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JaimeZeng
2021-02-21

变量的高级用法

该小节介绍了变量的高级用法，如何进行变量替换、字符串处理方法、如何利用命令替换为变量赋值、有类型变量和变量引用的使用方法，并在实际环境中演示如何使用，加深大家的认识和理解；最后介绍 shell 中的数学运算方法，使用 expr 和 bc...

# 变量替换和测试

# 变量替换

语法 说明
${变量名#匹配规则} 从变量开头进行规则匹配，将符合最短的数据删除
${变量名##匹配规则} 从变量开头进行规则匹配，将符合最长的数据删除
${变量名%匹配规则} 从尾部开头进行规则匹配，将符合最短的数据删除
${变量名%%匹配规则} 从尾部开头进行规则匹配，将符合最长的数据删除
${变量名/旧字符串/新字符串} 变量内容符合旧字符串，则第一个旧字符串会被新字符串取代
${变量名//旧字符串/新字符串} 变量内容符合旧字符串，则全部的旧字符串会被新字符串取代
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ var0="I love you, do you love me"
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo $var0
I love you, do you love me
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo ${var0#*ov}    # 从头开始匹配，最短删除
e you, do you love me
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo ${var0##*ov}    # 从头开始匹配，最长删除
e me
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo ${var0%ov*}    # 从尾开始匹配，最短删除
I love you, do you l
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo ${var0%%ov*}    # 从尾开始匹配，最长删除
I l
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo ${var0/love/hate}    # 替换变量内的第一个旧字符串为新字符串
I hate you, do you love me
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo ${var0//love/hate}    # 替换变量内的所有的旧字符串为新字符串
I hate you, do you hate me
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# 变量测试

变量配置方式 str 没有配置 str 为空字符串 str 已配置且非空
var=${str-expr} var=expr var= var=$str
var=${str:-expr} var=expr var=expr var=$str
var=${str+expr} var= var=expr var=expr
var=${str:+expr} var= var= var=expr
var=${str=expr} var=expr var= var=$str
var=${str:=expr} var=expr var=expr var=$str

# 字符串处理

# 计算字符串长度

语法 说明
方法一 ${#string} 无
方法二 expr length "$string" string 中有空格就必须要加双引号
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ var0="I love you, do you love me"
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo $var0
I love you, do you love me
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo ${#var0}    # ${#string} 方法计算字符串长度
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[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo `expr length "$var0"`    # expr length "$string" 方法计算字符串长度
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# 获取子串字符在字符串中的索引位置

语法：expr index $string $substring ，获取子串字符在字符串中的索引位置。子串是字符串，就会将子串切分成单个字符，查找字符在字符串中第一次出现的位置。

[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ var0="I love you, do you love me"
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo $var0
I love you, do you love me
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo `expr index "$var0" love`    # 获取字符在字符串中的索引位置，返回字符 l 在字符串中的索引位置
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[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo `expr index "$var0" me`    # 返回字符 e 在子串中的位置
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[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo `expr index "$var0" hate`    # 返回字符 e 在子串中的位置
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# 获取子串长度

语法：expr match $string substr，从头开始匹配，返回子串长度，支持正则表达式。

[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ clear
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ var0="I love you, do you love me"
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo $var0
I love you, do you love me
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo `expr match "$var0" .*me`
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[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo `expr match "$var0" .*you`
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[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo `expr match "$var0" "I love you"`
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# 抽取字符串中的子串

语法 说明
方法一 ${string:position} 从 string 中的 position 位置开始
方法二 ${string:position:length} 从 string 中的 position 位置开始，匹配长度为 length
方法三 ${string: -position} 从 string 的右边开始匹配
方法四 ${string: (position)} 从 string 的左边开始匹配
方法五 expr substr $string $position $length 从 string 中的 position 位置开始，匹配长度为 length

课程中讲的是：使用 ${string:position} 索引计数从 0 开始，使用 expr substr 索引从 1 开始。但是我实验确实：${string:position:length} 匹配长度为 length，使用 expr substr $string $position $length 匹配长度为 length-1（换了 2 台电脑都是同样结果）。

