Shell计算命令:expr命令详解

介绍

expr (evaluate expressions 的缩写),译为“表达式求值”。Shell expr 是一个功能强大,并且比较复杂的命令,它除了可以实现整数计算,还可以结合一些选项对字符串进行处理,例如计算字符串长度、字符串比较、字符串匹配、字符串提取等.

求值表达式

计算语法

expr 算术运算符表达式
# 例如: expr 1 + 1  返回: 2
# 例如: expr \( 10 + 10 \) \* 2 + 100 返回:140

获取计算结果赋值给新变量语法

result=`expr 算术运算符表达式`
# 例如: result=`expr 1 + 1`  输出result得到结果: 2

字符串语法

计算字符串的长度语法

expr length 字符串
# 例如: expr length "itheima"  返回: 7

截取字符串语法

expr substr 字符串 start end
# start 截取字符串的起始位置, 从1开始
# end 截取字符串的结束位置, 包含这个位置截取
# 例如 expr substr "itheima" 1 2  返回: it

获取第一个字符在字符串中出现的位置语法

expr index 被查找字符串  需要查找的字符
# 例如 expr index "itheima" t  会返回: 2 

正则表达式匹配1语法

expr match 字符串 正则表达式
# 正则表达式默认带有^, 代表以什么开头
# 返回值为符合匹配字符的长度, 否则返回为0
# 例如: expr match "itheima" ".*m"  会返回: 6
# 正则表达式通配符"."代表任意一个字符
# 正则表达式通配符"*"代表签名的字符可以出现0到多次
# ".*m" 含义为匹配字符串中m前面的字符串长度 

正则表达式匹配2语法, 功能与语法1一样

expr 字符串 : 正则表达式
# 正则表达式默认带有^ ,  代表以什么开头
# 返回值为符合匹配字符的长度, 否则返回为0
# 例如: expr "itheima" : ".*m"  会返回: 6

演示

需求

# 四则运算: ( 10 + 10 ) * 2 + 100
# 计算"itheima"字符串的长度
# 获取"itheima"字符串中"t"第一个字符在字符串中出现的位置
# 正则表达式match匹配查找itheima字符串中m前面任意字符的总长度

cal1.sh脚本文件代码

#!/bin/bash
# 四则运算
result=`expr \( 10 + 10 \) \* 2 + 100`
echo "(10+10)*2+100=${result}"

# 计算字符串的长度
echo "itheima字符串长度=`expr length "itheima"`"

# 获取第一个字符在字符串中出现的位置
echo "itheima字符串中第一个t的位置=`expr index "itheima" t`"

# 正则表达式匹配1
echo "正则表达式match匹配查找itheima字符串中m前面任意字符的总长度=`expr match "itheima" ".*m"`"

# 正则表达式匹配2
echo "正则表达式匹配查找itheima字符串中m前面任意字符的总长度=`expr "itheima" : ".*m"`"

运行效果

小结

expr命令的作用

1.整数计算

expr 整数运算表达式

2.字符串操作

expr length 字符串 获取字符串的长度

expr substr 字符串 start end 截取字符串

expr index 字符串 查找的字符 查找字符在字符串中第一次出现的位置, 位置从1开始的。

expr match 字符串 正则表达式

expr 字符串: 正则表达式

Shell计算命令:(())命令详解

介绍

双小括号 (( )) , 用于进行数学运算表达式的执行 , 将数学运算表达式放在(())之间。

可以使用$获取 (( )) 表达式命令的结果,这和使用$获得变量值是一样的。

用法

运算操作符/运算命令说明
((a=1+6))((b=a-1)) ((c=a+b))这种写法可以在计算完成后给变量赋值。以 ((b=a-1)) 为例,即将 a-1 的运算结果赋值给变量 c。 注意,使用变量时不用加$前缀,(( )) 会自动解析变量名。
a=$((1+6) b=$((a-1)) c=$((a+b))可以在 (( )) 前面加上$符号获取 (( )) 命令的执行结果,也即获取整个表达式的值。以 c=$((a+b)) 为例,也就是将 a+b 这个表达式的运算结果赋值给变量 c。 注意,如果 c=((a+b)) 这样的写法是错误的,不加$就不能取得表达式的结果。
((a>7 && b==c))(( )) 也可以进行逻辑运算,在 if 语句中常会使用逻辑运算。
echo $((a+10))需要立即输出表达式的运算结果时,可以在 (( )) 前面加$符号。
((a=3+5, b=a+10))对多个表达式同时进行计算, 多表表达式使用","号隔开

注意: 符号之间有无空格都可以 , (( a = 1 + 6 )) 等价于 ((a=1+6))

