[Shell] Shell 中的算术

　　Shell 脚本变量默认是作为字符串处理，而不是数字，这使得在 Shell 脚本做数学运算显得较为复杂。在保持脚本编程规范和更好的算术支持方便，Perl 和 Python 会是更好的选择。但是你仍然可以选择在 Shell 中进行算术。事实上，过去许多年来，Unix 已经增加多种特性来支持数字处理。

备注：正如下文所示，一些帮助处理数字的命令在某些方便表现仍不够完善，例如运算符周围的空格。

declare

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　　在 Shell 中你无需提前声明变量，但如果你提前声明一个整型变量，那么以下示例将展示整型变量是如何工作的：

$ n=6/3
$ echo $n
6/3
$ declare -i n
$ n=6/3
$ echo $n
2

　　如果你决定使用一个已有的程序或者内置命令来处理算术，那么你完全可以不用 declare 语句。

expr

---

 　　expr 是一个比较老的 Unix 程序可以用来算术求值。expr 在 Bourne Shell 时期开始广为人知，因为 Bourne Shell 不支持算术。但在 Bash 和 Korn Shell 中，一般不再使用它。使用 expr 时，仍然是把变量当作一个字符串来处理，并且它对空格处理也不够灵活，要求在表达式中使用空格分隔变量。

$ z=5
$ z=`expr $z+1`   ---- Need spaces around + sign.
$ echo $z
5+1
$ z=`expr $z + 1`
$ echo $z
6

let

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 　　Bash 和 Korn Shell 内置处理算术的命令是 let。它对空格处理也有点不灵活，和 expr 相反，它要求变量之间不能使用空格。

$ let z=5
$ echo $z
5
$ let z=$z+1
$ echo $z
6
$ let z=$z + 1     # --- Spaces around + sign are bad with let
-bash: let: +: syntax error: operand expected (error token is "+")

$let z=z+1         # --- look Mom, no $ to read a variable.
$echo $z
7

　　如果不想为空格烦扰，那么请使用双括号来包裹整个语句，这样有无空格都可以顺利求值。

$ ((e=5))
$ echo $e
5
$ (( e = e + 3 ))
$ echo $e
8
$ (( e=e+4 ))  # -- spaces or no spaces, it doesn't matter
$ echo $e
12

bc

---

   　如果要处理浮点数字或者更复杂一点的运算怎么办？let 命令不能支持浮点数字，因此需要使用 bc 命令，但是你必须将整个运算表达式当作一个字符串来交给 bc 处理。

　　如果你使用 let 命令处理浮点会得到以下错误示例：

$let r=3.5
-bash: let: r=3.5: syntax error in expression (error token is ".5")
$(( r = 3.5 ))
-bash: ((: r = 3.5 : syntax error in expression (error token is ".5 ")

　　bc 命令可以处理任意精度的数学运算。bc 有交互模式和 shell 脚本命令两种模式。在交互模式下，使用 cntrl-d(EOF) 或者 quit 指令退出。

　　交互模式：

$ bc
bc 1.06
Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000 Free Software Foundation, Inc.
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type `warranty'.
3 + 2
5
obase=2
12
1100
<cntrl-d>

　　脚本模式：

$r=3.5
$s=`echo "$r + 2.2" | bc`
$echo $s
5.7

$ z = `echo $z + 1 | bc`
-bash: z: command not found
                # -- spaces around = sign are bad
                                (shell thing, not bc)

$ z=`echo "$z + 1" | bc`
$ echo $z
8
$ z=`echo "$z+1" | bc`  -- spaces don't matter with bc
$ echo $z
9

数字布尔值表达式

---

   　INTEGER1 -eq INTEGER2  : INTEGER1 等于 INTEGER2

　　INTEGER1 -ge INTEGER2  : INTEGER1 大于或等于 INTEGER2

　　INTEGER1 -gt INTEGER2  : INTEGER1 大于 INTEGER2

　　INTEGER1 -le INTEGER2  : INTEGER1 小于或等于 INTEGER2

　　INTEGER1 -lt INTEGER2  : INTEGER1 小于 INTEGER2

　　INTEGER1 -ne INTEGER2  : INTEGER1 不等于 INTEGER2

　　以下两个 if 语句是等效的：

if (( x < y )); then
    statements
fi

if [ $x -lt $y ]; then
    statements
fi

　　对于浮点算术，bc 返回 1 表示真，0 表示假：

if [ $( echo "$t < 3.4" | bc ) -eq 1 ]; then
    statements
fi

参考一