13. Bash 算术运算详解

1.算术表达式

((...))语法可以进行整数的算术运算,比如下面这样:

((foo = 5 + 5))
echo $foo

结果为:

image.png

((...))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 $?

上面例子中,3 + 2的结果是5,命令就算执行成功,环境变量$?0

image.png

如果算术结果为0,命令就算执行失败。

(( 3 - 3 ))
echo $?

上面例子中,3 - 3的结果是0,环境变量$?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))

((...))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

image.png

++--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,这和C/C++语言中的自增自减效果一致。

i=0
echo $i
echo $((i++))
echo $i
echo $((++i))
echo $i

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:

image.png

$((...))内部可以用圆括号改变运算顺序。

echo $(( (2 + 3) * 4 ))

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))
# 等同于
echo $(($((5**2)) * 3))

这个语法只能计算整数,使用小数会报错:

image.png

$((...))的圆括号之中,不需要在变量名之前加上$,不过加上也不报错。

number=2
echo $(($number + 1))

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))
echo $(( "hello" * 2))

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:

image.png

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))

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。

作者:余识
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