shell 运算

Bash 数值运算

Bash 内置数值运算

使用 $(())、$[] 或内置命令 let 或 declare -i(以及等价的 typeset 命令) 可以进行数值运算，它们都只能进行整数运算。

let 命令只能单独作为一个命令行运算
declare -i 声明整数类型的变量，声明后就能直接参与数值运算
$(()) 和 $[] 可以在命令内部进行运算，运算完成后会进行算术替换：即将运算结果替换到命令行中

例如：

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# 使用let
n=1
let n=n+1
echo $n      # 2
let n=$n+1
echo $n      # 3

# 使用declare -i
declare -i a b c
a=10
b=100
c=a+b
echo $c   # 110

# 使用$(())和$[]
x=10
y=20
echo $(( (x+y)*2 ))
echo $[ (x+y)*2 ]

小数运算

Bash 自身语法不支持小数运算。但如果真的需要进行精确到小数的运算，是可以借助其它命令工具，比如 bc、awk、perl 等等。

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# 使用awk
$ echo 1.2 2.3 | awk '{print $1+$2}'
3.5
$ awk 'BEGIN{print 1.2+2.3}'
3.5

# 使用bc
$ echo 1.2+2.3 | bc
3.5

# 使用perl
$ perl -E 'say 1.2+2.3'
3.5
$ echo 1.2 2.3 | perl -anE 'say $F[0]+$F[1]'
3.5

Bash 支持的运算操作

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id++ id-- ++id --id
自增、自减

- +
一元运算符，即正负号

! ~
逻辑取反、位取反

**
幂运算

* / %
乘法、除法、取模

+ -
加法、减法

<< >>
位左移、位右移

&
按位与运算

^
按位异或运算

|
按位或运算

<= >= < >
大小比较

== !=
等值比较

&&
逻辑与

||
逻辑或

expr ? expr : expr
三目条件运算

= *= /= %= += -= <<= >>= &= ^= |=
各种赋值语句

expr1 , expr2
多个表达式，例如$((x+=1,y+=3,z+=4))

几个注意事项：

空变量或未定义变量或字符串变量参与数值运算时，都当作数值0
变量替换先于算术运算，所以既可以使用变量名var，也可使用变量引用$var，例如$[a+1]和$[$a+1]在结果上是等价的
算术表达式可以进行嵌套，先计算最内层。如$(( (6+4)/$[2+3] ))
0开头的表示八进制，0x或0X开头的表示十六进制，可使用base#N的方式指定N是多少进制的数。例如echo $[ 010 + 10 ]得到18、echo $[ 0x10 + 10 ]得到26，echo $[ 2#100 + 10 ]得到14。参见下面一个实际案例
由上面的运算符可看出，$[]、$(())以及let命令，既支持算术运算，还支持赋值、大小比较、等值比较。如a=3;echo $[a==3]

有时候从字符串中截取得到的数值是以0开头的，如果要让它参与运算，需要指定为十进制，否则会当作八进制。例如：

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datetime1=`date +"%s.%N"`
nano_seconds1=${datetime1#*.}
sleep 1
datetime2=`date +"%s.%N"`
nano_seconds2=${datetime2#*.}

echo $[ 10#$nano_seconds2 - 10#$nano_seconds1 ]