[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ clear
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ var0="Hello World, Hello Ryan"
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo $var0
Hello World, Hello Ryan
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo "${var0:13}"
Hello Ryan
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo "${var0:6:5}"
World
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo "${var0: (-5)}"
 Ryan
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo "${var0: (5)}"
 World, Hello Ryan
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo "${var0: (6)}"
World, Hello Ryan
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo "${var0: (-10)}"
Hello Ryan
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo `expr substr "$var0" 6 5`
Worl
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo `expr substr "$var0" 6 6`
World
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# 字符串处理练习

# 需求描述

变量 string="Bigdata process framework is Hadoop, Hadoop is an open source project."。执行脚本后打印输出 string 字符串变量，并给出用户以下选项：

  1. 打印 string 长度
  2. 删除字符串中所有的 Hadoop
  3. 替换第一个 Hadoop 为 Mapreduce
  4. 替换全部 Hadoop 为 Mapreduce

用户输入数字 1|2|3|4 ，可以执行对应项功能；输入 q|Q 能退出交互模式。

# 思路分析

  1. 将不同的功能模块划分，编写实现功能函数。

    function print_tips    # 打印提示信息
function len_of_string    # 打印 string 长度
function del_hadoop    # 删除字符串中所有的 Hadoop
function rep_hadoop_mapreduce_first    #替换第一个 Hadoop 为 Mapreduce
function rep_hadoop_mapreduce_all    #替换全部 Hadoop 为 Mapreduce
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  2. 程序主流程设计。

# 脚本编写

#!/usr/bin/env bash
PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/usr/local/bin:/usr/local/sbin:~/bin
export PATH

# function print_tips    # 打印提示信息
# function len_of_string    # 打印 string 长度
# function del_hadoop    # 删除字符串中所有的 Hadoop
# function rep_hadoop_mapreduce_first    #替换第一个 Hadoop 为 Mapreduce
# function rep_hadoop_mapreduce_all    #替换全部 Hadoop 为 Mapreduce
#

string="Bigdata process framework is Hadoop, Hadoop is an open source project."

function print_tips() {
    echo && echo -e "
    *******************************************************************
    # 字符串处理练习

    变量 string 为 'Bigdata process framework is Hadoop, Hadoop is an
    open source project.'

            0. 打印 string.
            1. 打印 string 长度.
            2. 删除字符串中所有的 Hadoop.
            3. 替换第一个 Hadoop 为 Mapreduce.
            4. 替换全部 Hadoop 为 Mapreduce.

    *******************************************************************
    " && echo
}

function len_of_string() {
    if [ -n "${string}" ]; then
        echo -e "长度为：${#string}"
    else
        echo -e "字符串为空！"
    fi
}

function del_hadoop() {
    if [ -n "${string}" ]; then
        echo -e "删除字符串中所有的 Hadoop 后：${string//Hadoop/}"
    else
        echo -e "字符串为空！"
    fi
}

function rep_hadoop_mapreduce_first() {
    if [ -n "${string}" ]; then
        echo -e "替换第一个 Hadoop 为 Mapreduce：${string/Hadoop/Mapredue}"
    else
        echo -e "字符串为空！"
    fi
}

function rep_hadoop_mapreduce_all() {
    if [ -n "${string}" ]; then
        echo -e "替换全部 Hadoop 为 Mapreduce：${string//Hadoop/Mapredue}"
    else
        echo -e "字符串为空！"
    fi
}

# print_tips
# len_of_string
# del_hadoop
# rep_hadoop_mapreduce_first
# rep_hadoop_mapreduce_all

while true; do
    # echo -e"[ string=$string ]"
    print_tips
    read -e -p "Pls input your choice (0|1|2|3|4|q|Q)" choice
    case "$choice" in
    0)
        echo "$string"
        ;;
    1)
        len_of_string
        ;;
    2)
        del_hadoop
        ;;
    3)
        rep_hadoop_mapreduce_first
        ;;
    4)
        rep_hadoop_mapreduce_all
        ;;
    q | Q)
        exit
        ;;
    *)
        echo -e "!!! Error, Pls input your choice (0|1|2|3|4|q|Q)"
        ;;
    esac
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# 命令替换

