Linux-shell-算术运算{expr、bc、dc、(( ))和[ ]}

在Linux下做算术运算时你是如何进行的呢?是不是还在用expr呢?你会说我还会bc还有其它的呢!

闲话不多扯,干正事!

expr

expr在使用中要注意一些书写,如表达式中量和运算符号之间的空格及一些运算符号需要转义,还有一点需要记住,expr只适用于整数之间的运算!

表达式

expr的help文档中关于表达式部分如下:

  ARG1 | ARG2       若ARG1 的值不为0 或者为空,则返回ARG1,否则返回ARG2
 
  ARG1 & ARG2       若两边的值都不为0 或为空,则返回ARG1,否则返回 0
 
  ARG1 < ARG2       ARG1 小于ARG2
  ARG1 <= ARG2      ARG1 小于或等于ARG2
  ARG1 = ARG2       ARG1 等于ARG2
  ARG1 != ARG2      ARG1 不等于ARG2
  ARG1 >= ARG2      ARG1 大于或等于ARG2
  ARG1 > ARG2       ARG1 大于ARG2
 
  ARG1 + ARG2       计算 ARG1 与ARG2 相加之和
  ARG1 - ARG2       计算 ARG1 与ARG2 相减之差
 
  ARG1 * ARG2       计算 ARG1 与ARG2 相乘之积
  ARG1 / ARG2       计算 ARG1 与ARG2 相除之商
  ARG1 % ARG2       计算 ARG1 与ARG2 相除之余数

这一部分相信大家用的最多,也对这些比较了解了,下面我们用一个表达式来说明:

$expr 9 + 8 - 7 \* 6 / 5 + \( 4 - 3 \) \* 2
11

通过结果相信你已知道expr的计算规律,它与我们日常所理解的数学表达式一样,括号的优先级最高,然后是“*”、“/”,而且每个数或符号都需要用空格分隔,结果也是整数。

字符串

expr还可以对字符串进行操作:

  match 字符串 表达式等于"字符串 :表达式"
  substr 字符串 偏移量 长度替换字符串的子串,偏移的数值从 1 起计
  index 字符串 字符在字符串中发现字符的地方建立下标,或者标0
  length 字符串字符串的长度

1)match

expr中的expr match $string substring命令在string字符串中匹配substring字符串(substring字符串可以是正则表达式),然后返回匹配到的substring字符串的长度,若找不到则返回0。

下面我们来个实例:

┌[2013-08-24/7.18  15:00:01]
├[14+1][~]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$str="123 456 789"
┌[2013-08-24/7.18  15:00:30]
├[14+1][~]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$expr match "$str" .*5
6

.*5匹配了6个字符。

2)substr

在shell中可以用{string:position}和{string:position:length}进行对string字符串中字符的抽取。第一种是从position位置开始抽取直到字符串结束,第二种是从position位置开始抽取长度为length的子串。而用expr中的expr substr $string $position $length同样能实现上述功能。

实例:

┌[2013-08-24/7.18  15:19:17]
├[14+1][~]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$str="123 456 789"
┌[2013-08-24/7.18  15:19:31]
├[14+1][~]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$echo ${str:5}
56 789
┌[2013-08-24/7.18  15:19:59]
├[14+1][~]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$echo ${str:5:3}
56
┌[2013-08-24/7.18  15:20:07]
├[14+1][~]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$expr substr "$str" 5 3
456

从中可以看出{string:position}和{string:position:length}从0开始计数,而expr substr $string $position $length从1开始。

3)index

expr中的expr index $string substring索引命令功能在字符串$string上找出substring中字符第一次出现的位置,若找不到则expr index返回0。注意它匹配的是字符而非字符串。

实例:

┌[2013-08-24/7.18  15:35:19]
├[14+1][~]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$str="123 456 789"
┌[2013-08-24/7.18  15:37:02]
├[14+1][~]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$expr index "$str" b
0
┌[2013-08-24/7.18  15:37:08]
├[14+1][~]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$expr index "$str" 9
11

4)length

计算字符串的长度。我们可以用awk中的length(s)进行计算。我们也可以用echo中的echo ${#string}进行计算,当然也可以expr中的expr length $string 求出字符串的长度。

┌[2013-08-24/7.18  15:39:39]
├[14+1][~]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$str="123 456 789"
┌[2013-08-24/7.18  15:39:52]
├[14+1][~]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$echo ${#str}
11
┌[2013-08-24/7.18  15:39:57]
├[14+1][~]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$expr length "$str"
11

bc

重点来了!

bc是一种任意精度的计算语言,注意是一种语言,它提供了一些语法结构,比如条件判断、循环等,可以说是很强大的,但是我在实际中还没有找到需要这个用途的场合 。另外一个用途就是用来进行进制转换。

上面我们介绍的expr之支持整数运算,但对于浮点运算就无能为力了,而且expr不能进行指数运算,而都有bc这些都不再话下。

参数

我们先来了解几个有用的参数:

-i 强制交互模式;

-l 使用bc的内置库,bc里有一些数学库,对三角计算等非常实用;

-q 进入bc交互模式时不再输出版本等多余的信息。

特殊变量

ibase,obase 用于进制转换,ibase是输入的进制,obase是输出的进制,默认是十进制;

scale 小数保留位数,默认保留0位。

交互模式

在shell命令行直接输入bc及能进入bc语言的交互模式。

$bc -l -q
4/3                           /*未指定精度默认保留整数*/
1
scale=5                       /*指定精度为5*/
4/3
1.33333
ibase=2                       /*指定进制转换的输入机制为二进制,输出默认为是十进制*/
1010
10
4^2                           /*指数运算,注:指数不能为浮点数*/
16
4*a(1)                        /*计算π值,a()是个函数:arctan(),好吧,老师教的都被狗吃了,π值是等于四倍的arctan(1)么?*/
3.14159265358979323844
quit                          /*退出*/

非交互模式

bc也可以进行非交互式的运算,方法是与echo一起使用。

┌[2013-08-24/7.18  18:42:27]
├[14+1][~]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$echo "scale=5;9+8-7*6/5^2"|bc          /*优先级^ > *、/ > +、- */
15.32000
┌[2013-08-24/7.18  18:45:35]
├[14+1][~]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$echo "s(2/3*a(1))"|bc -l               /*还记得sina(30°)等于0.5么?皇上! ^_^*/
.49999999999999999998
┌[2013-08-24/7.18  18:49:13]
├[14+1][~]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$echo "scale=5;sqrt(15)"|bc             /*开方*/
3.87298
┌[2013-08-24/7.18  18:49:18]
├[14+1][~]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$echo "ibase=16;obase=2;ABC"|bc
101010111100

更多参考man文档!

dc

可能你曾经知道有此命令,也可能你还不知道。dc相比与bc要复杂,但是简单操作还是比较简单。简单的说dc是一直压栈操作,和bc一样,它也可以交互使用,或者与echo一起配合使用。

它也支持浮点运算。

但是现在我还没有想到这种压栈式算术运算有什么优点。

交互模式

┌[2013-09-16/8.12  20:33:53]
├[7+10][~/shell]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$dc
2
3-
p      /*输出(2 - 3)*/
-1
4
*
p      /*输出(-1 * 4)*/
-4
2
/
p      /*输出(-4 / 2)*/
-2
3.4
+
p      /*输出(-2 + 3.4)*/
1.4
4
d      /*复制栈顶值*/
*
p      /*输出(4 * 4)*/
16
q      /*退出*/

还有其他命令如:

c           清除压栈

d           复制栈顶的值

p           输出栈顶值

q           退出交互模式

还有其它可以参考对应man文档。

非交互模式

一个算式让你就看的差不多了。

┌[2013-09-16/8.12  20:47:43]
├[7+10][~/shell]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$echo "4 3 * 2 + 1 -p"|dc
13

算式是:(4 * 3 + 2 - 1)。

是不是很简单!

(( )) & [ ]

这两个在shell中比较常见,这两个和expr命令有些类似,也是用于整数计算。

他们支持的运算符号有如下:

 |    位或
+ ||   若前后两者都不为0,则返回1,否则返回0
 &  位与
+ &&  若前者为0,不再对后者进行处理,否则对后者处理,后者不为0时返回1
 < 
 <=
 ==
 !=
 >=
 > 
 + 
 - 
 * 
 / 
 % 

带+号的两个运算符其实是shell支持的运算符。

这两个对与expr的优点是:运算符号全部不需要转义。

我们一味的在shell中用那些别人没用过的命令来做同一件事,但不要忘了(( ))和[ ]是shell中常见的,而且非常实用,但并非是你常用的!

实例:

┌[2013-09-16/8.12  20:47:51]
├[7+10][~/shell]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$echo $(( 2 + 5 ))
7
┌[2013-09-16/8.12  21:11:14]
├[7+10][~/shell]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$echo $(( 2 * 5 ))
10
┌[2013-09-16/8.12  21:11:19]
├[7+10][~/shell]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$echo $(( 2 - 5 ))
-3
┌[2013-09-16/8.12  21:11:23]
├[7+10][~/shell]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$echo $(( 2 % 5 ))
2
┌[2013-09-16/8.12  21:11:29]
├[7+10][~/shell]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$echo $[ 2 % 5 ]
2
┌[2013-09-16/8.12  21:11:45]
├[7+10][~/shell]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$echo $[ 2 - 5 ]
-3
┌[2013-09-16/8.12  21:11:50]
├[7+10][~/shell]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$echo $[ 2 * 5 ]
10
┌[2013-09-16/8.12  21:11:55]
├[7+10][~/shell]
└[snowsolf@Ubuntu-LTS-1 ╰_╯]$echo $[ 2 + 5 ]
7
posted @ 2013-09-16 21:14  snowsolf  阅读(40495)  评论(6编辑  收藏  举报