Bash 初学者系列 5：在 bash 中进行数学运算

在编写 bash 脚本的时候，经常会遇到需要计算数学结果的情况，比如需要计算磁盘剩余空间、文件大小、密码到期时间、主机数量、网络带宽等。

今天我们将介绍在 bash 中使用运算符来执行算术运算。总体来说，bash 中的算术运算符包括以下这些：

在bash脚本中执行加法和减法

为了便于演示，我们创建一个名为 addition.sh 的脚本文件，添加两个文件的大小（以字节 byte 为单位），并输出。

为此，大家需要了解 bash 脚本中的参数，还有 cut 以及 du 命令。

du 命令计算文件的大小，其输出包括两列，分别为文件大小和文件名，cut 命令取出其中的第一列（即文件大小）；du 命令的输出通过管道重定向传递给 cut 命令。脚本如下所示：

#!/bin/bash

fs1=$(du -b $1 | cut -f1)
fs2=$(du -b $2 | cut -f1)

echo "File size of $1 is: $fs1"
echo "File size of $2 is: $fs2"

total=$(($fs1 + $fs2))

echo "Total size is: $total"

在运行上述脚本的时候，需要给出两个文件名作为参数。比如，我们将文件 /etc/passwd 和 /etc/group 作为参数来运行该脚本：

$ ./addition.sh /etc/passwd /etc/group
File size of /etc/passwd is: 2795
File size of /etc/group is: 1065
Total size is: 3860

在 addition.sh 脚本中最重要的一行为：

total=$(($fs1 + $fs2))

上面代码使用 运算符 + 将两个数字 $fs1 和 $fs2 相加。这里需要注意的是，算术表达式需要使用双括号将其括起来：

$((arithmetic-expression))

也可以使用减号运算符 – 来进行减法运算。比如，下面的代码，其结果将为 7：

sub=$((10-3))

执行乘法和除法我们创建一个名为 giga2mega.sh 的脚本文件，用于将 GB 转为 MB，如下所示：

#!/bin/bash

GIGA=$1
MEGA=$(($GIGA * 1024))

echo "$GIGA GB is equal to $MEGA MB"

下面我们来执行一下，看看 4GB 相当于多少 MB：

$ ./giga2mega.sh 4
4 GB is equal to 4096 MB

在这里，我们使用了乘法（*）运算符将 GB 数乘以1024，得到等效的兆字节数：

MEGA=$(($GIGA * 1024))

类似的，将 GB 转为 KB 也是一样的做法：

KILO=$(($GIGA * 1024 * 1024))

除法运算符 / 用于两个数相除，比如下面例子：

div=$((20 / 4))

注意，这里是整除，所有的小数部分会丢失。比如，计算 5 除以 2，其结果为 2：

$ div=$((5 / 2))
$ echo $div
2

要实际计算两个数相除的结果（获取十进制的结果），可使用 bc 命令，比如，还是计算 5 除以 2，可参照如下代码：

echo "5/2" | bc -l
2.50000000000000000000

另外，在其他算术运算符中也可以使用 bc 命令：

使用幂和余数（模）下面我们使用幂运算符 ** 进行求幂运算。首先创建一个名为 power.sh 的脚本，接受两个数字作为参数：a 和 b，然后计算 a 的 b 次幂，如下代码所示：

#!/bin/bash
a=$1
b=$2
result=$((a**b))
echo "$1^$2=$result"

我们来运行一下：

$ ./power.sh 2 3
2^3=8
$ ./power.sh 3 2
3^2=9
$ ./power.sh 5 2
5^2=25
$ ./power.sh 4 2
4^2=16

计算余数使用运算符 %，如下所示：

rem=$((17%5))

其结果为 2，大家可以运行试一下。

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