Numerische Shell-Operationen

$ i=0;$ ((i++))$ echo $i1$ let i++$ echo $i2$ expr $i + 13$ echo $i2$ echo $i 1 |

veranschaulichen:

 Ausdruck

nach

 $i

,

 +

, 1 durch Leerzeichen getrennt. Wenn eine Multiplikation durchgeführt wird, muss der Operator mit einem Escapezeichen versehen werden. Andernfalls interpretiert die Shell das Multiplikationszeichen als Platzhalterzeichen, was zu einem Syntaxfehler führt.

 awk

hinter

 1 $

Und

 2 $

jeweils verweisen

 $i

und 1, also die 1. und 2. Zahl von links nach rechts.

Verwenden Sie die integrierten Shell-Befehle, um die Typen der einzelnen Befehle wie folgt anzuzeigen:

 $ Typ typetype ist eine in die Shell integrierte $ Typ letlet ist eine in die Shell integrierte $ Typ exprexpr ist gehasht (/usr/bin/expr)$ Typ bcbc ist gehasht (/usr/bin/bc)$ Typ awkawk ist /usr/bin/awk

Aus der obigen Demonstration geht hervor:

 lassen

Es ist ein integrierter Befehl von Shell, und die anderen sind allesamt externe Befehle

 /usr/bin

Verzeichnis. Und

 Ausdruck

Und

 v. Chr

Da es gerade verwendet wurde, wurde es in den Speicher geladen.

 Hash

Tisch. Dies wird uns helfen, die Prinzipien hinter den verschiedenen Ausführungsmethoden von Skripten zu verstehen, die im vorherigen Kapitel vorgestellt wurden.

Hinweis: Wenn Sie Hilfe für verschiedene Befehle anzeigen möchten, z

 lassen

Und

 Typ

Während Sie auf den integrierten Befehl der Shell warten, können Sie einen integrierten Befehl der Shell verwenden

 helfen

um zugehörige Hilfe anzuzeigen, und auf einige externe Befehle kann über einen externen Befehl von Shell zugegriffen werden

 Mann

um Hilfe, Verwendung wie z. B. anzuzeigen

 helfen lassen

,

 manexpr

Warten.

Beispiel: Addiere von 1 zu einer bestimmten Zahl

 #!/bin/bash# calc.shi=0;while [ $i -lt 10000 ]do ((i++)) doneeecho $i

Beschreibung: Hier vorbei

 while [bedingter Ausdruck]; do .... fertig

Zyklus, um etwas zu erreichen.

 -lt

ist kleiner als das Vorzeichen

 <

Weitere Informationen finden Sie unter

 prüfen

Befehlsverwendung:

 Männertest

.

Wie führe ich dieses Skript aus?

Methode 1: Übergeben Sie die Skriptdatei direkt als Parameter der Sub-Shell (Bash).

 $ bash calc.sh$ Typ bashbash wird gehasht (/bin/bash)

Methode 2: Bestehen

 bash

integrierte Befehle

 .

oder

 Quelle

implementieren

 $ ./calc.sh

oder

 $ source ./calc.sh$ type .. ist eine integrierte Shell. $ type sourcesource ist eine integrierte Shell

Methode 3: Ändern Sie die Datei so, dass sie ausführbar ist, und führen Sie sie direkt unter der aktuellen Shell aus

 $ chmod ./calc.sh $ ./calc.sh

Als nächstes demonstrieren wir nacheinander die Verwendung anderer Methoden zur Berechnung der Variablen plus eins, d. h.

 ((i++))

Zeile mit einem der folgenden:

 let i++;i=$(expr $i + 1)i=$(echo $i+1|bc)i=$(echo $i 1 | awk '{printf $1+$2;}')

Die Vergleichsberechnungszeit ist wie folgt:

 $ Zeit calc.sh10000real 0m1.319suser 0m1.056ssys 0m0.036s$ Zeit calc_let.sh10000real 0m1.426suser 0m1.176ssys 0m0.032s$ Zeit calc_expr.sh1000real 0m27.425suser 0m5.060ssys 0m14.177s$ Zeit calc_bc.sh1000real 0m56.576suser 0m9.353ssys 0m24.618s$ Zeit ./calc_awk.sh100real 0m11.672suser 0m2.604ssys 0m2.660s

veranschaulichen:

 Zeit

Der Befehl kann verwendet werden, um die Ausführungszeit des Befehls zu zählen. Dieser Teil der Zeit umfasst die Gesamtlaufzeit, die Ausführungszeit des Benutzerbereichs und die Ausführungszeit des Kernelbereichs

 ptrace

Implementierung eines Systemaufrufs.

