「Shell」Shell 变量的用法与数学运算

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1. 变量替换

语法 说明
${变量#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##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【贪婪模式】
${变量%匹配规则} 从变量尾部进行规则匹配，将符合最短的数据删除
${变量%%匹配规则} 从变量尾部进行规则匹配，将符合最长的数据删除【贪婪模式】
${变量/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
${变量//旧字符串/新字符串} 变量内容符合旧字符串，则全部的旧字符串会被新字符串取代 
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[chao@localhost ~]$ var1="I love you, Do you love me"
[chao@localhost ~]$ echo $var1
I love you, Do you love me
# 头部匹配删除
[chao@localhost ~]$ var2=${var1#*ov}
[chao@localhost ~]$ echo $var2
e you, Do you love me
[chao@localhost ~]$ var3=${var1##*ov}  # 贪婪模式
[chao@localhost ~]$ echo $var3
e me
# 尾部匹配删除
[chao@localhost ~]$ var4=${var1%ov*}
[chao@localhost ~]$ echo $var4
I love you, Do you l
[chao@localhost ~]$ var5=${var1%%ov*}  # 贪婪模式
[chao@localhost ~]$ echo $var5
I l
# 替换
[chao@localhost ~]$ var6=${var1/love/hate}
[chao@localhost ~]$ echo $var6
I hate you, Do you love me
[chao@localhost ~]$ var7=${var1//love/hate}
[chao@localhost ~]$ echo $var7
I hate you, Do you hate me

2. 字符串相关操作

  1. 计算字符串的长度
语法 说明
${#变量} -
expr length "$变量" 若字符串变量有空格，则必须加双引号 
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[chao@localhost ~]$ echo ${#var1}
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[chao@localhost ~]$ echo `expr length "$var1"`
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  1. 字符串其他操作
语法 说明
expr index $变量 $子串(变量或值) 获取字符索引的位置，从字串的第一个字符开始匹配，只要有一个字符匹配到了就返回对应的坐标
expr match $变量 $子串 计算子串长度，从头开始匹配，若从头匹配不上，从中间任何一个位置匹配返回都是0，也就是未匹配到 
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[chao@localhost ~]$ echo `expr index "$var1" love`
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[chao@localhost ~]$ echo `expr match "$var1" "I love"`
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  1. 抽取子串
语法 说明
${变量:下标} 从变量中的指定下标开始
${变量:下标:length} 从指定下标开始，匹配长度为length
${变量: -下标} 从右边指定下标开始匹配 注意冒号和负号中间有空格
${变量:(下标)} 从右边指定下标开始匹配
expr substr $变量 $下标 $length 从指定下标开始，匹配长度为length 
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[chao@localhost ~]$ echo ${var1:10}
you love me
[chao@localhost ~]$ echo ${var1:10:5}
you l
[chao@localhost ~]$ echo ${var1: -4}
e me
[chao@localhost ~]$ echo ${var1:(-4)}
e me
[chao@localhost ~]$ echo ${var1:(-4):2}
e
[chao@localhost ~]$ echo `expr substr "$var1" 10 5`
you

3. 命令替换

Shell命令替换是指将命令的输出结果赋值给某个变量，有两种方式：一种是反引号`，一种是$()。

语法 说明
变量=`命令` 可以只有一个命令，也可以有多个命令，多个命令之间以分号;分隔
变量=$(命令) 同上 
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# 根据系统时间计算今年或明年
[chao@localhost ~]$ echo "This is $(date +%Y) year"
This is 2020 year
[chao@localhost ~]$ echo "This is $(($(date +%Y) + 1)) year"
This is 2021 year
# 注意：$()表示命令替换，仅有()表示计算 加减乘除
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# 判定nginx进程是否存在，若不存在则自动拉起该进程
ps -ef | grep nginx | grep -v grep | wc -l
# 对应脚本
# !/bin/bash
#
nginx_process_num=$(ps -ef | grep nginx | grep -v grep | wc -l)
if [$nginx_process_num -eq 0 ];then
	systemctl start nginx
fi

4. 设置变量类型

declare 和 typeset 都是 Shell 内建命令，它们的用法相同，都用来设置变量的属性。不过 typeset 已经被弃用了，建议使用 declare 代替。
declare 命令的用法：declare [+/-] [选项] [变量名=变量值]，其中，-表示设置属性，+表示取消属性，其具体含义如下表：