示例

需求

计算1+6赋值给变量a

计算变量a-1赋值给变量b

计算变量a+变量b赋值给变量c

打印变量a,变量b, 变量c的值

$赋值写法

(())多个表达式计算赋值

echo输出直接使用(())

(()) 用于逻辑表达式 在if中使用

calculatej2.sh脚本代码

#!/bin/bash
# 计算1+6赋值给变量a
((a=1+6))

# 计算变量a-1赋值给变量b
((b=a-1))

# 计算变量a+变量b赋值给变量c
((c=a+b))

# 打印变量a,变量b, 变量c的值
echo "a=${a},b=${b},c=${c}"

# $赋值写法
a=$((1+6)) b=$((a-1)) c=$((a+b))
echo "a=${a},b=${b},c=${c}"

# (())多个表达式计算赋值
((a=1+6,b=a-1,c=a+b))
echo "a=${a},b=${b},c=${c}"

# echo输出直接使用(())
echo "1+6=$((1+6))"

# (()) 用于逻辑表达式 在if中使用
if ((a>7 && b==c))
then
        echo "a>7 && b==c 成立"
else
        echo "a>7 && b==c 不成立"
fi

运行结果

小结

(())的用法

括号内赋值: ((变量名=整数表达式))

括号外赋值: 变量名=$((整数表达式))

多表达式赋值: ((变量名1=整数表达式1,变量名2=整数表达式2,...))

与if条件句配合使用: if ((整数表达式))

Shell计算命令:let命令详解

介绍

let 命令和双小括号 (( )) 在数字计算方面功能一样. 但是没有(())功能强大, let只能用于赋值计算, 不能直接输出, 不可以条件判断一起使用.

语法

let 赋值表达式

注意

  1. 语法功能等价于((表达式))
  2. 多个表达式之间使用空格, 不是","号
  3. 对于类似let a+b这样的写法,Shell 虽然计算了 a+b 的值,但却将结果丢弃,如果 echo let a+b 会直接输出字符串 a+b ;若不想这样,可以使用let sum=a+b将 a+b 的结果保存在变量 sum 中。

因此输出建议使用(())

示例

需求

# 计算变量a-1赋值给变量b
# 计算变量a+变量b赋值给变量c
# 打印变量a,变量b, 变量c的值
# let多个表达式计算赋值

calculate3.sh脚本代码

#!/bin/bash
# 计算1+6赋值给变量a
let a=1+6

# 计算变量a-1赋值给变量b
let b=a-1

# 计算变量a+变量b赋值给变量c
let c=a+b

# 打印变量a,变量b, 变量c的值
echo "a=${a},b=${b},c=${c}"

# let多个表达式计算赋值
let a=1+6 b=a-1 c=a+b
echo "a=${a},b=${b},c=${c}"

运行效果

小结

let数字计算用法

作用: 用于赋值,是最简洁的整数运算赋值命令

计算赋值用法: let 变量名=整数运算表达式

多个表达式计算赋值用法: let 变量名1=整数运算表达式1 变量名2=整数运算表达式2 ...

Shell计算命令:$[]命令详解

介绍

和 (())、let 命令类似,$[] 也只能进行整数运算。但是只能对单个表达式的计算求值与输出

语法

$[表达式]
  1. $[] 会对表达式进行计算,并取得计算结果
  2. 表达式内部不可以赋值给变量

示例

calculate4.sh脚本代码

#!/bin/bash
# 计算1+6赋值给变量a
a=$[1+6]

# 计算变量a-1赋值给变量b
b=$[a-1]

# 计算变量a+变量b赋值给变量c
c=$[a+b]

# 打印变量a,变量b, 变量c的值
echo "a=${a},b=${b},c=${c}"

# 直接输出
echo "$[1+6],$[7-1],$[7+6]"

运行结果

上述总结

执行整数表达式命令的总结, 推荐使用哪个

expr

​ 优点:可以直接输出

​ 缺点: 计算表达式里面引用变量使用$, 特殊字符需要转义 只能计算一个表达式

(()) (直接求值输出推荐方式)

​ 优点: 直接输出, 里面直接使用变量名, 特殊字符不需要转义,多个表达式赋值

​ 缺点:需要获取值以后才可以输出

let (赋值推荐方式)

​ 优点:赋值简单,特殊字符不需要转义,

​ 缺点:不能直接输出

$[]

