算术 属于

关于 算术

Bash 可以进行算术运算，但_只能处理整数_。 如果你需要进行浮点运算，就得调用外部程序（比如 awk 或 bc）。

算术运算符在手册中按优先级顺序列出：Shell Arithmetic。

此外，Bash 只在某些地方执行算术运算（称为算术“上下文”）。

算术展开

算术展开看起来像命令替换，只不过用的是双括号。

$(( expression ))

这种语法会展开为表达式求值的结果。 通常用它把结果保存到变量中：

x=$(( 3 + 4 ))

x=$(( 3 + 4 ))
y=$((5+6))

算术条件

算术条件在双括号内执行，_不需要_开头的 $：

(( expression ))

它不会展开为结果，但会产生一个_退出状态_。

• 如果表达式的结果为非零，退出状态就是 0（成功）。
• 如果表达式的结果为零，退出状态就是 1（失败）。

这种语法通常用在两个地方：

1. 作为 if 语句或 while 循环的 COMMAND 部分。

   if (( x == y - 1 )); then ...
   while (( y > 0 )); do ...
   

2. 作为独立命令来修改变量的值。

   (( x = x + 1 ))
   echo "new value for x is $x"
   

   Caution

   这样使用算术运算再配合 set -e 时要小心。 如果表达式求值为零，退出状态就会是非零，Bash 会终止。

   x=0
   (( x++ ))
   echo "you will see this"
   
   set -e
   x=0
   (( x++ ))
   echo "shell exits on the previous line; you won't see this"
   

   关于 ++ 运算符更详细的讨论，参见这篇关于后置自增与前置自增的文章。

其他具有算术上下文的地方

还有一些其他地方也属于算术上下文：

• 算术 for 循环。

  for (( i = 0; i < 10; i++ )); do
      echo "$i"
  done
  

• 数值索引数组的下标部分。

  echo "The next element is ${array[x + 1]}"
  # ................................^^^^^
  

  想进一步了解数组，请阅读数组概念文档。

• ${var:offset:length}展开中的 offset 和 length 部分。

• let 内置命令。

  • 注意，推荐使用 (( expression )) 而不是 let "expresson"。 与算术条件结构不同，let 表达式会受到文件名展开和单词拆分的影响，而且需要用引号括起来。

• 变量赋值，前提是该变量具有“整数属性”。

  # variable x does not have the integer attribute
  x="3 + 4"
  declare -p x      # => declare -- x="3 + 4"
  
  # variable y has the integer attribute
  declare -i y
  y="4 + 5"
  declare -p y      # => declare -i y="9"
  

  Note

  作者认为 declare -i 的用处有限。 它最大的好处是允许“裸”算术（不使用算术表达式语法）。 这可能会让读你代码的人感到困惑，因为算术表达式会在意想不到的地方被求值。

在算术表达式中使用变量

算术上下文有一个特点可以提升可读性。

height=10
width=20
area=$(( height * width ))

你有没有注意到，算术表达式中的变量少了 $ 美元符号？ Bash 允许你这样做。 这让表达式容易读得多。

手册中说：

在表达式中，shell 变量也可以直接按名称引用，而不必使用参数展开语法。

它对数组元素也一样有效：

point1=(10 15)  # these are (x, y) coordinates
point2=(20 7)
distance_squared=$(( (point1[0] - point2[0])**2 + (point1[1] - point2[1])**2 ))

但其他参数表达式仍需要使用各自的特殊语法。 例如，把字符串的长度翻倍：

s="hello world"
len=$(( ${#s} * 2 ))

位置参数也是如此。 如果前两个位置参数分别表示宽度和高度：

area=$(( $1 * $2 ))