shell脚本编程运算

一算术运算

bash中的算术运算:help let
+, -, *, /, %取模（取余）, **（乘方）
实现算术运算：
(1) let var=算术表达式
(2) var=$[算术表达式]
(3) var=$((算术表达式))
(4) var=$(expr arg1 arg2 arg3 ...)
(5) declare –i var = 数值
(6) echo ‘算术表达式’ | bc
乘法符号有些场景中需要转义，如*
bash有内建的随机数生成器：$RANDOM（0-32767）
echo $[$RANDOM%50] ：0-49之间随机数

（一） let var=算术表达式

 使用let

变量前面可以不加$,因为let知道是数字运算，出现像n,m这样的字母了就认为是变量。

[root@centos73 shell_scripts]# n=20
[root@centos73 shell_scripts]# m=30
[root@centos73 shell_scripts]# let sum=n+m
[root@centos73 shell_scripts]# echo $sum 
50
[root@centos73 shell_scripts]# 

使用let取余数

[root@centos73 shell_scripts]# n=20
[root@centos73 shell_scripts]# m=30
[root@centos73 shell_scripts]# let sum=n+m
[root@centos73 shell_scripts]# echo $sum 
50
[root@centos73 shell_scripts]# let i=m%7
[root@centos73 shell_scripts]# echo $i
2
[root@centos73 shell_scripts]# let j=2**6
[root@centos73 shell_scripts]# echo $j
64

（二）var=$[算术表达式]

[root@centos73 shell_scripts]# echo $[1+2]
3
[root@centos73 shell_scripts]# echo $[3*4]
12
[root@centos73 shell_scripts]# echo $[n*m]
600
[root@centos73 shell_scripts]# echo $[n-m]
-10
[root@centos73 shell_scripts]# echo $[m-n]
10

（三）var=$((算术表达式))

[root@centos73 shell_scripts]# echo $((m-n))
10
[root@centos73 shell_scripts]# echo $((1+2))
3
[root@centos73 shell_scripts]# echo $((3*4))
12
[root@centos73 shell_scripts]# echo $((n*m))
600

（四）var=$(expr arg1 arg2 arg3 ...)

expr本身是一个命令，可以直接进行运算

[root@centos73 ~]# expr 1+2
1+2
[root@centos73 ~]# expr 1 + 2注意要空格才可以进行运算。乘法符号有些场景中需要转义，如*。也就是expr这个命令后面跟的是3个参数
3

[root@centos73 ~]# expr 3 * 2
expr: syntax error
[root@centos73 ~]# expr 3 * 2因为该命令认为*是通配符了，所以要使用反斜线进行转义。
6
[root@centos73 ~]# expr 3  * 2
expr: syntax error

（五）declare  –i   var = 数值  

 declare用来声明变量是数字变量。把变量声明成整数是一个很好的习惯，因为系统默认是把数字当成字符串的。

[root@centos73 ~]# declare -i  n=10
[root@centos73 ~]# declare -i  m=20
[root@centos73 ~]# let sum=n+m
     
[root@centos73 ~]# echo $sum
30

（六） echo ‘算术表达式’ | bc

实际上是调用bc这个计算器了

[root@centos73 ~]# declare -i  n=10
[root@centos73 ~]# declare -i  m=20
[root@centos73 ~]# let sum=n+m
[root@centos73 ~]# echo $su
$suffix  $sum     
[root@centos73 ~]# echo $sum
30
[root@centos73 ~]# echo $m+$n
20+10
[root@centos73 ~]# echo $m+$n | bc
30

（七）bash有内建的随机数生成器：$RANDOM（0-32767）

在命令行输入man bash,/RANDOM来查看RANDOM的信息。

RANDOM Each time this parameter is referenced, a random integer between 0 and 32767 is generated.

The sequence of random numbers may be initialized by assigning a value to  RANDOM.

