Shell中的数值运算
案例1：Shell中的数值运算
案例2：条件测试操作
案例3：使用if选择结构
1案例1：Shell中的数值运算
1.1问题
本案例要求熟悉Linux Shell环境的特点，主要练习以下操作：
使用expr、$[]、let等整数运算工具：定义变量X=1234，然后计算X与78的四则运算及求模结果
使用bc实现小数运算操作：以交互方式计算12.34与56.78的四则运算结果，另外再以非交互方式重复上述计算，最多显示4位小数
1.2步骤
实现此案例需要按照如下步骤进行。
步骤一：整数运算工具
1）使用expr命令
乘法操作应采用*转义，避免被作为Shell通配符；参与运算的整数值与运算操作符之间需要以空格分开，引用变量时必须加$符号。
首先定义变量X=1234，然后分别计算与78的加减乘除和求模运算结果：
[root@svr5~]#X=1234//定义变量X
[root@svr5~]#expr $X+78//加法
1312
[root@svr5~]#expr $X-78//减法
1156
[root@svr5~]#expr $X*78//乘法，操作符应添加转义
96252
[root@svr5~]#expr $X/78//除法，仅保留整除结果
15
[root@svr5~]#expr $X%78//求模
64
2）使用$[]或$(())表达式
乘法操作*无需转义，运算符两侧可以无空格；引用变量可省略$符号；计算结果替换表达式本身，可结合echo命令输出。
同样对于变量X=1234，分别计算与78的加减乘除和求模运算结果：
[root@svr5~]#X=1234
[root@svr5~]#echo $[X+78]
1312
[root@svr5~]#echo $[X-78]
1156
[root@svr5~]#echo $[X*78]
96252
[root@svr5~]#echo $[X/78]
15
[root@svr5~]#echo $[X%78]
64
3）使用let命令
expr或$[]、$(())方式只进行运算，并不会改变变量的值；而let命令可以直接对变量值做运算再保存新的值。因此变量X=1234，在执行let运算后的值会变更；另外，let运算操作并不显示结果，但是可以结合echo命令来查看：
[root@svr5~]#X=1234
[root@svr5~]#let y=X+22
[root@svr5~]#echo $y
1256
[root@svr5~]#let X++;echo $X #X++(X=X+1)
[root@svr5~]#let X--;echo $X #X--(X=X-1)
[root@svr5~]#let X+=78;echo $X #X+=78(X=X+78)
[root@svr5~]#let X-=78;echo $X #X-=78(X=X-78)
[root@svr5~]#let X*=78;echo $X #X*=78(X=X*78)
[root@svr5~]#let X/=78;echo $X #X/=78(X=X/78)
[root@svr5~]#let X%=78;echo $X #X%=78(X=X%79)
步骤二：小数运算工具
1）bc交互式运算
先执行bc命令进入交互环境，然后再输入需要计算的表达式。以计算小数12.34与5.678的四则运算为例，相关操作如下：
[root@svr5~]#bc
bc 1.06.95
Copyright 1991-1994,1997,1998,2000,2004,2006 Free Software
Foundation,Inc.
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type`warranty'.
12.34+56.78//加法
69.12
12.34-56.78//减法
-44.44
12.34*56.78//乘法
700.66
12.34/56.78//除法
0
quit//退出交互计算器
[root@svr5~]#
2）bc非交互式运算
将需要运算的表达式通过管道操作交给bc运算。注意，小数位的长度可采用scale=N限制，除此以外也受参与运算的数值的小数位影响。以计算小数12.34与5.678的四则运算为例，相关操作如下：
[root@svr5~]#echo 'scale=4;12.34+5.678' | bc
18.018
[root@svr5~]#echo 'scale=4;12.34-5.678' | bc
6.662
[root@svr5~]#echo 'scale=4;12.34 * 5.678' | bc
70.0665
[root@svr5~]#echo 'scale=4;12.34/5.678' | bc
2.1733
案例2：条件测试操作
2.1问题
本案例要求参考PPT上的示例，分别练习以下条件测试操作：
字符串匹配
比较整数值的大小
识别文件/目录的状态
多个条件/操作的逻辑组合
2.2步骤
实现此案例需要按照如下步骤进行。
步骤一：条件测试的基本用法
1）语法格式
使用“test表达式”或者[表达式]都可以，表达式两边至少要留一个空格。
条件测试操作本身不显示出任何信息。测试的条件是否成立主要体现在命令执行后的返回状态（即$?），所以可以在测试后查看变量$?的值来做出判断，或者结合&&、||等逻辑操作显示出结果（或作其他操作）。
步骤二：字符串测试
1）==比较两个字符串是否相同
检查当前用户是否为root。
当root用户执行时：
[root@svr5~]#[ $USER=="root" ]//测试
[root@svr5~]#echo $?//查看结果0为对，非0为错
当普通用户执行时：
[zengye@svr5~]$[ $USER=="root" ]
[zengye@svr5~]$echo $?
