7.1 算术表达式
((...))语法可以进行整数的算术运算。
$ ((foo = 5 + 5))
$ echo $foo
10
((...))会自动忽略内部的空格,所以下面的写法都正确,得到同样的结果。
$ ((2+2))
$ (( 2+2 ))
$ (( 2 + 2 ))
这个语法不返回值,命令执行的结果根据算术运算的结果而定。只要算术结果不是0,命令就算执行成功。
$ (( 3 + 2 ))
$ echo $?
0
上面例子中,3 + 2的结果是5,命令就算执行成功,环境变量$?为0。
如果算术结果为0,命令就算执行失败。
$ (( 3 - 3 ))
$ echo $?
1
上面例子中,3 - 3的结果是0,环境变量$?为1,表示命令执行失败。
如果要读取算术运算的结果,需要在((...))前面加上美元符号$((...)),使其变成算术表达式,返回算术运算的值。
$ echo $((2 + 2))
4
((...))语法支持的算术运算符如下。
+:加法
-:减法
*:乘法
/:除法(整除)
%:余数
**:指数
++:自增运算(前缀或后缀)
--:自减运算(前缀或后缀)
注意,除法运算符的返回结果总是整数,比如5除以2,得到的结果是2,而不是2.5。
$ echo $((5 / 2))
2
++和--这两个运算符有前缀和后缀的区别。作为前缀是先运算后返回值,作为后缀是先返回值后运算。
$ i=0
$ echo $i
0
$ echo $((i++))
0
$ echo $i
1
$ echo $((++i))
2
$ echo $i
2
上面例子中,++作为后缀是先返回值,执行echo命令,再进行自增运算;作为前缀则是先进行自增运算,再返回值执行echo命令。
$((...))内部可以用圆括号改变运算顺序。
$ echo $(( (2 + 3) * 4 ))
20
上面例子中,内部的圆括号让加法先于乘法执行。
$((...))结构可以嵌套。
$ echo $(((5**2) * 3))
75
# 等同于
$ echo $(($((5**2)) * 3))
75
这个语法只能计算整数,否则会报错。
# 报错
$ echo $((1.5 + 1))
bash: 语法错误
$((...))的圆括号之中,不需要在变量名之前加上$,不过加上也不报错。
$ number=2
$ echo $(($number + 1))
3
上面例子中,变量number前面有没有美元符号,结果都是一样的。
如果在$((...))里面使用字符串,Bash 会认为那是一个变量名。如果不存在同名变量,Bash 就会将其作为空值,因此不会报错。
$ echo $(( "hello" + 2))
2
$ echo $(( "hello" * 2))
0
上面例子中,"hello"会被当作变量名,返回空值,而$((...))会将空值当作0,所以乘法的运算结果就是0。同理,如果$((...))里面使用不存在的变量,也会当作0处理。
如果一个变量的值为字符串,跟上面的处理逻辑是一样的。即该字符串如果不对应已存在的变量,在$((...))里面会被当作空值。
$ foo=hello
$ echo $(( foo + 2))
2
上面例子中,变量foo的值是hello,而hello也会被看作变量名。这使得有可能写出动态替换的代码。
$ foo=hello
$ hello=3
$ echo $(( foo + 2 ))
5
上面代码中,foo + 2取决于变量hello的值。
最后,$[...]是以前的语法,也可以做整数运算,不建议使用。
$ echo $[2+2]
4
7.2 数值的进制
Bash 的数值默认都是十进制,但是在算术表达式中,也可以使用其他进制。
number:没有任何特殊表示法的数字是十进制数(以10为底)。
0number:八进制数。
0xnumber:十六进制数。
base#number:base进制的数。
下面是一些例子。
$ echo $((0xff))
255
$ echo $((2#11111111))
255
上面例子中,0xff是十六进制数,2#11111111是二进制数。
7.3 位运算
$((...))支持以下的二进制位运算符。
<<:位左移运算,把一个数字的所有位向左移动指定的位。
>>:位右移运算,把一个数字的所有位向右移动指定的位。
&:位的“与”运算,对两个数字的所有位执行一个AND操作。
|:位的“或”运算,对两个数字的所有位执行一个OR操作。
~:位的“否”运算,对一个数字的所有位取反。
^:位的异或运算(exclusive or),对两个数字的所有位执行一个异或操作。
下面是右移运算符>>的例子。
$ echo $((16>>2))
4
下面是左移运算符<<的例子。
$ echo $((16<<2))
64
下面是17(二进制10001)和3(二进制11)的各种二进制运算的结果。
$ echo $((17&3))
1
$ echo $((17|3))
19
$ echo $((17^3))
18
7.4 逻辑运算
$((...))支持以下的逻辑运算符。
<:小于
>:大于
<=:小于或相等
>=:大于或相等
==:相等
!=:不相等
&&:逻辑与
||:逻辑或
!:逻辑否
expr1?expr2:expr3:三元条件运算符。若表达式expr1的计算结果为非零值(算术真),则执行表达式expr2,否则执行表达式expr3。
如果逻辑表达式为真,返回1,否则返回0。
$ echo $((3 > 2))
1
$ echo $(( (3 > 2) || (4 <= 1) ))
1
三元运算符执行一个单独的逻辑测试。它用起来类似于if/then/else语句。
$ a=0
$ echo $((a<1 ? 1 : 0))
1
$ echo $((a>1 ? 1 : 0))
0
上面例子中,第一个表达式为真时,返回第二个表达式的值,否则返回第三个表达式的值。
7.5 赋值运算
算术表达式$((...))可以执行赋值运算。
$ echo $((a=1))
1
$ echo $a
1
上面例子中,a=1对变量a进行赋值。这个式子本身也是一个表达式,返回值就是等号右边的值。
$((...))支持的赋值运算符,有以下这些。
parameter = value:简单赋值。
parameter += value:等价于parameter = parameter + value。
parameter -= value:等价于parameter = parameter – value。
parameter *= value:等价于parameter = parameter * value。
parameter /= value:等价于parameter = parameter / value。
parameter %= value:等价于parameter = parameter % value。
parameter <<= value:等价于parameter = parameter << value。
parameter >>= value:等价于parameter = parameter >> value。
parameter &= value:等价于parameter = parameter & value。
parameter |= value:等价于parameter = parameter | value。
parameter ^= value:等价于parameter = parameter ^ value。
下面是一个例子。
$ foo=5
$ echo $((foo*=2))
10
如果在表达式内部赋值,可以放在圆括号中,否则会报错。
$ echo $(( a<1 ? (a+=1) : (a-=1) ))
7.6 求值运算
逗号,在$((...))内部是求值运算符,执行前后两个表达式,并返回后一个表达式的值。
$ echo $((foo = 1 + 2, 3 * 4))
12
$ echo $foo
3
上面例子中,逗号前后两个表达式都会执行,然后返回后一个表达式的值12。
7.7 expr命令
expr命令支持算术运算,可以不使用((...))语法。
$ expr 3 + 2
5
expr命令支持变量替换。
$ foo=3
$ expr $foo + 2
5
expr命令也不支持非整数参数。
$ expr 3.5 + 2
expr: 非整数参数
上面例子中,如果有非整数的运算,expr命令就报错了。
7.8 let命令
let命令用于将算术运算的结果,赋予一个变量。
$ let x=2+3
$ echo $x
5
上面例子中,变量x等于2+3的运算结果。
注意,x=2+3这个式子里面不能有空格,否则会报错。let命令的详细用法参见《变量》一章。