算术扩展

Shell 提供了多种进行整数算术运算的方式。

四种算术方式

1. $(( )) — 算术扩展（推荐）

result=$((3 + 5))
echo $result   # 8

a=10
b=3
echo $((a + b))   # 13
echo $((a - b))   # 7
echo $((a * b))   # 30
echo $((a / b))   # 3（整数除法）
echo $((a % b))   # 1（取余）
echo $((a ** b))  # 1000（幂运算，Bash 支持）

2. let 命令

let result=3+5
echo $result   # 8

let a=10 b=3
let sum=a+b
echo $sum      # 13

3. expr 命令（老式）

result=$(expr 3 + 5)   # 注意：运算符两侧必须有空格
echo $result           # 8

# 乘法需要转义
result=$(expr 3 \* 5)
echo $result           # 15

4. (( )) — 算术命令（用于条件判断）

a=5
if (( a > 3 )); then
    echo "a 大于 3"
fi

(( count++ ))   # 自增
(( count-- ))   # 自减

支持的运算符

运算符	说明	示例
+	加法	$((3 + 5)) → 8
-	减法	$((10 - 3)) → 7
*	乘法	$((4 * 5)) → 20
/	整数除法	$((10 / 3)) → 3
%	取余	$((10 % 3)) → 1
**	幂运算	$((2 ** 10)) → 1024
++	自增	$((a++))
--	自减	$((a--))
+=	加并赋值	$((a += 5))
-=	减并赋值	$((a -= 3))
*=	乘并赋值	$((a *= 2))

位运算

echo $((5 & 3))    # 按位与：1
echo $((5 | 3))    # 按位或：7
echo $((5 ^ 3))    # 按位异或：6
echo $((~5))       # 按位取反：-6
echo $((5 << 1))   # 左移：10
echo $((5 >> 1))   # 右移：2

比较运算（返回 0 或 1）

echo $((5 > 3))    # 1（真）
echo $((5 < 3))    # 0（假）
echo $((5 == 5))   # 1（真）
echo $((5 != 3))   # 1（真）

三目运算符

a=10
result=$((a > 5 ? 100 : 0))
echo $result   # 100

实用示例

计数器

#!/bin/bash

count=0
for i in 1 2 3 4 5; do
    (( count++ ))
done
echo "计数：$count"   # 5

计算百分比

#!/bin/bash

used=75
total=100
percent=$(( used * 100 / total ))
echo "使用率：${percent}%"

字节转换

#!/bin/bash

bytes=1073741824
kb=$(( bytes / 1024 ))
mb=$(( bytes / 1024 / 1024 ))
gb=$(( bytes / 1024 / 1024 / 1024 ))
echo "${bytes} 字节 = ${kb} KB = ${mb} MB = ${gb} GB"

奇偶判断

#!/bin/bash

for n in 1 2 3 4 5 6; do
    if (( n % 2 == 0 )); then
        echo "$n 是偶数"
    else
        echo "$n 是奇数"
    fi
done

进制转换

# 其他进制转十进制
echo $((2#1010))    # 二进制 1010 → 10
echo $((8#17))      # 八进制 17 → 15
echo $((16#FF))     # 十六进制 FF → 255

# 十进制转其他进制
printf "%b\n" 10    # 转二进制（通过 printf）
printf "%o\n" 255   # 转八进制 → 377
printf "%x\n" 255   # 转十六进制 → ff

浮点数运算

Shell 原生不支持浮点数，需借助 bc 或 awk：

# 使用 bc
result=$(echo "scale=2; 10 / 3" | bc)
echo $result   # 3.33

# 计算平方根
sqrt=$(echo "scale=4; sqrt(2)" | bc)
echo $sqrt     # 1.4142

# 使用 awk
result=$(awk 'BEGIN { printf "%.2f\n", 10/3 }')
echo $result   # 3.33