# 语法

语法
方法一 `command`
方法二 $(command)

# 练习一

# 需求描述

获取系统所有用户并输出。

# 思路分析

  1. 系统所有用户在 /etc/passwd 文件中。
  2. 使用 cut -d ":" -f 1 命令截取输出结果中的第一列。cut 命令默认属于使用 TAB 作为分隔符，使用 -d ":" 命令指定 : 为分隔符。使用 -f 1 参数指定获取第一列。
  3. 使用 (())两个小括号表示算术运算。

# 脚本编写

#!/usr/bin/env bash
PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/usr/local/bin:/usr/local/sbin:~/bin
export PATH

index=0
for user in $(cat /etc/passwd | cut -d ":" -f 1); do
    # echo -e "This is $index user: $user."
    printf "This is %2d user: $user.\n" $index
    index=$(($index + 1))
done
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# 练习二

# 需求描述

当前日期时间格式化并根据当前时间计算今年和明年年份。

# 思路分析

  1. 使用 TZ='America/Los_Angeles' 命令显示东八区北京时间。
  2. 使用 date 获取当前日期时间。
  3. 使用 %Y-%m-%d %H:%M:%S 或者 %F %T 格式化输出日期时间。
  4. 计算今年和明年年份，使用 (())两个小括号表示算术运算。

# 脚本编写

#!/usr/bin/env bash
PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/usr/local/bin:/usr/local/sbin:~/bin
export PATH

echo && echo -e "Current time: $(TZ='America/Los_Angeles' date "+%Y-%m-%d %H:%M:%S").
Current time: $(TZ='America/Los_Angeles' date "+%F %T").
This is $(date +%Y) year, next year is $(($(date +%Y) + 1)).
" && echo
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# 练习三

# 需求描述

根据系统时间获取今年还剩下多少天/星期，已经过了多少天/星期。

# 思路分析

  1. 使用 date 获取当前日期时间。
  2. 使用 %j 获取今年已经过了多少天，使用 %U (以周日为每星期第一天)、 %V 或者 %W(以周一为每星期第一天)获取今年已经过了多少星期。
  3. 判断当前年份是否为闰年，然后用 365/366 减去已经过的天数就是剩下的天数，再除以 7 就是剩下的星期数。

# 脚本编写

#!/usr/bin/env bash
PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/usr/local/bin:/usr/local/sbin:~/bin
export PATH

if [ $(($(date +%Y) % 4)) -eq 0 -a $(($(date +%Y) % 100)) -ne 0 ]; then
    days=366
elif [ $(($(date +%Y) % 400)) -eq 0 ]; then
    days=366
else
    days=365
fi

echo && echo -e "$(date +%Y) year have $days days.
$(date +%Y) year have passed $(date +%j) days.
$(date +%Y) year have passed $(($(date +%U) - 1)) weeks, with Sunday as first day of week.
$(date +%Y) year have passed $(($(date +%V) - 1)) weeks, with Monday as first day of week.
$(date +%Y) year have passed $(($(date +%W) - 1)) weeks, with Monday as first day of week.
There is $(($days - $(date +%j))) days before $(($(date +%Y) + 1)) year.
There is $((($days - $(date +%j)) / 7)) weeks before $(($(date +%Y) + 1)) year." && echo
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# 练习四

# 需求分析

判断 nginx 进程是否存在，若不存在则自动拉起该进程。

# 思路分析

  1. 使用 ps -ef | grep nginx | grep -v grep | wc -l 查看 nginx 进程个数，grep -v grep 命令排除 grep 进程， wc -l 命令统计个数。
  2. 当进程个数大于 0 时 nginx 进程存在。否则，nginx 进程不存在，重启 nginx 服务。