If RANDOM is unset, it loses its special properties, even if it is subsequently reset.

 echo $[$RANDOM%50] ：0-49之间随机数。注意每次都是随机值。

[root@centos73 ~]# echo $[RANDOM%50]
25
[root@centos73 ~]# echo $[RANDOM%50]
37
[root@centos73 ~]# echo $[RANDOM%50]
24
[root@centos73 ~]# echo $[RANDOM%50]
33
[root@centos73 ~]# echo $[RANDOM%50]
29
[root@centos73 ~]# echo $[RANDOM%50]
21

echo $[$RANDOM%50+1] ：1-50之间随机数。中括号里面的RANDOM加不加$显示的结果都一样的。

[root@centos73 ~]# echo $[$RANDOM%50+1]
18
[root@centos73 ~]# echo $[$RANDOM%50+1]
13
[root@centos73 ~]# echo $[$RANDOM%50+1]
11
[root@centos73 ~]# echo $[$RANDOM%50+1]
48
[root@centos73 ~]# echo $[$RANDOM%50+1]
9
[root@centos73 ~]# echo $[$RANDOM%50+1]
23
[root@centos73 ~]# echo $[$RANDOM%50+1]
12

二赋值

（一）增强型赋值

增强型赋值：+=, -=, *=, /=, %=

let i+=3 ↔ let i=i+3两个表达式是等价的，就是把自己加上3再赋给自己

[root@centos73 ~]# echo $n
10
[root@centos73 ~]# let i+=3
[root@centos73 ~]# echo $n
10
[root@centos73 ~]# let n+=3
[root@centos73 ~]# echo $n
13
[root@centos73 ~]# echo $n;let n+=14
13
[root@centos73 ~]# echo $n
27

let i-=3 ↔ let i=i-3两个表达式是等价的，就是把自己加上3再赋给自己。

[root@centos73 ~]# echo $n
27
[root@centos73 ~]# echo $n;let n-=10
27
[root@centos73 ~]# echo $n
17

（二）自增自减

 自增，自减：let var +=1，let var ++，let var -=1，let var --i++相当于i=i+1

[root@centos73 ~]# let n++;echo $n
18
[root@centos73 ~]# let n++;echo $n
19
[root@centos73 ~]# let n++;echo $n
20
[root@centos73 ~]# let n++;echo $n
21
[root@centos73 ~]# let n++;echo $n
22

示例

1、编写脚本/root/bin/sumid.sh，计算/etc/passwd文件中的第10个用户和第20用户的ID之和

法1：

涉及知识点：（二）var=$[算术表达式]

[root@centos73 ~]# head /etc/passwd  | tail -1 | cut -d:  -f3
11

赋到一个变量去，比如这是第10个用户的ID，变量名为UID10.

[root@centos73 ~]# UID10=`head  /etc/passwd  | tail -1 | cut -d:  -f3`
[root@centos73 ~]# UID20=`head  -20 /etc/passwd  | tail -1 | cut -d:  -f3`
[root@centos73 ~]# echo $[UID10+UID20]
38

完整的脚本：

[root@centos73 shell_scripts]# cat sumid.sh 
#!/bin/bash
#Author=wang
uid_10=`cat /etc/passwd |head -n 10 |tail -n 1 |cut -d ":" -f 3`
uid_20=`cat /etc/passwd |head -n 20 |tail -n 1 |cut -d ":" -f 3`
sum_id=$[uid_10+uid_20]
echo $sum_id
[root@centos73 shell_scripts]# bash  sumid.sh   
59

法2：使用awk

涉及知识点：增强型赋值

[root@centos73 shell_scripts]# cat  sumid_awk.sh 
#!/bin/bash
#Author=wang
cat /etc/passwd |awk -F ":" ' {if(NR==10 || NR==20 ){sum+=$3}} END{print sum}'
[root@centos73 shell_scripts]# bash  sumid_awk.sh
59

2、编写脚本sumspace.sh，传递两个文件路径作为参数给脚本，计算这两个文件中所有空白行之和

涉及知识点:（二）var=$[算术表达式]

完整脚本文件：

[root@centos73 shell_scripts]# cat  sumspace.sh
#!/bin/bash
#Author=wang
file1_space_line=`cat $1  |grep "^$" |wc -l`
file2_space_line=`cat $2  |grep "^$" |wc -l`

sum_space_line=$[file1_space_line+file2_space_line]
echo $sum_space_line

执行结果：

[root@centos73 shell_scripts]# bash  sumspace.sh     /etc/fstab   /etc/issue
2
[root@centos73 shell_scripts]# cat  /etc/fstab 

