Shell入門教程：算術運算

Bash的算術運算有以下幾種方法：

序号	名稱	文法	範例
1	算術擴充	$((算術式))	r=$((2+5*8))
2	使用外部程式	expr 算術式	r=`expr 4 + 5`
3	使用 $[]	$[算術式]	r=$[4+5]
4	使用内置指令 declare	declare -i 變量=算式式	declare -i r=8+16
5	使用内置指令 let	let 算術式	let r=8+16

第一節：算術擴充

算術擴充文法：$((算術式))

如果表達式中有變量，該變量名稱之前最好不要加$這個符号，以免該變量不存在時，造成文法的錯誤。

例如：

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

由于變量i不存在（行1），是以行2會變成：echo $((12+))，這樣文法就錯了。

但如果寫成：

echo $((12+i))      

這樣可正确執行，因為 12+i 在$(())中是一個合法的算術表達式，就算變量i不存在，仍然可正确計算（結果為 12）。

如果表達式中有“變量擴充”，則要加上$，例如： echo $((${j:-8}+2))。

這裡強化一下印象：

$((12+i))	正确範例
$((12+$i))	當i不存在時，文法錯誤，不建議使用
$((12+${i}))
$((${j:-8}+2))	表達式中有“變量擴充”的正确範例

以下是各種簡單的算術運用：

1、加 r=$((6+5))：r的值為11。

2、減 r=$((6-5))：r的值為1。

3、乘 r=$((6*5))：r的值為30。

4、除 r=$((6/5))：r的值為1。注意，這是整除。

5、求餘數 r=$((32%3))：r的值為2。

6、遞增 1

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

行2，r的值加1後，在指派給r，是以，r的值遞增1，變成7。

7、遞減1

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

行2，r的值減1後，再指派給r，是以，r的值遞減1，變成5.

8、運算後減1

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

行2，m的值先代入6，和4做加法運算，得值為10，再指派給r。接着，m的值減1。運算結果：r=10,m=5。

如果要對變量本身做單元的算術運算，可使用 (()) 含括，這一點和 C 語言的文法很像。

如下所示：

1、指定運算

((i=168))      

設定變量i的值為168

2、後置式遞增

i=168
((i++))      

i的值加1，變成169。

第2行改成前置式遞增 ((++i)) 也可以。

3、後置式遞減

i=168
((i--))      

i的值減1，變成167.

第2行改成前置式遞減 ((--i)) 也可以。

4、+= , -= , *= , /= 等 指派運算

i=168
((i+=60))      

i+=60 的意思同于 i=i+60，即i加上60後，把運算結果再指派給i，i的值變成228。

5、三元表達式

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

(()) 的使用者其實和 let 的效果是一樣的，例如：((i++)) 和 let "i++" 執行結果相同。可以把上述的 (())的用法都改用 let 來做。

第二節：使用外部程式 expr 做算術運算

外部程式 expr 本來作用，是在“标準輸出”顯示表示式的值。文法為：

expr '算術式'

 例如：

expr 3 + 2      

它會在螢幕上顯示 5。

利用這個特性，expr 就可以拿來當做一種算術運算的工具。而且，由于它是外部程式，和Shell的版本沒什麼關系，幾乎在各種作業系統平台上都可以執行。是以，如果注重跨平台、可移植性，在script程式的開發上可以使用expr替代其他算術方法。

在使用expr時，要特别注意“算術式”中是否含有bash shell的特殊字元，如 *、|、<、>、!、&、(、)等。如果有的話，要用 \ 予以轉義，否則會出現奇怪的錯誤資訊。

另外，在“算術式”中，運算符合操作數之間，至少要有一個以上的空格符隔開。

以下是 expr 的範例（請注意，這裡是使用一對 ` 符号含括，而不是單引号）：

1、r=`expr 參數1 \| 參數2`

| 代表“或”之意。如果“參數1”存在、非空、不是0，則傳回“參數1”的值，否則，傳回“參數2”的值。由于 | 是特殊字元，是以要寫成轉義字元 \| 。

用例：

r=`expr 3 \| 0`      

r的值為3。

r=`expr 0 \| 2`      

r的值為2。

2、r=`expr 參數1 \& 參數2`

如果“參數1”和“參數2”皆存在、非空、不是0，則傳回“參數1”的值，否則傳回0。

r=`expr 3 \& 0`      

3、加

r=`expr 4 + 5`      

r的值為9。

4、減

r=`expr 4 - 5`      

r的值為-1。

5、遞減1

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

第三節：使用$[]做算術運算

使用$[]做算術運算和$(())類似。

文法：r=$[算術式]

以下列出簡單的算術運用：

1、加：r=$[4+5]

2、減：r=$[4-5]

3、乘：r=$[4*5]

4、除：r=$[22/5] （整除）

5、求餘數：r=$[100%43]，r的值為14。

6、遞增1

r=5
r=$[r+1]      

第四節：使用内置指令 declare 做算術運算

文法：declare -i 變量=算式式

declare -i k
k=8+16

echo $k
      

行1，使用declare事先設定變量k的屬性為“整數”。

行2，由于k是整數，8+16就不再是字元串，而是一個算式，是以，bash會對它進行運算，最後把結果24指派個k。

必須注意的是：

• 算式中，運算符和操作數之間不可以有空格符，要緊密連接配接。
• 特殊符号不必使用 \ 轉義。例如：乘法*，乘法**。
• 算式中，可包含其他變量，變量之前不必加上$。

使用 declare -i 設定變量之後，加減乘除等運算，就非常直覺了：

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、減、乘、除、乘方、求餘數等運算。

行10，設定變量j也是整數。

行11，算式中可以包含變量，但不必加上‘$’;k的變量值代入其中，加1後，指派給變量j。

第五節：使用内置指令 let 做算術運算

let 的用法也很簡單，其注意事項同 declare。

以下是let的範例：

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，這裡就不再贅述了。

另外，可以使用“空格符”讓表達式可讀性高一些，但這時，必須使用“引号”含括表達式才行，比如：

let "k = k + 5"