# 脚本编写

#!/usr/bin/env bash
PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/usr/local/bin:/usr/local/sbin:~/bin
export PATH

nginx_process_num=$(ps -ef | grep nginx | grep -v grep | wc -l)
if [ $nginx_process_num -ne 0 ]; then
    echo -e "nginx 进程存在！"
else
    echo -e "nginx 进程不存在！" && sudo systemctl start nginx
fi
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# 有类型变量

  • declare 命令和 typeset 命令两者等价；
  • declare 命令、 typeset 命令都是用来定义变量类型的；
参数 含义
-r 将变量定义为只读
-i 将变量定义为整数
-a 将变量定义为数组
-f 显示系统定义过的所有函数名及函数体
-F 显示系统定义过的函数名
-x 将变量声明定义为环境变量，可供 shell 以外的程序来使用。

取消声明的变量：

  • declare +r
  • declare +i
  • declare +a
  • declare +x

# 声明变量为只读类型

  • declare -r 声明变量为只读类型：声明之后不可修改。
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ var1="hello world"
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo $var1
hello world
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ var1="hello ryan"
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo $var1
hello ryan
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ declare -r var1="hello world"
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ var1="hello ryan"
zsh: read-only variable: var1
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# 声明变量为整数类型

  • declare -i 声明变量为整数类型，可以算术运算。
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ num1=10
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ num2=$num1+10
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo $num2
10+10
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo $(($num1 + 10)) #作为整数类型进行算术运算
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[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ expr $num1 + 10
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[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ declare -i num3=$num1+10
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ echo $num3
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# 显示系统定义过的函数名及函数体

  • declare -f 显示系统定义过的所有函数名及函数体。
  • declare -F 显示系统定义过的函数名。
## declare -f 显示系统定义过的所有函数名及函数体
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ declare -f

## declare -F 显示系统定义过的函数名
[ryan@ryan-tencentcloud-1 ~]$ declare -F
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# 声明变量类型为数组

  • declare -a 声明变量类型为数组，数组下标索引从 1 开始。
#!/usr/bin/env bash
PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/usr/local/bin:/usr/local/sbin:~/bin
export PATH

declare -a array
array=("letme" "zztai1" "mlxg" "karsa" "xiaohu" "xiye" "uzi" "meiko" "ming")

function printf_array() {
    index=1
    for user in ${array[@]}; do
        # echo -e "    - This is $index user: $user."
        printf "    - This is %2d user: $user.\n" $index
        index=$((($index + 1)))
    done
}

echo -e "打印数组的所有元素: ${array[@]}"
echo -e "数组下标索引为 1 的元素: ${array[1]}"
echo -e "数组下标索引为 2 的元素: ${array[2]}"
echo -e "数组下标索引为 6 的元素: ${array[6]}"
echo -e "数组下标索引为 8 的元素: ${array[8]}"
echo -e "数组长度: ${#array[@]}"
echo -e "数组第 6 个元素 ${array[6]} 长度: ${#array[6]}"
echo -e "数组第 8 个元素 ${array[8]} 长度: ${#array[8]}"
echo -e "循环遍历数组打印元素: " && printf_array
echo -e "---------------------"
echo -e "给数组下标索引为 10 的元素赋值 Firefox: " && array[10]="FireFox"
echo -e "数组下标索引为 10 的元素: ${array[10]}"
echo -e "给数组下标索引为 11 的元素赋值 Heart: " && array[11]="Heart"
echo -e "数组下标索引为 11 的元素: ${array[11]}"
echo -e "给数组下标索引为 13 的元素赋值 Dog8: " && array[13]="Dog8"
echo -e "数组下标索引为 13 的元素: ${array[13]}"
echo -e "新数组长度: ${#array[@]}"
echo -e "循环遍历新数组打印元素: " && printf_array
echo -e "---------------------"
echo -e "打印数组中第 1 - 9 的元素: ${array[@]:0:8}"
echo -e "删除数组中第 12 个元素:" && unset array[12]
echo -e "数组下标索引为 12 的元素: ${array[12]}"
echo -e "新数组长度: ${#array[@]}"
echo -e "循环遍历新数组打印元素: " && printf_array
echo -e "---------------------"
echo -e "将数组中元素值包含 FireFox 的替换为 阿布: ${array[@]/FireFox/阿布}"
echo -e "数组下标索引为 10 的元素: ${array[10]}"
echo -e "新数组长度: ${#array[@]}"
echo -e "循环遍历新数组打印元素: " && printf_array
echo -e "---------------------"
echo -e "清空数组: " && unset array
echo -e "新数组长度: ${#array[@]}"
echo -e "循环遍历新数组打印元素: " && printf_array
echo -e "---------------------"