#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Wed Jan  9 13:54:32 2019
#
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk'
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info
#
UUID=154fb900-77cf-4d55-975f-b788805fe281 /                       xfs     defaults        0 0
UUID=f0c8487e-df2a-4042-81ca-f9011445c8bd /app                    xfs     defaults        0 0
UUID=e76ffa1a-9169-42d4-adcc-c6bdbfefd663 /boot                   xfs     defaults        0 0
UUID=809c994a-336d-4517-b3c4-7e0dae5ad738 swap                    swap    defaults        0 0
/dev/cdrom  /mnt   iso9660  defaults 0 0
[root@centos73 shell_scripts]# cat  /etc/issue
S
Kernel 
 on an m

3、编写脚本sumfile.sh,统计/etc, /var, /usr目录中共有多少个一级子目录和文件

涉及知识点：（二）var=$[算术表达式]

完整脚本：

[root@centos73 shell_scripts]# cat  sumfile.sh 
#!/bin/bash
#Author=wang
let sumfiles=$[`ls -A -1 /etc |wc -l`]+$[`ls -A -1 /usr | wc -l`]+$[`ls -A -1 /var |wc -l`]
echo $sumfiles

执行结果：

[root@centos73 shell_scripts]# bash  sumfile.sh 
225

执行过程：

[root@centos73 shell_scripts]# bash   -x   sumfile.sh   
++ ls -A -1 /etc
++ wc -l
++ ls -A -1 /usr
++ wc -l
++ ls -A -1 /var
++ wc -l
+ let sumfiles=190+12+23
+ echo 225
225

脚本解析：

ls的选项：

  -A, --almost-all
              do not list implied . and ..

   -1     list one file per line

[root@centos73 shell_scripts]# ls -A -1 /var
adm
cache
crash
db
empty
ftp
games
gopher
kerberos
lib
local
lock
log
mail
nis
opt
preserve
run
spool
tmp
.updated
www
yp

三逻辑运算

（一）真假

true, false
1, 0

（二）与

1 与 1 = 1
1 与 0 = 0
0 与 1 = 0
0 与 0 = 0

（三）或

1 或 1 = 1
1 或 0 = 1
0 或 1 = 1
0 或 0 = 0

（四）非：！

! 1 = 0
! 0 = 1

（五）短路运算

1短路与

第一个为0，结果必定为0

第一个为1，第二个必须要参与运算

&& 代表条件性的AND THEN，也就是短路与

cmd1 短路与 cmd2
如果cmd1 为假，将不执行cmd2
如果cmd1 为真，将执行cmd2

 只有命令1执行成功了才会执行命令2，比如如果一个用户是存在的，就执行删除

[root@centos7 bin]# ls
hello.sh  ping.sh  sum1.sh  sum.sh  systeminfo.sh
[root@centos7 bin]# id wang && user
useradd     userdel     userhelper  usermod     usernetctl  users       
[root@centos7 bin]# id wang && userdel -r wang
id: wang: no such user
[root@centos7 bin]# useradd wang
[root@centos7 bin]# id wang && userdel -r wang
uid=1002(wang) gid=1002(wang) groups=1002(wang)
[root@centos7 bin]# id wang && userdel -r wang
id: wang: no such user

查看用户是否在文件中存在，如果存在就显示后面的命令

[root@centos7 bin]# grep -q root /etc/passwd  && echo   hahaha
hahaha

 ping脚本

[root@centos7 ~]# ping 172.25.67.47  -c3 
PING 172.25.67.47 (172.25.67.47) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 172.25.67.47: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.299 ms
64 bytes from 172.25.67.47: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.210 ms
64 bytes from 172.25.67.47: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.276 ms

--- 172.25.67.47 ping statistics ---
3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 2000ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.210/0.261/0.299/0.042 ms
              
[root@centos7 ~]# ping 172.25.67.47  -c3  & > /dev/null 
#注意&>是连在一起的
[1] 21303
[root@centos7 ~]# PING 172.25.67.47 (172.25.67.47) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 172.25.67.47: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.271 ms
64 bytes from 172.25.67.47: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.287 ms
64 bytes from 172.25.67.47: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.315 ms