​ 优点:特殊字符不需要转义,

​ 缺点:不能多表达是计算,

Shell计算命令:bc命令详解

介绍

Bash shell内置了对整数运算的支持,但是并不支持浮点运算,而 linux bc (basic calculator)命令可以很方便的进行浮点运算. bc命令是Linux简单的计算器,能进行进制转换与计算。能转换的进制包括十六进制、十进制、八进制、二进制等。可以使用的运算符号包括(+)加法、(-)减法、(*)乘法、(/)除法、(^)指数、(%)余数等

bc命令

语法

bc [options] [参数]

有些虚拟机最小安装后,没有bc命令,可以通过 yum install bc 安装。

options

选项说明
-hhelp,帮助信息
-vversion,显示命令版本信息
-lmathlib, 使用标准数学库, 例如使用内置函数就需要使用这个参数
-iinteractive, 强制交互
-wwarn, 显示 POSIX 的警告信息
-sstandard, 使用 POSIX 标准来处理
-qquiet, 不显示欢迎信息

默认使用bc命令后回车会有很多欢迎信息,可以使用 bc -q 回车后不会有欢迎信息

参数

文件: 指定包含计算任务的文件。

示例:bc执行计算任务的文件

创建task.txt文件, 编辑文件内容(一个计算表达式一行)

108*67+12345
58+2007*11

执行命令

可以使用 quit 命令退出bc

内置变量

变量名作 用
scale指定精度,也即小数点后的位数, 对计算结果指定保留小数;默认为 0,也即不使用小数部分。
ibase指定输入的数字的进制,默认为十进制。
obase指定输出的数字的进制,默认为十进制。
last 或者 .获取最近计算打印结果的数字

内置数学函数

函数名作用
s(x)计算 x 的正弦值,x 是弧度值。
c(x)计算 x 的余弦值,x 是弧度值。
a(x)计算 x 的反正切值,返回弧度值。
l(x)计算 x 的自然对数。
e(x)求 e 的 x 次方。
j(n, x)贝塞尔函数,计算从 n 到 x 的阶数。

作用

通常在linux下bc当计算器用, 具体有3个用法

  1. bc中互动式的数学运算
  2. shell中非互动式的管道运算
  3. shell中非互动式的输入重定向运算

bc中互动式的数学运算

介绍

使用 bc -q 命令,回车即可, 直接进行计算器进行运算

演示

退出bc使用 quit,启动数学函数 -l

shell中非互动式的管道运算

介绍

在 Shell 脚本中,我们可以借助管道使用 bc 计算器。

借助管道使用 bc 计算器语法

直接进行bc的表达式计算输出

echo "expression" | bc [options]

"expression" 表达式必须复合bc命令要求的公式

"expression" 表达式里面可以引用shell变量

例如: Shell变量 a=2 在表达式里面引用的语法: $a

将bc计算结果赋值给Shell变量

# 第一种方式
var_name=`echo "expression" | bc [options]`

# 第二种方式
var_name=$(echo "expression" | bc [options])

$() 与 `` 功能一样, 都是执行里面的命令

区别

​ `` 是所有linux系统支持的方式, 兼容性较好, 但是容易与引号产生混淆

​ $() 不是所有linux系统都支持的方式, 兼容性较差, 但是不容易产生混淆

演示

引用shell变量进行计算

注意:b是bc中定义的新变量, 与shell变量没有任何关系, 所以不可以在shell中获取b变量

进制转换

赋值给shell变量

shell中非互动式的输入重定向运算

介绍

将计算表达式输出给bc去执行, 特点类似于文件中输入,可以输入多行表达式, 更加清晰

语法

# 第一种方式
var_name=`bc [options] << EOF
第一行表达式1
第二行表达式2
...
EOF
`

# 第二种方式
var_name=$(bc [options] << EOF
第一行表达式1
第二行表达式2
...
EOF
)

var_name 这是Shell变量的名字

bc 执行bc的命令

EOF..EOF 输入流的多行表达式

含义: 将EOF中间多行表达式输入给到bc去执行, j将bc执行的结果给到Shell变量var_name

演示

如果有大量的数学计算,那么使用输入重定向就比较方便,因为数学表达式可以换行,写起来更加清晰。

小结

bc命令的作用

是一个任意精度计算器

在bc中进行互动式的数学运算

bc -q 进入bc环境 直接输入一个算术表达式后回车 bc就会计算出结果输出

在shell中进行非互动式的bc管道运算

直接输出结果: echo "bc表达式" |bc [options]
赋值给变量: 变量名=$(echo "bc表达式" |bc [options])

在shell中非互动式的输入重定向bc运算

变量名=$(bc << EOF

bc表达式

EOF

)

适合大量计算表达式


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Last modification:September 30th, 2020 at 02:01 am
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