# Output
#
# 打印数组的所有元素: letme zztai1 mlxg karsa xiaohu xiye uzi meiko ming
# 数组下标索引为 1 的元素: zztai1
# 数组下标索引为 2 的元素: mlxg
# 数组下标索引为 6 的元素: uzi
# 数组下标索引为 8 的元素: ming
# 数组长度: 9
# 数组第 6 个元素 uzi 长度: 3
# 数组第 8 个元素 ming 长度: 4
# 循环遍历数组打印元素:
#     - This is  1 user: letme.
#     - This is  2 user: zztai1.
#     - This is  3 user: mlxg.
#     - This is  4 user: karsa.
#     - This is  5 user: xiaohu.
#     - This is  6 user: xiye.
#     - This is  7 user: uzi.
#     - This is  8 user: meiko.
#     - This is  9 user: ming.
# ---------------------
# 给数组下标索引为 10 的元素赋值 Firefox:
# 数组下标索引为 10 的元素: FireFox
# 给数组下标索引为 11 的元素赋值 Heart:
# 数组下标索引为 11 的元素: Heart
# 给数组下标索引为 13 的元素赋值 Dog8:
# 数组下标索引为 13 的元素: Dog8
# 新数组长度: 12
# 循环遍历新数组打印元素:
#     - This is  1 user: letme.
#     - This is  2 user: zztai1.
#     - This is  3 user: mlxg.
#     - This is  4 user: karsa.
#     - This is  5 user: xiaohu.
#     - This is  6 user: xiye.
#     - This is  7 user: uzi.
#     - This is  8 user: meiko.
#     - This is  9 user: ming.
#     - This is 10 user: FireFox.
#     - This is 11 user: Heart.
#     - This is 12 user: Dog8.
# ---------------------
# 打印数组中第 1 - 9 的元素: letme zztai1 mlxg karsa xiaohu xiye uzi meiko
# 删除数组中第 12 个元素:
# 数组下标索引为 12 的元素:
# 新数组长度: 12
# 循环遍历新数组打印元素:
#     - This is  1 user: letme.
#     - This is  2 user: zztai1.
#     - This is  3 user: mlxg.
#     - This is  4 user: karsa.
#     - This is  5 user: xiaohu.
#     - This is  6 user: xiye.
#     - This is  7 user: uzi.
#     - This is  8 user: meiko.
#     - This is  9 user: ming.
#     - This is 10 user: FireFox.
#     - This is 11 user: Heart.
#     - This is 12 user: Dog8.
# ---------------------
# 将数组中元素值包含 FireFox 的替换为 阿布: letme zztai1 mlxg karsa xiaohu xiye uzi meiko ming 阿布 Heart Dog8
# 数组下标索引为 10 的元素: FireFox
# 新数组长度: 12
# 循环遍历新数组打印元素:
#     - This is  1 user: letme.
#     - This is  2 user: zztai1.
#     - This is  3 user: mlxg.
#     - This is  4 user: karsa.
#     - This is  5 user: xiaohu.
#     - This is  6 user: xiye.
#     - This is  7 user: uzi.
#     - This is  8 user: meiko.
#     - This is  9 user: ming.
#     - This is 10 user: FireFox.
#     - This is 11 user: Heart.
#     - This is 12 user: Dog8.
# ---------------------
# 清空数组:
# 新数组长度: 0
# 循环遍历新数组打印元素:
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# 声明变量为环境变量