--- 172.25.67.47 ping statistics ---
3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 2001ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.271/0.291/0.315/0.018 ms
^C
[1]+  Done                    ping 172.25.67.47 -c3
[root@centos7 ~]# ping 172.25.67.47  -c3  &> /dev/null 
[root@centos7 ~]# ping 172.25.67.47  -c3  &> /dev/null   && echo   the host is up
the host is up

短路与中要特别注意的坑：

1注意expr命令

如果一个变量和一个数进行运算，值为0，那么返回值为非0，他认为是错误的。

在命令行输入man erpr 查看帮助文档：

Exit status（也就是$?） is 0 if EXPRESSION is neither null nor 0, 1 if EXPRESSION is null or 0, 2 if EXPRESSION is syntactically invalid, and 3 if an error occurred.

写脚本的时候不要作为条件判断的依据。

[root@centos7 ~]# y=9;expr $y - 9
0
[root@centos7 ~]# echo $?
1
[root@centos7 ~]# expr $x + 0
0
[root@centos7 ~]# echo $?
1
[root@centos7 ~]# z=6;expr $z + 0
6
[root@centos7 ~]# echo $?
0

[root@centos7 ~]# y=9;expr $y - 9 && echo    sum  
0   显示的应该是sum，而不是0

 

 

 

 

 

短路与中要特别注意的坑：

2赋值特别容易出错的地方。

如果let后面跟的表达式的结果为0，那么他认为结果是错误的返回值就是非0了。

[root@centos7 ~]# i=0;let i++;echo $?先取i的值，i的值是0，返回的是假了，返回值就是非0了。
1
[root@centos7 ~]# i=0;let ++i;echo $?先进行自增，那么自增的结果就是非0了，返回的是真，返回值就是0了。
0[root@centos7 ~]# let j=0;echo $?
1

 let命令是一个内部命令。

[root@centos7 ~]# type let
let is a shell builtin
[root@centos7 ~]# help l
let     local   logout  
[root@centos7 ~]# help let 
let: let arg [arg ...]
    Evaluate arithmetic expressions.
    
    Evaluate each ARG as an arithmetic expression.  Evaluation is done in
    fixed-width integers with no check for overflow, though division by 0
    is trapped and flagged as an error.  The following list of operators is
    grouped into levels of equal-precedence operators.  The levels are listed
    in order of decreasing precedence.
    
        id++, id--    variable post-increment, post-decrement
        ++id, --id    variable pre-increment, pre-decrement
        -, +        unary minus, plus
        !, ~        logical and bitwise negation
        **        exponentiation
        *, /, %        multiplication, division, remainder
        +, -        addition, subtraction
        <<, >>        left and right bitwise shifts
        <=, >=, <, >    comparison
        ==, !=        equality, inequality
        &        bitwise AND
        ^        bitwise XOR
        |        bitwise OR
        &&        logical AND
        ||        logical OR
        expr ? expr : expr
                conditional operator
        =, *=, /=, %=,
        +=, -=, <<=, >>=,
        &=, ^=, |=    assignment
    
    Shell variables are allowed as operands.  The name of the variable
    is replaced by its value (coerced to a fixed-width integer) within
    an expression.  The variable need not have its integer attribute
    turned on to be used in an expression.
    
    Operators are evaluated in order of precedence.  Sub-expressions in
    parentheses are evaluated first and may override the precedence
    rules above.
    