选项 含义
-f [name] 列出之前由用户在脚本中定义的函数名称和函数体。
-F [name] 仅列出自定义函数名称。
-g name 在 Shell 函数内部创建全局变量。
-p [name] 显示指定变量的属性和值。
-a name 声明变量为普通数组。
-A name 声明变量为关联数组（支持索引下标为字符串）。
-i name 将变量定义为整数型。
-r name[=value] 将变量定义为只读（不可修改和删除），等价于 readonly name。
-x name[=value] 将变量设置为环境变量，等价于 export name[=value]。 
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# declare -r 将变量设为只读，再赋值就会报错
[chao@localhost ~]$ declare -r var="hello shell"
[chao@localhost ~]$ var="hello world"
-bash: var: 只读变量

# declare -a 将变量定义为数组
[chao@localhost ~]$ declare -a array
[chao@localhost ~]$ array=("mike" "lilei" "hanmeimei")
[chao@localhost ~]$ echo ${array[0]}
mike

# 分片访问
# 从下标为 0 的位置开始，向后取 2个元素，忽略中间的空元素，直到取够 2个元素。如果元素不足2个，则输出后面的所有元素即可。
[chao@localhost ~]$ echo ${array[@]:0:2}
mike lilei

# 内容替换
[chao@localhost ~]$ array1=${array[@]/ke/KE}
[chao@localhost ~]$ echo $array1
miKE lilei hanmeimei

# 数组遍历
[chao@localhost ~]$ 
> for arr in ${array[@]}
> do
> echo $arr
> done
mike
lilei
hanmeimei

# 给数组某个下标赋值
[chao@localhost ~]$ array[2]="zhangsan"
# 删除元素
[chao@localhost ~]$ unset array[1]
# 清空整个数组
[chao@localhost ~]$ unset array

5. 数学运算

算术运算符 说明/含义
+、- 加法（或正号）、减法（或负号）
*、/、% 乘法、除法、取余（取模）
** 幂运算
++、– 自增和自减，可以放在变量的前面也可以放在变量的后
!、&&、|| 逻辑非（取反）、逻辑与（and）、逻辑或（or）
<、<=、>、>= 比较符号（小于、小于等于、大于、大于等于）
==、!=、= 比较符号（相等、不相等；对于字符串，= 也可以表示相当于）
<<、>> 向左移位、向右移位
~、|、 &、^ 按位取反、按位或、按位与、按位异或
=、+=、-=、*=、/=、%= 赋值运算符，例如 a+=1 相当于 a=a+1，a-=1 相当于 a=a-1

在Shell中，如果不特别指明，每一个变量的值都是字符串，无论你给变量赋值时有没有使用引号，值都会以字符串的形式存储。

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[chao@localhost ~]$ echo 2+8
2+8
[chao@localhost ~]$ a=23
[chao@localhost ~]$ echo $a + 55
23 + 55

5.1 数学运算命令

Shell中常用的六种数学计算方式:

运算操作符/运算命令 说明
(( )) 用于整数运算，效率很高，推荐使用。
let 用于整数运算，和 (()) 类似。
$[] 用于整数运算，不如 (()) 灵活。
expr 可用于整数运算，也可以处理字符串。
bc Linux下的一个计算器程序，可以处理整数和小数。Shell 本身只支持整数运算，想计算小数就得使用 bc 这个外部的计算器。
declare -i 将变量定义为整数，然后再进行数学运算时就不会被当做字符串了。功能有限，仅支持最基本的数学运算（加减乘除和取余），不支持逻辑运算、自增自减等，所以在实际开发中很少使用。 
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# expr 计算，注意>,*等运算需要转义
[chao@localhost ~]$ num1=305
[chao@localhost ~]$ num2=50
[chao@localhost ~]$ expr $num1 + $num2
355
[chao@localhost ~]$ expr $num1 \* $num2
15250

# 判断一个变量是一个整数
[chao@localhost ~]$ expr $num1 + 1
306
[chao@localhost ~]$ expr $num3 + 1
expr: 非整数参数
  • bc是bash内建的运算器，支持浮点数运算，内建变量scale可以设置精确度(默认为0)，操作符^用于指数运算。
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[chao@localhost ~]$ echo "3*8"|bc
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[c.biancheng.net]$ echo "scale=4;3*8/7"|bc
3.4285
#十六进制转十进制
[chao@localhost ~]$ m=1E
[chao@localhost ~]$ n=$(echo "obase=10;ibase=16;$m"|bc)
[chao@localhost ~]$ echo $n
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