  • declear -x 声明变量为环境变量，可供 shell 以外的程序来使用。

# 数学运算 expr

# 语法

语法
方法一 expr $num1 operator $num2
方法二 $(($num1 operator $num2))

# 操作符对照表

操作符 含义
num1 | num2 num1 不为空且非 0，返回 num1；否则返回 num2
num1 & num2 num1 不为 i 空且非 0，返回 num1；否则返回 0
num1 < num2 num1 小于 num2，返回 1；否则返回 0
num1 <= num2 num1 小于等于 num2，返回 1；否则返回 0
num1 = num2 num1 等于 num2，返回 1；否则返回 0
num1 != num2 num1 不等于 num2，返回 1；否则返回 0
num1 > num2 num1 大于 num2，返回 1；否则返回 0
num1 >= num2 num1 大于等于 num2，返回 1；否则返回 0
num1 + num2 num1 num2 求和
num1 - num2 num1 num2 求差
num1 * num2 num1 num2 求积
num1 / num2 num1 num2 求商
num1 % num2 num1 num2 求余
#!/usr/bin/env bash
PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/usr/local/bin:/usr/local/sbin:~/bin
export PATH
set -x

declare +i num0 num1 num2 num3 num4
declare -i num0=56 num1=78 num2=34 num3=90 num4=12

expr $num0 \| $num3
expr $num1 \& $num2
expr $num0 \< $num2
expr $num0 \<= $num3
expr $num0 \> $num1
expr $num1 \>= $num2
expr $num2 = $num3
expr $num4 != $num3
expr $num1 + $num1
expr $num1 - $num2
expr $num1 \* $num3
expr $num1 / $num4
expr $num2 % $num4

declare +i num0 num1 num2 num3 num4

# Output
#
# + declare +i num0 num1 num2 num3 num4
# + declare -i num0=56 num1=78 num2=34 num3=90 num4=12
# + expr 56 '|' 90
# 56
# + expr 78 '&' 34
# 78
# + expr 56 '<' 34
# 0
# + expr 56 '<=' 90
# 1
# + expr 56 '>' 78
# 0
# + expr 78 '>=' 34
# 1
# + expr 34 = 90
# 0
# + expr 12 '!=' 90
# 1
# + expr 78 + 78
# 156
# + expr 78 - 34
# 44
# + expr 78 '*' 90
# 7020
# + expr 78 / 12
# 6
# + expr 34 % 12
# 10
# + declare +i num0 num1 num2 num3 num4
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# 练习

# 需求描述

提示用户输入一个正整数 num，然后计算 1+2+3+...+num 的值。要求必须对 num 是否为正整数做判断，不符合应当允许再次输入。

# 思路分析

  1. 求和
    • 使用公式 n(a1+an)/2 求和；
    • 使用 seq -s+ 求和；
    • 使用循环求和；
  2. 对 num 是否为整数进行判断：使用命令 expr $num + 0进行求和运算，对命令结果进行判断 "$?" -eq 0 。求和运算要求 num 为整数。如果是浮点数会报错 expr: non-integer argument。 命令执行不成功会返回一个非 0 的整数。
  3. 对 num 是否为正数进行判断：num > 0。

# 脚本编写

#!/usr/bin/env bash
PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/usr/local/bin:/usr/local/sbin:~/bin
export PATH

Green_font_prefix="\033[32m" && Red_font_prefix="\033[31m" && Green_background_prefix="\033[42;37m" && Red_background_prefix="\033[41;37m" && Font_color_suffix="\033[0m"

while true; do
    read -p "Pls input a positive number: " num
    expr ${num} + 1 &>/dev/null # 屏蔽运算结果
    # if [ $? -eq 0 -a `expr ${num} \> 0` -eq 1 ]; then
    if [ $? -eq 0 -a ${num} -gt 0 ] &>/dev/null; then
        # 使用求和公式计算
        a1=1 && an=${num} && n=${num}
        echo -e "\n - 使用求和公式计算:  1+2+3+...+${num} = $(((${a1} + ${an}) * ${n} / 2))."