    Exit Status:
    If the last ARG evaluates to 0, let returns 1; let returns 0 otherwise.如果最后一个参数是0，那么返回值就是1了。否则返回值为0了。

应用在短路与中

[root@centos7 ~]# n=50
[root@centos7 ~]# m=-50
[root@centos7 ~]# let sum=n+m
[root@centos7 ~]# echo $?
1
[root@centos7 ~]# echo $?
0[root@centos7 ~]# let sum=n+m && echo $sum  短路与出现的问题，本来是应该打印出结果的值的

[root@centos7 ~]#  let sum=n+m ; echo $sum不过可以使用分号隔开
0

2短路或

第一个为1，结果必定为1
第一个为0，第二个必须要参与运算

 cmd1 短路或 cmd2
如果cmd1 为假，将执行cmd2
如果cmd1 为真，将不执行cmd2

真 1 
假 0

真或假 有一个为真，结果为真

 || 代表条件性的OR ELSE，也就是短路或

[root@centos7 ~]# ping 172.25.67.48 -c3 -w1 &> /dev/null && echo the host is up || echo the host is down

the host is down

 如果ping通显示up，否则就显示down。

我们ping机器的时候ping不通，为假，那么就不会执行echo the host is up这个命令了。

因为假和任何数与都是假，那么ping 172.25.67.48 -c3 -w1 &> /dev/null && echo the host is up整体就为假了。

如果为假那么短路或就会执行后续的命令。所以就执行了 echo the host is down这条命令。

如果ping通了，那么ping 172.25.67.48 -c3 -w1就为真，就要执行echo the host is up。

因为echo会执行成功的，所以ping 172.25.67.48 -c3 -w1 &> /dev/null && echo the host is up整体上是真，那么短路或就不会执行了。

现在是根据不同的情况执行不同的命令了。

3异或：^

异或的两个值,相同为假，不同为真

异或：^

异或，英文为exclusive OR，缩写成xor。是一个数学运算符。它应用于逻辑运算。异或的数学符号为“⊕”，计算机符号为“xor”。

其运算法则为：如果a、b两个值不相同，则异或结果为1。如果a、b两个值相同，异或结果为0。异或的两个值,相同为假，不同为真。

异或的时候把两个值拆开成二进制，对位进行异或。

若x是二进制数0101，y是二进制数1011；

则x⊕y=1110

只有在两个比较的位不同时其结果是1，否则结果为0

即“两个输入相同时为0，不同则为1”！

[root@centos7 ~]# n=0
[root@centos7 ~]# m=1
[root@centos7 ~]# echo $[n^m]
1
[root@centos7 ~]# n=1
[root@centos7 ~]# m=1
[root@centos7 ~]# echo $[n^m]
0

现实中用的都是十进制的数值，那么我们来看一看两个十进制数值是怎么进行异或计算：

5 ⊕ 3 = ？

1.进行异或计算前会把数值都转换为二进制：

5和3转为二进制分别为：0101 、0011

2.再把结果 0110 转换为十进制的：6

3.所以 5 ⊕ 3 = 6

再比如十进制数30和40，转化为二进制数为00011110，00101000.

注意十进制的数转化成二进制是没有位数限制的,只有当规定用几个字节来表示的时候才用高位补充.

比如规定用一个字节来表示的时候,它是有取值范围的,这个数要小于256,

大于这个就不能表示了,在范围内高位用0补充.为了便于计算我使用了8位数。

把00110110转化为十进制数就是54.

3100使用异或可以直接把两个数对调。好处是不需要借助第三方了。

[root@centos7 ~]# a=5
[root@centos7 ~]# b=7
[root@centos7 ~]# a=$[a^b]
[root@centos7 ~]# b=$[a^b]
[root@centos7 ~]# a=$[a^b]
[root@centos7 ~]# echo $a,$b
7,5

四条件测试

判断某需求是否满足，需要由测试机制来实现。

专用的测试表达式需要由测试命令辅助完成测试过程。

评估布尔声明，以便用在条件性执行中
• 若真，则返回0
• 若假，则返回1

测试命令：
• test EXPRESSION
• [ EXPRESSION ]
• [[ EXPRESSION ]]和上面两个不同的在于支持正则表达式
注意：EXPRESSION前后必须有空白字符

[root@centos7 ~]# type test
test is a shell builtin
[root@centos7 ~]# type [
[ is a shell builtin 内部命令
[root@centos7 ~]# type [[
[[ is a shell keyword关键字

比较两个字符串是否相同

[root@centos7 ~]# srtr1=abc
[root@centos7 ~]# srtr2=abc
[root@centos7 ~]# test str1=str2
[root@centos7 ~]# echo $?
0
[root@centos7 ~]# test str1 = str2
[root@centos7 ~]# echo $?
1
[root@centos7 ~]# srtr1=abc
[root@centos7 ~]# srtr2=def
[root@centos7 ~]# test str1 = str2
[root@centos7 ~]# echo $?
1

