#5: 使用运算符号
或许你在编写bash脚本的时候，想要使用一些运算来计算比如磁盘剩余空间、文件大小、密码到期时间、主机数量、网络带宽等等信息。
在这一节中，将介绍如何使用bash操作符号来执行各种算术计算。
下表列出了在计算机语言中的算术运算符号：
| 运算符号 | 含义 |
|---|---|
| + | 加 |
| - | 减 |
| * | 乘 |
| / | 整除 (丢弃掉后面的小数部分) |
| % | 取模 (指保留整除后的余数) |
| ** | 求幂 (x 的 y 次方) |
加法和减法运算
让我们创建一个名为addition.sh的脚本，它将简单的计算两个文件的总大小（以字节为单位）并输出显示。
这里默认您学习到这篇入门教程，应该已经熟悉shell的命令，特别是这里用到的du和cut，起码也要知道它们是干什么的。
这个脚本使用du命令获取到参数提供的文件大小，这个输出包括了文件的大小和文件名，用cut做分隔然后只取第一列，也就是文件大小的内容。
下面是脚本代码：
#!/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: $total"
注意你需要传两个参数给脚本，在这个例子中，运行脚本的时候是传入/etc/passwd和/etc/group两个文件作为参数：
sean@debian-12:~/scripts$ ./addition.sh /etc/passwd /etc/group
File size of /etc/passwd is: 2795
File size of /etc/group is: 1065
Total size is: 3860
addition.sh脚本中，最重要的就是这一行：
total=$(($fs1 + $fs2))
这行代码中使用的加号+把$fs1和$fs2这两个数字相加，特别需要注意的是，任何做计算的计算表达式都需要在两个括号中包围起来，如下所示：
$((arithmetic-expression))
使用减号运算符-来进行减法运算。比如下面的代码中，变量的值将为7：
sub=$((10-3))
乘法和除法运算
创建一个名为giga2mega.sh的脚本，用于转换千兆字节(GB)转换为兆字节(MB):
#!/bin/bash
GIGA=$1
MEGA=$(($GIGA * 1024))
echo "$GIGA GB is equal to $MEGA MB"
现在我们运行脚本，来看看4GB有多少MB：
sean@debian-12:~/scripts$ ./giga2mega.sh 4
4 GB is equal to 4096 MB
代码中用了乘法运算符*将GB乘以1024得到MB的等量:
MEGA=$(($GIGA * 1024))
It’s easy to add more functionality to this script to convert Gigabytes (GB) to Kilobytes (KB):
在这个脚本可以很容易添加新的功能来将千兆字节(GB)转换为千字节(KB):
KILO=$(($GIGA * 1024 * 1024))
建议你可以自己练习GB转换成字节！
处理乘法，还可以使用除法运算符/来对两个数进行除法运算。例如下面的代码。div变量的值是5
div=$((20 / 4))
Notice that this is integer division and so all fractions are lost. For instance, if you divide 5 by 2, you will get 2 which is incorrect, of course:
注意，shell的除法是整数的除法，比如5除以2你会得到商是2，而余数1会被抛弃，这样的计算结果当然是不正确的：
sean@debian-12:~/scripts$ div=$((5 / 2))
sean@debian-12:~/scripts$ echo $div
2
要得到一个包含小数后的位数的十进制输出，你可以使用bc命令，例如使用bc命令来计算5除以2，可以用下面的代码：
echo "5/2" | bc -l
2.50000000000000000000
在处理十进制数的时候，当然你也可以使用bc做其他运算符的运算：
幂和取模（余数）
让我们创建一个强大的计算器！创建一个名为power.sh的脚本，它将接收两个数字a和b作为参数，它将计算a的b次方：
#!/bin/bash
a=$1
b=$2
result=$((a**b))
echo "$1^$2=$result"
注意，这里使用了求幂运算符**来计算a的b次方的结果
可以多运行几次脚本，检验它输出的答案是正确的：
sean@debian-12:~/scripts$ ./power.sh 2 3
2^3=8
sean@debian-12:~/scripts$ ./power.sh 3 2
3^2=9
sean@debian-12:~/scripts$ ./power.sh 5 2
5^2=25
sean@debian-12:~/scripts$ ./power.sh 4 2
4^2=16
用模运算符%可以计算整数的余数。下面的代码中，变量rem的值将为2：
rem=$((17%5))
余数是2是因为17除以5的商为3且余2。
练习: 制作一个温度转换器
这一节的最后，我们来一个有点实际价值的例子，创建一个名为c2f.sh的脚本，利用下面的公式将摄氏度转换为华氏度：
F = C x (9/5) + 32
这是一个很好的练习，可以让你尝试上面学习到的新东西。
解决的方案有很多，下面的例子是其中的一个：
#!/bin/bash
C=$1
F=$(echo "scale=2; $C * (9/5) + 32" | bc -l)
echo "$C degrees Celsius is equal to $F degrees Fahrenheit."