        # 使用 seq -s+ 计算
        echo -e " - 使用 seq -s+ 计算: 1+2+3+...+${num} = $(($(seq -s+ 1 ${num})))."

        # 使用循环计算
        sum=0
        for ((i = 1; i <= ${num}; i++)); do
            sum=$(($sum + $i))
        done
        echo -e " - 使用循环计算:      1+2+3+...+${num} = ${sum}.\n"
    else
        echo -e "\n${Red_font_prefix}ERROR!!!${Font_color_suffix} Pls input a positive number! \n"
        continue
    fi
done

# Output
#
# Pls input a positive number: 0
#
# ERROR!!! Pls input a positive number!
#
# Pls input a positive number: 20
#
#  - 使用求和公式计算:  1+2+3+...+20 = 210.
#  - 使用 seq -s+ 计算: 1+2+3+...+20 = 210.
#  - 使用循环计算:      1+2+3+...+20 = 210.
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# Pls input a positive number: 2a25
#
# ERROR!!! Pls input a positive number!
#
# Pls input a positive number: 100
#
#  - 使用求和公式计算:  1+2+3+...+100 = 5050.
#  - 使用 seq -s+ 计算: 1+2+3+...+100 = 5050.
#  - 使用循环计算:      1+2+3+...+100 = 5050.
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# 数学运算 bc

  • bc 是 bash 内建的运算器，支持浮点数运算；
  • 内建变量 scale 可以设置计算结果精度，默认为 0。

# 语法

语法
echo "$num1 operator $num2" \| bc

# 操作符对照表

操作符 含义
num1 + num2 求和运算
num1 - num2 求差运算
num1 * num2 求积运算
num1 / num2 求商运算
num1 % num2 求余运算
num1 ^ num2 指数运算

# 练习

# 需求描述

提示用户输入数和一个操作符，然后对其进行数学运算。要求：除法运算时计算结果需要精确到 6 位。

# 思路分析

  1. 数学运算使用 bc 处理；
  2. 除法运算精确度使用 scale 控制。

# 脚本编写

#!/usr/bin/env bash
PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/usr/local/bin:/usr/local/sbin:~/bin
export PATH

Green_font_prefix="\033[32m" && Red_font_prefix="\033[31m" && Green_background_prefix="\033[42;37m" && Red_background_prefix="\033[41;37m" && Font_color_suffix="\033[0m"

while true; do
    read -e -p "Pls input two positive number and a operator (+|-|*|/|%) : " num1 num2 ope
    case "${ope}" in
    +)
        echo -e "${num1} + ${num2}" | bc
        ;;
    -)
        echo -e "${num1} - ${num2}" | bc
        ;;
    \*)
        echo -e "${num1} * ${num2}" | bc
        ;;
    /)
        echo -e "scale=6;${num1} / ${num2}" | bc
        ;;
    %)
        echo -e "${num1} % ${num2}" | bc
        ;;
    *)
        echo -e "${Red_font_prefix}ERROR!!!${Font_color_suffix} Pls input a operator (+|-|*|/|%)!\n "
        ;;
    esac
done

# Output
#
# Pls input two positive number and a operator (+|-|*|/|%) : 20 3 u
# ERROR!!! Pls input a operator (+|-|*|/|%)!
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# Pls input two positive number and a operator (+|-|*|/|%) : 20 3 +
# 23
# Pls input two positive number and a operator (+|-|*|/|%) : 20 3 -
# 17
# Pls input two positive number and a operator (+|-|*|/|%) : 20 3 *
# 60
# Pls input two positive number and a operator (+|-|*|/|%) : 20 3 /
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# Pls input two positive number and a operator (+|-|*|/|%) : 20 3 %
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