在bash中进行基本数值计算

由于bash是一种解释性语言，所以在bash中，默认情况下，只会进行字符串的运算，比如：

bash 复制代码

x=3+2
echo ${x}

上述代码的结果不是5，而是字符串3+2。这是bash的特性，要进行数值运算，必须使用shell扩展或者内置命令。

如何在`bash`中计算数值运算

在bash中，提供了3种方法来计算数值运算，分别是：

使用(())复合命令
使用let内置命令
使用declare内置命令

使用复合命令进行数值计算

使用(())复合命令进行数值计算，在bash使用中是使用最多的，最普遍的，只需要将要计算的式子放入到(())复合命令中即可，比如上述的代码可以修改为如下：

bash 复制代码

x=$((3+2))
echo ${x}

在进行复合命令的时候，没有语法要求，直接将表达式写入复合命令中即可，不需要刻意在计算符号留空格。

上述代码的输出结果就是5，不过要注意的是，复合命令需要搭配$符号来使用，式子中可以直接引用变量，而无需进行变量替换，比如：

bash 复制代码

x=2
y=3

z=$((x+y))
echo ${z}

a=$((${x}+${y}))
echo ${a}

在上述代码中，虽然z和a的最后的值都是5，但是这2个式子其实是有区别的，z计算的是x和y变量的值，而a计算的是x和y引用数值值，实际上是在计算2和3的值。

使用内置命令`let`进行数值计算

除了使用(())内置命令计算数值以外，还允许使用内置命令let来进行数值运算，使用过程也非常简单，只需要在计算变量之前使用let关键字即可，比如同样计算上述的2+3，案例如下：

bash 复制代码

x=2
y=3

let z=x+y
echo ${z}

此时z的值当然是5，使用let进行计算的时候，需要注意，数字和表达式之间不能有空格，比如：

bash 复制代码

let z=x + y

这个是有问题的，当bash在执行到空格的时候会报错，此时会将将错误抛出来，而将x的值返回给z。

比如案例如下：

bash 复制代码

x=2
y=3

let z=x + y
echo ${z}

执行结果为

bash 复制代码

# bash a.sh
a.sh: line 6: let: +: arithmetic syntax error: operand expected (error token is "+")
2
#

上述所述，z的值将会为2，而报错将会通过stderr输出输出，不会影响程序后续执行。

但是在bash中，使用let计算的时候，如有空格，可以使用括号括起来，比如：

bash 复制代码

let z='x + y'

此时，z的结果将会为5，空格不能影响其结果。

使用内置命令`declare`进行数值计算

使用declare中的-i参数，可以将变量给声明为int类型，而后进行数值运算的时候，解释器会进行数值运算，而非进行字符串运算，比如同样的3+2，使用declare，可以将其写为：