因为计算公式会产生小数，这里使用了bc命令，还有在输出的时候使用了scale=2来限制显示两位小数。
可以多运行几次脚本，以确保它输出的结果是正确的：
sean@debian-12:~/scripts$ ./c2f.sh 2
2 degrees Celsius is equal to 35.60 degrees Fahrenheit.
sean@debian-12:~/scripts$ ./c2f.sh -3
-3 degrees Celsius is equal to 26.60 degrees Fahrenheit.
sean@debian-12:~/scripts$ ./c2f.sh 27
27 degrees Celsius is equal to 80.60 degrees Fahrenheit.
完美，这节就到此为止。
练习题
自己动手做练习可以帮助你记忆刚学到的东西，下面是几到简单的练习题，用到了上面提到的内容。如果您是初学者，建议您可以自己动手做一下。
练习 1：求商和余数
写一个shell脚本，，让它接受两个整数，并打印出商和除法的提示符。
难度级别：容易
提示:先输入大的数，再输入小的数，这样更方便。
输出结果:对于数字13和7，商是1，余数是6。
练习 2：乘法表
写一个shell脚本，让它接受一个整数并打印出它的乘法表。
难度级别：容易
提示：在目前阶段不要使用循环。只要一个数乘以一个数就可以了。
练习 3：矩形的面积和周长
编写一个shell脚本，接收矩形的两条边长并打印其面积和周长。
难度级别：容易
提示:矩形的面积是长和宽的乘积。周长是长度和宽度之和的两倍。
输出:长度为10，宽度为5。面积应该是50，周长是30。
练习 4：三角形的面积
编写shell脚本，接收底和高作为参数，并打印其面积。
难度级别：中等
提示:三角形的面积是1/2底乘以高。使用bc命令得到小数点
输出样本:对于输入10和5，面积应该是25。对于输入11和3，面积应该是16.5
练习 5：三角形三边的面积
写一个脚本，将三角形的三条边作为参数，并使用Heron公式打印出三角形的面积。
难度级别：中等到困难
提示:边长为a、b和c的三角形的面积可以像下面这样使用Heron公式计算:
s=(a+b+c)/2
area=√(s*(s-a)*(s-b)*(s-c)）
在bash中有一个sqrt命令可以得到一个数的平方根
输出样本:对于输入5、4和3，面积应该是6。对于输入的10、4和8，面积应该是15.19
练习题答案
答案 1：求商和余数
写一个shell脚本，，让它接受两个整数，并打印出商和除法的提示符。
#!/bin/bash
read -p "Enter the first number: " dividend
read -p "Enter the second number: " divisor
quotient=$((dividend/divisor))
remainder=$((dividend%divisor))
echo "Quotient: $quotient"
echo "Remainder: $remainder"
答案 2：乘法表
写一个shell脚本，让它接受一个整数并打印出它的乘法表。
#!/bin/bash
echo "Multiplication table for $1:"
echo "$1"
echo "$(($1*2))"
echo "$(($1*3))"
echo "$(($1*4))"
echo "$(($1*5))"
echo "$(($1*6))"
echo "$(($1*7))"
echo "$(($1*8))"
echo "$(($1*9))"
echo "$(($1*10))"
答案 3：矩形的面积和周长
编写一个shell脚本，接收矩形的两条边长并打印其面积和周长。
#!/bin/bash
read -p "Enter the length of rectangle: " length
read -p "Enter the width of rectangle: " width
area=$(($length * $width))
perimeter=$((2 * $(($length + $width)) ))
echo "Area of the rectangle is $area"
echo "Perimeter of the rectangle is $perimeter"
答案 4：三角形的面积
编写shell脚本，接收底和高作为参数，并打印其面积。
#!/bin/bash
read -p "Enter the base of triangle: " base
read -p "Enter the height of triangle: " height
# scale 2 means the calculation will be up to 2 decimal places
area=$(echo "scale=2; (1/2) * $base * $height" | bc -l)
echo "Area of the triangle is $area"
答案 5：三角形三边的面积
写一个脚本，将三角形的三条边作为参数，并使用Heron公式打印出三角形的面积。
#!/bin/bash
read -p "Enter the first side: " a
read -p "Enter the second side: " b
read -p "Enter the third side: " c
s=$(echo "scale=2; ($a+$b+$c)/2" | bc)
area=$(echo "scale=2; sqrt($s*($s-$a)*($s-$b)*($s-$c))" | bc)
echo "The area of the triangle is $area"