Durch den obigen Vergleich kann dies festgestellt werden

 (())

verfügt über die höchste betriebliche Effizienz. Und

 lassen

Als in die Shell integrierter Befehl ist er auch sehr effizient, aber

 Ausdruck

,

 v. Chr

,

 awk

Die Berechnungseffizienz ist relativ gering. Wenn die Shell selbst die entsprechende Arbeit erledigen kann, wird daher empfohlen, den von der Shell selbst bereitgestellten Funktionen Vorrang einzuräumen. Es gibt jedoch Funktionen, die die Shell selbst nicht ausführen kann, z. B. Gleitkommaoperationen. Daher ist die Hilfe externer Befehle erforderlich. Darüber hinaus sollten Sie angesichts der Portabilität von Shell-Skripten keine bestimmte Shell-spezifische Syntax verwenden, wenn die Leistung nicht entscheidend ist.

 lassen

,

 Ausdruck

,

 v. Chr

kann verwendet werden, um Modulo zu finden, und die Operatoren sind alle

 %

,Und

 lassen

Und

 v. Chr

Es kann verwendet werden, um Potenzierungen zu finden

 **

, Letzteres ist

 ^

. Zum Beispiel:

Beispiel: Modellieren

 $ expr 5 % 21$ let i=5%2$ echo $i1$ echo 5 % 2 |

Beispiel: Potenzierung

 $ let i=5**2$ echo $i25$ ((i=5**2))$ echo $i25$ echo 5^2 |

Beispiel: Hexadezimalkonvertierung

Die Basiskonvertierung ist ebenfalls eine relativ häufige Operation, die Sie verwenden können

 Bash

Integrierte Unterstützung für

 v. Chr

Um beispielsweise die Oktalzahl 11 in eine Dezimalzahl umzuwandeln, können Sie Folgendes tun:

 $ echo obase=10;ibase=8;11 |. bc -l9$ echo $((8#11))9

Die oben genannten wandeln alle Zahlen in einem bestimmten Basissystem in die Basis 10 um. Wenn Sie zwischen beliebigen Basissystemen konvertieren möchten, trotzdem

 v. Chr

Flexibler, da direkt einsetzbar

 ibase

Und

 obase

Geben Sie die Basisquelle bzw. das Basiskonvertierungsziel an.

Beispiel: ASCII-Zeichenkodierung

Wenn Sie einige Zeichenfolgen in einer bestimmten Basis ausdrücken möchten, können Sie diese verwenden

 od

Befehl, z. B. das Standardtrennzeichen

 IFS

einschließlich Leerzeichen,

 TAB

Sie können auch Zeilenumbrüche verwenden

 Mann ASCII

Beweis.

 $ echo -n $IFS |. od -c0000000 t n0000003$ echo -n $IFS |

Gleitkomma-Arithmetik

 lassen

Und

 Ausdruck

Keiner von beiden kann Gleitkommaoperationen ausführen, aber

 v. Chr

Und

 awk

Dürfen.

Beispiel: Teilen Sie 1 durch 13 und behalten Sie 3 signifikante Ziffern bei

 $ echo scale=3; 1/13 |. bc.076$ echo 1 13 |

veranschaulichen:

 v. Chr

Bei der Ausführung von Gleitkommaoperationen muss die Genauigkeit angegeben werden, andernfalls ist sie standardmäßig 0, dh bei der Ausführung von Gleitkommaoperationen behält das Standardergebnis nur ganze Zahlen bei. Und

 awk

Sehr flexibel bei der Steuerung der Anzahl der Dezimalstellen, einfach per

 printf

Formatkontrolle kann erreicht werden.

Nachtrag: In Gebrauch

 v. Chr

Bei der Durchführung von Operationen, sofern nicht verwendet

 Skala

Geben Sie die Präzision an

 v. Chr

danach hinzufügen

 -l

Mit dieser Option können auch Gleitkommaoperationen ausgeführt werden, die Standardgenauigkeit beträgt derzeit jedoch 20 Stellen. Zum Beispiel:

 $ echo 1/13100 |. bc -l.00007633587786259541

Beispiel: Kosinuswert zu Winkel

verwenden

 v. Chr. -l

Die Berechnung kann eine hohe Genauigkeit erreichen:

 $ export cos=0,996293; echo scale=100; a(sqrt(1-$cos^2)/$cos)*180/(a(1)*4) | -l4.9349547554113836327198340369318406051597063986552438753727649177325495504159766011527078286004072131

Natürlich kann es auch verwendet werden

 awk

Zur Berechnung:

 $ echo 0.996293 |. awk '{ printf(%sn, atan2(sqrt(1-$1^2),$1)*180/3.1415926535);}'4.93495

Beispiel: Es gibt einen Datensatz, um den Haushalt mit dem höchsten monatlichen Pro-Kopf-Einkommen zu ermitteln.