2）!=比较两个字符串是否不相同
检查当前用户，如果不是root。
当普通用户执行时：
[zengye@svr5~]$[ $USER!="root" ]
当root用户执行时：
[root@svr5~]#[ $USER!="root" ]
3）一行执行多条命令的情况
#A&&B//仅当A命令执行成功，才执行B命令
#A||B//仅当A命令执行失败，才执行B命令
#A;B//执行A命令后执行B命令，两者没有逻辑关系
4)-z检查变量的值是否未设置（空值）
[root@svr5~]#var1="nb";var2=""
[root@svr5~]#[ -z "$var1" ] && echo "空值" || echo "非空值"
非空值
[root@svr5~]#[ -z $var2 ] && echo "空值" || echo "非空值"
空值//变量var2已设置，但无任何值，视为空
[root@svr5~]#[ !-z $var1 ]//测试var1是否为非空
步骤三：整数值比较
参与比较的必须是整数（可以调用变量），比较非整数值时会出错：
[root@svr5~]#A=20.4
[root@svr5~]#[ $A -gt 10 ] //不支持小数比较
-bash:[:20.4:integer expression expected
1）-eq比较两个数是否相等。
[root@svr5~]#X=20//定义一个测试变量
[root@svr5~]#[ $X -eq 20 ] && echo "相等" || echo "不相等"
相等
[root@svr5~]#[ $X -eq 30 ] && echo "相等" || echo "不相等"
不相等
2）-ne比较两个数是否不相等。
[root@svr5~]#X=20//定义一个测试变量
[root@svr5~]#[ $X -ne 20 ] && echo "不等于" || echo "等于"
等于
[root@svr5~]#[ $X -ne 30 ] && echo "不等于" || echo "等于"
不等于
3）-gt比较前面的整数是否大于后面的整数。
[root@svr5~]#X=20//定义一个测试变量
[root@svr5~]#[ $X -gt 10 ] && echo "大于" || echo "否"
大于
[root@svr5~]#[ $X -gt 20 ] && echo "大于" || echo "否"
否
[root@svr5~]#[ $X -gt 30 ] && echo "大于" || echo "否"
否
4）-ge比较前面的整数是否大于或等于后面的整数。
[root@svr5~]#X=20//定义一个测试变量
[root@svr5~]#[ $X -ge 10 ] && echo "大于或等于" || echo "否"
大于或等于
[root@svr5~]#[ $X -ge 20 ] && echo "大于或等于" || echo "否"
大于或等于
[root@svr5~]#[ $X -ge 30 ] && echo "大于或等于" || echo"否"
否
5）-lt比较前面的整数是否小于后面的整数。
[root@svr5~]#X=20//定义一个测试变量
[root@svr5~]#[ $X -lt 10 ] && echo "小于" || echo "否"
否
[root@svr5~]#[ $X -lt 20 ] && echo "小于" || echo "否"
否
[root@svr5~]# [ $X -lt 30 ] && echo "小于" || echo"否"
小于
6）-le比较前面的整数是否小于或等于后面的整数。
[root@svr5~]#X=20//定义一个测试变量
[root@svr5~]#[ $X -le 10 ] && echo "小于或等于" || echo "否"
否
[root@svr5~]#[ $X -le 20 ] && echo "小于或等于" || echo "否"
小于或等于
[root@svr5~]#[ $X -le 30 ] && echo "小于或等于" || echo"否"
小于或等于
7）提取当前登录的用户数，比较是否超过5。
[root@svr5~]#who | wc -l//确认已登录的用户数
4
[root@svr5~]#N=$( who | wc -l )//赋值给变量N
[root@svr5~]#[ $N -gt 5 ] && echo "超过了" || echo "没超过"
没超过
上述赋值给变量N及与5比较的操作，可以简化为如下形式：
[root@svr5~]#[ $(who | wc -l ) -gt 5 ] && echo "超过了" || echo "没超过"
没超过
步骤四：识别文件/目录的状态
1）-e判断对象是否存在（不管是目录还是文件）
[root@svr5~]#[ -e "/usr/" ] && echo "存在" || echo "不存在"
存在
[root@svr5~]# [ -e "/etc/fstab" ] && echo "存在" || echo "不存在"
存在
[root@svr5~]#[ -e "/home/nooby" ] && echo "存在" || echo "不存在"