[root@centos7 ~]# test str1 != str2
[root@centos7 ~]# echo $?
0
[root@centos7 ~]# test str1 ! = str2 
#注意！=一定要连在一起的
-bash: test: too many argumentsy

使用中括号。

系统里面的脚本也是使用中括号。

使用中括号好，因为test是字符串，容易和其他的字符串混在一起，而中括号一目了然。

[root@centos7 ~]# srtr1=abc
[root@centos7 ~]# srtr2=abc
[root@centos7 ~]# [test1 = test2]
-bash: [test1: command not found 
#使用中括号EXPRESSION前后必须有空白字符
[root@centos7 ~]# [ test1 = test2 ]

[root@centos7 ~]# echo $?
0

 系统里面的脚本也是使用中括号

[root@centos73 shell_scripts]# cat  /etc/init.d/functions  
# -*-Shell-script-*-
#
# functions This file contains functions to be used by most or all
#       shell scripts in the /etc/init.d directory.
#

TEXTDOMAIN=initscripts

# Make sure umask is sane
umask 022

# Set up a default search path.
PATH="/sbin:/usr/sbin:/bin:/usr/bin"
export PATH

if [ $PPID -ne 1 -a -z "$SYSTEMCTL_SKIP_REDIRECT" ] && 
        [ -d /run/systemd/system ] ; then
    case "$0" in
    /etc/init.d/*|/etc/rc.d/init.d/*)
        _use_systemctl=1
        ;;
    esac
fi

在中括号里面，只要中括号里面有东西就是为真，没有就是为假

[root@centos7 ~]# [ ] && echo true ||  echo false 
false
[root@centos7 ~]# [ 123 ] && echo true ||  echo false 
true
[root@centos7 ~]# [ 1243] && echo true ||  echo false 
-bash: [: missing `]'
false
[root@centos7 ~]# [1243] && echo true ||  echo false 
-bash: [1243]: command not found
false
[root@centos7 ~]# [1243 ] && echo true ||  echo false 
-bash: [1243: command not found
false

 ？如果中括号里面是引号，就要空格

[root@centos7 ~]# [ "" ] && echo true ||  echo false 
false
[root@centos7 ~]# [ " " ] && echo true ||  echo false 
true

如果变量是有值，但是是空字符串，那么直接写就假，要使用引号引起来

[root@centos7 ~]# a=36
[root@centos7 ~]# [ $a ] && echo true ||  echo false 
true
[root@centos7 ~]# unset a
[root@centos7 ~]# a=" "
[root@centos7 ~]# [ $a ] && echo true ||  echo false 
false
[root@centos7 ~]# [ "$a" ] && echo true ||  echo false 
true

可以使用中括号判断某个变量是否赋值了

[root@centos7 ~]# [ "x"$a = "x" ] && echo true ||  echo false 
#这个x纯粹就是为了组合的，x和字符串组合，如果a没有定义，那么x就等于x。这里的x是一个字母代表，使用其他的字母也可以。
true
[root@centos7 ~]# a=245
[root@centos7 ~]# [ "x"$a = "x" ] && echo true ||  echo false 
false

在6里面的vim /etc/rc.sysinit中使用的就是这种方法。

645 # Start up swapping.
646 update_boot_stage RCswap
647 action $"Enabling /etc/fstab swaps: " swapon -a -e
648 if [ "$AUTOSWAP" = "yes" ]; then
649         curswap=$(awk '/^/dev/ { print $1 }' /proc/swaps | while read x; do get_numeric_dev dec $x ; echo -n " "; done)
650         swappartitions=$(blkid -t TYPE=swap -o device)
651         if [ x"$swappartitions" != x ]; then
652                 for partition in $swappartitions ; do
653                         [ ! -e $partition ] && continue
654                         majmin=$(get_numeric_dev dec $partition)
655                         echo $curswap | grep -qw "$majmin" || action $"Enabling local swap partitions: " swapon $partition