bash 复制代码

x=2
y=3

declare -i z
z='x + y'
echo ${z}

上述例子中，将z给声明为了int类型的变量，而在进行x+y的时候，会进行数值运算，从而得到结果为5，这里需要注意，如果表达式有空格，必须使用引号将式子括起来。

如果不括起来的话，则会报错，且待计算变量的值为初值，比如：

bash 复制代码

  declare -i z
  z=x + y

假设已经提前定义好了x和y的值，当计算z=x + y的时候，由于表达式有空格，所以会报错，且z的值为初值，即空值，这是和let计算不一样的地方。

bash运算操作符

普通运算符

在bash中，提供了如下运算法：

加法、减法：+、-
乘法、除法：*、/
取余：%
幂运算：**

这些都比较基础，可以通过下面案例说明：

bash 复制代码

declare -i x=0

x=x+7
echo x+1: ${x}

x=x-2
echo x-2: ${x}

x=x/3
echo x/3: ${x}

x=x*5
echo x*5: ${x}

x=x%3
echo x%3: ${x}

x=x**3
echo x**x: ${x}

上述例子中，首先声明了x为整形，而后分别计算：

x+7、x-2、x/3、x*5、x%3、x**3这些表达式的结果，其中第一个表达式的结果，将作为第二个表达式x变量的值来使用，其次类推。

最后运行的值为：

bash 复制代码

# bash a.sh
x+1: 7
x-2: 5
x/3: 1
x*5: 5
x%3: 2
x**x: 8
#

通过简单的运算，可以发现上面的结果都符合预期。

比较运算

在bash中还支持比较运算，其运算符为：

<：小于
>：大于
<=：小于等于
>=：大于等于
==：判断相等
!=：判断不等

首先，在bash中，是没有bool类型的，而是利用返回值进行判断，当为true的时候，返回0，当为false的时候，将会返回非0数字。

在传统shell中，判断相等使用test表达式，搭配-eq来使用，而使用$?来获取命令的返回值，比如：

bash 复制代码

# test 3 -eq 2
# echo $?
1
#

上面例子判断3是否和2相等，再获取其返回值，返回值为1可以理解为返回false。

bash 复制代码

# test 3 -eq 3
# echo $?
0
#

而当判断3是否和3相等的时候，返回的是0，则可以理解为true。

在bash中，注意，这个是bash的特性，可以直接使用熟知的比较运算符了，比如>、<等等，不过需要搭配bash特定的(())语法使用。

基于如上所述，可以搭配(())语法，可以写一些比较完整的例子。

大于、小于、大于等于、小于等于案例脚本：

bash 复制代码

#!/bin/bash

declare -i x=$1
declare -i y=$2

echo x:${x} y:${y}

# 大于和小于
if ((x > y));then
        echo 'x > y'
else
        echo 'x < y'
fi

# 大于等于 和 小于等于
if (( x>=y ));then
        echo 'x >= y'
fi

if (( x<=y ));then
        echo 'x <= y'
fi

# 相等和不相等
if (( x==y ));then
        echo 'x == y'
fi

if (( x!=y ));then
        echo 'x != y'
fi

上述脚本，从命令行去第一个参数赋值给x、取第一个参数赋值给y，然后进行x和y的大小判断，若x大于y，则输出x > y，反正则输出x < y。大于和小于也是一样的。

分别测试3组数据，结果如下：

bash 复制代码

# bash a.sh 1 3
x:1 y:3
x < y
x <= y
x != y
# bash a.sh 3 1
x:3 y:1
x > y
x >= y
x != y
# bash a.sh 1 1
x:1 y:1
x < y
x >= y
x <= y
x == y
#

上述测试了3组例子，结合传入的参数来看，是能够达到预期的。

自增、自减

在bash中，可以使用x++、x--、++x和--x相关运算符的，但是它只会计算结果，不会将值叠加到自身变量中，还是需要赋值的形式才行。

比如有如下代码：

bash 复制代码

declare -i x
++x

这种语法是错误的，++x并不会自行迭代增加，而是一个表达式，需要写入到一个变量中，比如：

bash 复制代码

declare -i x
x=++x

这样才会一个完整的表达式，其该x的值将会是1。

前自增和后自增的区别，可以写一个案例说明，如有以下代码：

bash 复制代码

#!/bin/bash

declare -i x=1
declare -i y
y=x++

echo x: ${x}
echo y: ${y}

如上代码表示后自增，该代码的含义为，现将x的值赋值给y，然后实现自身变量+1，所以上述结果应该是y为1，而x为2。

bash 复制代码

# bash a.sh
x: 2
y: 1
#

如果是前自增，则会先使变量的值+1，然后再赋值给其他变量，比如，有如下代码：

bash 复制代码

#!/bin/bash

declare -i x=1
declare -i y
y=++x

echo x: ${x}
echo y: ${y}

如上代码，x和y的结果，都应该为2，因为x首先进行自增1，然后再赋值给y。

前自减，后自减也是类似的原理，比如有如下代码片段：

bash 复制代码

declare -i x=2
declare -i y

y=--x

最后的结果是x和y的值，都将为1，这是因为在进行--x运算中，先进行x-1，赋值给x，然后再赋值给y，所以说，y的结果也是1。

而对于后自减，则先进行赋值，而后在减1，比如有如下代码片段：

bash 复制代码

declare -i x=2
declare -i y

y=x--

上述代码，y的值为2，而x的值为1。

总结

在bash中，有3种方式可以进行数值运算，分别是使用(())复合命令，使用内置命令let，以及将变量声明为整形的declare -i命令，其中除了(())在计算中，允许变量之间出现空格，其余2种都不能有空格，否则会计算失败，不同的是let计算失败会取用中间值，而declare -i定义的变量计算失败，则会为初值。

在bash中进行数值运算的时候，需要将其转换为整形才行，否则默认会进行字符串匹配运算，而在进行比较运算的时候，可以使用bash特性，将表达式包含在(())进行计算。

此前写过关于sh对于数值的判断，相对于bash而言，在bash中进行数值判断，有一丢丢高级语言的味道了。

在bash中进行基本数值计算