不存在
2）-d判断对象是否为目录（存在且是目录）
[root@svr5~]#[ -d "/usr/" ] && echo "是目录" || echo "不是目录"
是目录
[root@svr5~]#[ -d "/etc/fstab" ] && echo "是目录" || echo "不是目录"
不是目录
[root@svr5~]#[ -d "/home/nooby" ] && echo "是目录" || echo "不是目录"
不是目录
3）-f判断对象是否为文件（存在且是文件）
[root@svr5~]#[ -f "/usr/" ] && echo "是文件" | |echo "不是文件"
不是文件
[root@svr5~]#[-f "/etc/fstab" ] && echo "是文件" || echo "不是文件"
是文件
[root@svr5~]#[ -f "/home/nooby" ] && echo "是文件" || echo "不是文件"
不是文件
4）-r判断对象是否可读
此测试对root用户无效，无论文件是否设置r权限，root都可读：
[root@svr5~]#cp /etc/hosts /tmp/test.txt//复制一个文件做测试
[root@svr5~]#chmod -r /tmp/test.txt//去掉所有的r权限
[root@svr5~]#[ -r "/tmp/test.txt" ] && echo "可读" || echo "不可读"
可读//root测试结果仍然可读
切换为普通用户，再执行相同的测试，结果变为“不可读”：
[zengye@svr5~]$[ -r "/tmp/test.txt" ] && echo "可读" || echo "不可读"
不可读
5）-w判断对象是否可写
此测试同样对root用户无效，无论文件是否设置w权限，root都可写：
[root@svr5~]#chmod -w /tmp/test.txt//去掉所有的w权限
[root@svr5~]#ls -l /tmp/test.txt//确认设置结果
----------1 root root 33139 12-11 10:43/tmp/test.txt
[root@svr5~]#[ -w "/tmp/test.txt" ] && echo "可写" || echo "不可写"
可写
切换为普通用户，可以正常使用-w测试：
[zengye@svr5~]$ls -l /tmp/test.txt
----------1 root root 33139 12-11 10:52/tmp/test.txt
[zengye@svr5~]$[ -w "/tmp/test.txt" ] && echo "可写" || echo "不可写"
不可写
6）-x判断对象是否具有可执行权限
这个取决于文件本身、文件系统级的控制，root或普通用户都适用：
[root@svr5~]#chmod 644 /tmp/test.txt//重设权限，无x
[root@svr5~]#ls -l /tmp/test.txt//确认设置结果
-rw-r--r--1 root root 33139 12-11 10:52/tmp/test.txt
[root@svr5~]#[ -x "/tmp/test.txt" ] && echo "可执行" || echo "不可执行"
不可执行
[root@svr5~]#chmod +x /tmp/test.txt//添加x权限
[root@svr5~]#[ -x "/tmp/test.txt" ] && echo "可执行" || echo"不可执行"
可执行
步骤五：多个条件/操作的逻辑组合
1）&&，逻辑与
给定条件必须都成立，整个测试结果才为真。
检查变量X的值是否大于10，且小于30：
[root@svr5~]#X=20//设置X变量的值为20
[root@svr5~]#[ $X -gt 10 ] && [ $X -lt 30 ] && echo "YES"
YES
2）||，逻辑或
只要其中一个条件成立，则整个测试结果为真。
只要/tmp/、/var/spool/目录中有一个可写，则条件成立：
[root@svr5~]#[ -w "/tmp/" ] || [ -w "/var/spool/" ] && echo "OK"
OK
案例3：使用if选择结构
3.1问题
本案例要求编写3个Shell脚本，分别实现以下目标：
检测/media/cdrom目录，若不存在则创建
检测并判断指定的主机是否可ping通
从键盘读取一个论坛积分，判断论坛用户等级，等级分类如下:
大于等于90神功绝世
大于等于80，小于90登峰造极
大于等于70，小于80炉火纯青
大于等于60，小于70略有小成
小于60初学乍练
3.2方案
if单分支的语法组成：
if条件测试
then命令序列
fi
if双分支的语法组成：
if条件测试
then命令序列1
else命令序列2
fi
if多分支的语法组成：
if条件测试1
then命令序列1
elif条件测试2
then命令序列2
else命令序列n
fi
if多分支结构实际上相当于多层if嵌套：
if条件测试1;then
命令序列1
else
if条件测试2;then
命令序列2
else
....
