于 | 是特殊字符，所以要写成转义字符 \| 。

用例：

r=`expr 3 \| 0`

r的值为3。

r=`expr 0 \| 2`

r的值为2。

2、r=`expr 参数1 \& 参数2`

如果“参数1”和“参数2”皆存在、非空、不是0，则传回“参数1”的值，否则传回0。

用例：

r=`expr 3 \& 0`

3、加

r=`expr 4 + 5`

r的值为9。

4、减

r=`expr 4 - 5`

r的值为-1。

5、递减1

r=5
r=`expr $r + 1`

第三节：使用$[]做算术运算

使用$[]做算术运算和$(())类似。

语法：r=$[算术式]

以下列出简单的算术运用：

1、加：r=$[4+5]

2、减：r=$[4-5]

3、乘：r=$[4*5]

4、除：r=$[22/5] （整除）

5、求余数：r=$[100%43]，r的值为14。

6、递增1

r=5
r=$[r+1]

第四节：使用内置命令 declare 做算术运算

语法：declare -i 变量=算式式

例如：

declare -i k
k=8+16

echo $k

行1，使用declare事先设定变量k的属性为“整数”。

行2，由于k是整数，8+16就不再是字符串，而是一个算式，因此，bash会对它进行运算，最后把结果24赋值个k。

必须注意的是：

• 算式中，运算符和操作数之间不可以有空格符，要紧密连接。
• 特殊符号不必使用 \ 转义。例如：乘法*，乘法**。
• 算式中，可包含其他变量，变量之前不必加上$。

使用 declare -i 设定变量之后，加减乘除等运算，就非常直观了：

declare -i k

k=8+16
k=16-8
k=5*3
k=22/5
k=2**3
k=100%43

declare -i j
j=k+1  #或 j=$k+1
echo $j

行3~8，分别是加、减、乘、除、乘方、求余数等运算。

行10，设定变量j也是整数。

行11，算式中可以包含变量，但不必加上‘$’;k的变量值代入其中，加1后，赋值给变量j。

第五节：使用内置命令 let 做算术运算

let 的用法也很简单，其注意事项同 declare。

以下是let的范例：

let k=8+16
let k=16-8
let k=5*3
let k=22/5
let k=2**3
let k=100%43
let j=k+1

其意自明，这里就不再赘述了。

另外，可以使用“空格符”让表达式可读性高一些，但这时，必须使用“引号”含括表达式才行，比如：

let "k = k + 5"