8.1 運算符 · 《Advanced Bash-Scripting Guide》 in Chinese

# 8.1. 運算符 ## 賦值運算符 *變量賦值*，初始化或改變一個變量的值。 ### = 等號`=`賦值運算符，既可用于算術賦值，也可用于字符串賦值。 ``` var=27 category=minerals # "="左右不允許有空格 ``` > ![caution](http://tldp.org/LDP/abs/images/caution.gif) 注意，不要混淆`=`賦值運算符與`=`[測試操作符](http://tldp.org/LDP/abs/html/comparison-ops.html#EQUALSIGNREF)。 ``` # = 作為測試操作符 if [ "$string1" = "$string2" ] then command fi # [ "X$string1" = "X$string2" ] 這樣寫是安全的, # 這樣寫可以避免任意一個變量為空時的報錯。 # (變量前加的"X"字符規避了變量為空的情況) ``` ## 算術運算符 ### + 加 ### - 減 ### * 乘 ### / 除 ### \*\* 冪運算 ``` # Bash, 2.02版本，推出了"**"冪運算操作符。 let "z=5**3" # 5 * 5 * 5 echo "z = $z" # z = 125 ``` ### % 取余(返回整數除法的余數) ``` bash$ expr 5 % 3 2 ``` 5/3=1，余2 取余運算符經常被用于生成一定范圍內的數( 案例9-11, 案例9-15)，以及格式化程序輸出(案例 27-16，案例 A-6)。取余運算符還可以用來產生素數（案例A-15），取余的出現大大擴展了整數的算術運算。 **樣例 8-1. 最大公約數** ``` #!/bin/bash # gcd.sh: 最大公約數 # 使用歐幾里得算法 # 兩個整數的最大公約數（gcd） # 是兩數能同時整除的最大數 # 歐幾里得算法使用輾轉相除法 # In each pass, # dividend <--- divisor # divisor <--- remainder # until remainder = 0. # The gcd = dividend, on the final pass. # # 關于歐幾里得算法更詳細的討論，可以查看: # Jim Loy's site, http://www.jimloy.com/number/euclids.htm. # ------------------------------------------------------ # 參數檢查 ARGS=2 E_BADARGS=85 if [ $# -ne "$ARGS" ] then echo "Usage: `basename $0` first-number second-number" exit $E_BADARGS fi # ------------------------------------------------------ gcd () { dividend=$1 # 隨意賦值， divisor=$2 # 兩數誰大誰小是無關緊要的， # 為什么? remainder=1 # 如果在測試括號里使用了一個未初始化的變量， # 會報錯的。 until [ "$remainder" -eq 0 ] do # ^^^^^^^^^^ 該變量必須在使用前初始化！ let "remainder = $dividend % $divisor" dividend=$divisor # 對被除數，除數重新賦值 divisor=$remainder done # 歐幾里得算法 } # 最后的 $dividend 就是最大公約數（gcd） gcd $1 $2 echo; echo "GCD of $1 and $2 = $dividend"; echo # 練習 : # --------- # 1) 檢查命令行參數，保證其為整數， #+ 如果有錯誤，捕捉錯誤并在腳本退出前打印出適當的錯誤信息。 # 2) 使用本地變量(local variables)重寫gcd()函數。 exit 0 ``` ### += 加等（加上一個數）[^1] `let "var += 5"` 的結果是`var`變量的值增加了5。 ### -= 減等（減去一個數） ### \*= 乘等（乘以一個數） `let "var *= 4"` 的結果是`var`變量的值乘了4。 ### /= 除等（除以一個數） ### %= 余等（取余賦值） ### 小結算術運算符常用于`expr`或`let`表達式中。 **樣例 8-2. 使用算術運算符** ``` #!/bin/bash # 使變量自增1，10種不同的方法實現 n=1; echo -n "$n " let "n = $n + 1" # 可以使用 let "n = n + 1" echo -n "$n " : $((n = $n + 1)) # ":" 是必要的，不加的話，bash會將 #+ "$((n = $n + 1))"看做一條命令。 echo -n "$n " (( n = n + 1 )) # 更簡潔的寫法。 # 感謝 David Lombard指出。 echo -n "$n " n=$(($n + 1)) echo -n "$n " : $[ n = $n + 1 ] # ":" 是必要的，不加的話，bash會將 #+ "$[ n = $n + 1 ]"看做一條命令。 # 即使"n"是字符串，也是可行的。 echo -n "$n " n=$[ $n + 1 ] # 即使"n"是字符串，也是可行的。 #* 不要用這種寫法，它已被廢棄且不具有兼容性。 # 感謝 Stephane Chazelas. echo -n "$n " # 使用C風格的自增運算符也是可以的 # 感謝 Frank Wang 指出。 let "n++" # let "++n" 可行 echo -n "$n " (( n++ )) # (( ++n )) 可行 echo -n "$n " : $(( n++ )) # : $(( ++n )) 可行 echo -n "$n " : $[ n++ ] # : $[ ++n ] 可行 echo -n "$n " echo exit 0 ``` 在早期的Bash版本中，整型變量是帶符號的長整型數（32-bit），取值范圍從 -2147483648 到 2147483647。如果算術操作超出了整數的取值范圍，結果會不準確。 ``` echo $BASH_VERSION # Bash 1.14版本 a=2147483646 echo "a = $a" # a = 2147483646 let "a+=1" # 自增 "a". echo "a = $a" # a = 2147483647 let "a+=1" # 再次自增"a"，超出取值范圍。 echo "a = $a" # a = -2147483648 # 錯誤：超出范圍， #+ 最左邊的符號位被重置， #+ 結果變負 ``` Bash版本 >= 2.05b, Bash支持了64-bit整型數。 > ![caution](http://tldp.org/LDP/abs/images/caution.gif) 注意，Bash并不支持浮點運算，Bash會將帶小數點的數看做字符串。 ``` a=1.5 let "b = $a + 1.3" # 報錯 # t2.sh: let: b = 1.5 + 1.3: syntax error in expression # (error token is ".5 + 1.3") echo "b = $b" # b=1 ``` 如果你想在腳本中使用浮點數運算，借助[bc](http://tldp.org/LDP/abs/html/mathc.html#BCREF)或外部數學函數庫吧。 ## 位運算位運算很少出現在shell腳本中，在bash中加入位運算的初衷似乎是為了操控和檢測來自`ports`或`sockets`的數據。位運算在編譯型語言中能發揮更大的作用，比如C/C++，位運算提供了直接訪問系統硬件的能力。然而，聰明的vladz在他的base64.sh(案例 A-54)腳本中也用到了位運算。下面介紹位運算符。 ### << 左移運算符(左移1位相當于乘2) ### <<= 左移賦值 `let "var <<= 2"` 的結果是var變量的值向左移了2位(乘以4) ### >> 右移運算符(右移1位相當于除2) ### >>= 右移賦值 ### & 按位與（AND） ### &= 按位與等（AND-equal） ### | 按位或（OR） ### |= 按位或等（OR-equal） ### ~ 按位取反 ### ^ 按位異或（XOR） ### ^= 按位異或等（XOR-equal） ## 邏輯(布爾)運算符 ### ! 非(NOT) ``` if [ ! -f $FILENAME ] then ... ``` ### && 與(AND) ``` if [ $condition1 ] && [ $condition2 ] # 等同于: if [ $condition1 -a $condition2 ] # 返回true如果 condition1 和 condition2 同時為真... if [[ $condition1 && $condition2 ]] # 可行 # 注意，&& 運算符不能用在[ ... ]結構里。 ``` > ![note](http://tldp.org/LDP/abs/images/note.gif) &&也可以被用在`list`結構中連接命令。 ### || 或(OR) ``` if [ $condition1 ] || [ $condition2 ] # 等同于: if [ $condition1 -a $condition2 ] # 返回true如果 condition1 和 condition2 任意一個為真... if [[ $condition1 || $condition2 ]] # 可行 # 注意，|| 運算符不能用在[ ... ]結構里。 ``` ### 小結 **樣例 8-3. 在條件測試中使用 && 和 ||** ``` #!/bin/bash a=24 b=47 if [ "$a" -eq 24 ] && [ "$b" -eq 47 ] then echo "Test #1 succeeds." else echo "Test #1 fails." fi # 錯誤: if [ "$a" -eq 24 && "$b" -eq 47 ] # 這樣寫的話，bash會先執行'[ "$a" -eq 24' # 然后就找不到右括號']'了... # # 注意: if [[ $a -eq 24 && $b -eq 24 ]] 這樣寫是可以的 # 雙方括號測試結構比單方括號更加靈活。 # (雙方括號中的"&&"與單方括號中的"&&"意義不同) # 感謝 Stephane Chazelas 指出。 if [ "$a" -eq 98 ] || [ "$b" -eq 47 ] then echo "Test #2 succeeds." else echo "Test #2 fails." fi # 使用 -a 和 -o 選項也具有同樣的效果。 # 感謝 Patrick Callahan 指出。 if [ "$a" -eq 24 -a "$b" -eq 47 ] then echo "Test #3 succeeds." else echo "Test #3 fails." fi if [ "$a" -eq 98 -o "$b" -eq 47 ] then echo "Test #4 succeeds." else echo "Test #4 fails." fi a=rhino b=crocodile if [ "$a" = rhino ] && [ "$b" = crocodile ] then echo "Test #5 succeeds." else echo "Test #5 fails." fi exit 0 ``` `&&`和`||`運算符也可以用在算術運算中。 ``` bash$ echo $(( 1 && 2 )) $((3 && 0)) $((4 || 0)) $((0 || 0)) 1 0 1 0 ``` ## 其他運算符 ### , 逗號運算符逗號運算符用于連接兩個或多個算術操作，所有的操作會被依次求值（可能會有副作用）。[^2] ``` let "t1 = ((5 + 3, 7 - 1, 15 - 4))" echo "t1 = $t1" ^^^^^^ # t1 = 11 # 這里的t1 被賦值了11，為什么？ let "t2 = ((a = 9, 15 / 3))" # 對"a"賦值并對"t2"求值。 echo "t2 = $t2 a = $a" # t2 = 5 a = 9 ``` 逗號運算符常被用在`for`循環中。參看案例 11-13。 [^1]: 取決與不同的上下文，+= 也可能作為字符串連接符。它可以很方便地修改環境變量。 [^2]: 副作用，顧名思義，就是預料之外的結果。