命令序列n
fi
fi
3.3步骤
实现此案例需要按照如下步骤进行。
步骤一：检测/media/cdrom目录，若不存在则创建
1）编写脚本如下：
[root@svr5~]#vim mountdir.sh
#!/bin/bash
dir="/media/cdrom/"
if[ ! -d $dir ]
then
mkdir -p $dir
fi
[root@svr5~]#chmod +x mountdir.sh//添加可执行权限
2）测试、验证脚本功能
[root@svr5~]#ls -ld /media/cdrom//本来没有/media/cdrom目录
ls:/media/cdrom:没有那个文件或目录
[root@svr5~]#./mountdir.sh//执行脚本
[root@svr5~]#ls -ld /media /cdrom//再检查已经有了
drwxr-xr-x 2 root root 4096 12-11 15:16/media/cdrom
有了/media/cdrom文件夹以后，再次执行上述脚本，实际上不做任何有效操作：
[root@svr5~]#./mountdir.sh
[root@svr5~]#
步骤二：检测并判断指定的主机是否可ping通
1）分析任务需求
使用ping命令检测目标主机时，人工可直接判断反馈结果，而脚本却不方便。但是当ping测试成功时，执行状态$?的值为0；而ping测试失败时，$?的值不为0。因此在Shell脚本中可以利用这一点来判断ping目标主机的成败。
为了节省ping测试时间，可以只发送3个测试包（-c 3）、缩短发送测试包的间隔秒数（-i 0.2）、等待反馈的超时秒数（-W 3）。比如，检查可ping通的主机：
[root@svr5~]#ping-c 3-i 0.2-W 3 192.168.4.5
PING 192.168.4.5(192.168.4.5)56(84)bytes of data.
64 bytes from 192.168.4.5:icmp_seq=1 ttl=64 time=0.131 ms
64 bytes from 192.168.4.5:icmp_seq=2 ttl=64 time=0.076 ms
64 bytes from 192.168.4.5:icmp_seq=3 ttl=64 time=0.073 ms
---192.168.4.5 ping statistics---
3 packets transmitted,3 received,0%packet loss,time 402ms
rtt min/avg/max/mdev=0.073/0.093/0.131/0.027 ms
[root@svr5~]#echo$?//执行状态表示成功
0
2）脚本编写参考如下：
[root@svr5~]#vim pinghost.sh
#!/bin/bash
ping -c 3 -i 0.2 -W 3 $1 &> /dev/null
if [ $? -eq 0];then
echo "Host $1 is up."
else
echo "Host $1 is down."
fi
[root@svr5~]#chmod +x pinghost.sh
3）测试、验证脚本功能
[root@svr5~]#./pinghost.sh 192.168.4.5
Host 192.168.4.5 is up.
[root@svr5~]#./pinghost.sh 192.168.4.50
Host 192.168.4.50 is down.
步骤三：从键盘读取一个论坛积分，判断论坛用户等级
1）脚本编写参考如下：
大于等于90神功绝世
大于等于80，小于90登峰造极
大于等于70，小于80炉火纯青
大于等于60，小于70略有小成
大于60初学乍练
[root@svr5~]#vim gradediv.sh
#!/bin/bash
read -p "请输入积分（0-100）：" JF
if [ $JF -ge 90 ];then
echo"$JF分，神功绝世"
elif [ $JF -ge 80 ];then
echo "$JF分，登峰造极"
elif [ $JF -ge 70 ];then
echo "$JF分，炉火纯青"
elif[ $JF–ge 60 ];then
echo "$JF分，略有小成"
else
echo "$JF分，初学乍练"
fi
[root@svr5~]#chmod +x gradediv.sh
3）测试、验证脚本
[root@svr5~]#./gradediv.sh
请输入积分（0-100）：74
74分，炉火纯青
[root@svr5~]#./gradediv.sh
请输入分数（0-100）：68
68分，略有小成
[root@svr5~]#./gradediv.sh
请输入分数（0-100）：87
87分，登峰造极