Hier wird zufällig ein Satz Testdaten generiert und der Dateiname lautet

 Einkommen.txt

.

 1 3 44902 5 38963 4 31124 4 47165 4 45786 6 53997 3 50898 6 30299 4 619510 5 5145

Hinweis: Die drei Datenspalten oben sind Familienzahl, Familiengröße und monatliches Gesamteinkommen der Familie.

Analyse: Um die Familie mit dem höchsten durchschnittlichen Monatseinkommen zu finden, müssen Sie die folgenden zwei Spalten teilen, d. h. das durchschnittliche Monatseinkommen jeder Familie ermitteln und dann nach dem durchschnittlichen Monatseinkommen sortieren, um die Familie zu finden das höchste Einkommen.

erreichen:

 #!/bin/bash# gettopfamily.sh[ $# -lt 1 ] && echo Bitte geben Sie die Einkommensdatei ein && Exit -1[ ! -f $1 ] && Echo $1 ist keine Datei && Exit -1income=$1awk '{ printf(%d %0.2fn, $1, $3/$2);}' $income |

veranschaulichen:

 [ $# -lt 1 ]

: Erfordert die Eingabe mindestens eines Parameters,

 $#

Ist die Anzahl der in der Shell übergebenen Parameter

 [ ! -f $1 ]

: Erfordert, dass der Eingabeparameter eine Datei ist.

 -F

Zur Verwendung siehe

 prüfen

Befehl,

 Männertest

 Einkommen = 1 $

: Weisen Sie der Einkommensvariablen die Eingabeparameter zu und verwenden Sie sie dann als

 awk

Parameter, also die zu verarbeitenden Dateien

 awk

: Teilen Sie die dritte Spalte der Datei durch die zweite Spalte, um das durchschnittliche Monatseinkommen zu ermitteln. Unter Berücksichtigung der Genauigkeit werden zwei Ziffern der Genauigkeit beibehalten.

 sortieren -k 2 -n -r

:Hier ist das Ergebnis von

 awk

Die zweite Spalte des Ergebnisses

 -k 2

, das heißt, das durchschnittliche Monatseinkommen wird sortiert, sortiert nach Zahlen

 -N

und in absteigender Reihenfolge sortiert

 -R

.

Demo:

 $ ./gettopfamily.sh Einkommen.txt7 1696,339 1548,751 1496,674 1179,005 1144,5010 1029,006 899,832 779,203 778,008 504,83

Ergänzung: früher

 Einkommen.txt

Die Daten werden zufällig generiert. Bei manchen Experimenten ist es oft notwendig, einige Daten zufällig zu generieren. Im nächsten Abschnitt werden wir sie im Detail vorstellen. Hier wird generiert

 Einkommen.txt

Datenskript:

 #!/bin/bash# genrandomdata.shfor i in $(seq 1 10)do echo $i $(($RANDOM/8192+3)) $((RANDOM/10+3000))done

Hinweis: Wird auch im obigen Skript verwendet

 seq

Der Befehl generiert eine Spalte mit Zahlen von 1 bis 10. Die detaillierte Verwendung dieses Befehls wird im letzten Abschnitt dieses Artikels näher erläutert.

Zufallszahl

Umgebungsvariablen

 ZUFÄLLIG

Generieren Sie Zufallszahlen von 0 bis 32767, während

 awk

von

 Rand()

Die Funktion kann Zufallszahlen zwischen 0 und 1 generieren.

Beispiel: Holen Sie sich eine Zufallszahl

 $ echo $RANDOM81$ echo |. awk '{srand(); printf(%f, rand());}'0.237788

veranschaulichen:

 srand()

Wenn kein Parameter vorhanden ist, wird die aktuelle Zeit verwendet

 Rand()

Ein Zufallszahlengenerator

 Samen

.

Beispiel: Generieren Sie zufällig eine Zahl von 0 bis 255

kann passieren

 ZUFÄLLIG

skalierte Summe von Variablen

 awk

Mitte

 Rand()

Verstärkung zu erreichen.

 $ expr $RANDOM / 128$ echo |. awk '{srand(); printf(%dn, rand()*255);}'

Überlegung: Wenn Sie zufällig eine IP-Adresse für ein bestimmtes IP-Segment generieren möchten, wie sollten Sie das tun? Siehe Beispiel: Friendly erhält eine nutzbare IP-Adresse.

 #!/bin/bash# getip.sh – automatisch eine nutzbare IP-Adresse erhalten# Autor: falcon <[email protected]># Update: Tue Oct 30 23:46:17 CST 2007# Legen Sie Ihr eigenes Netzwerk und Standard-Gateway fest , und die Zeitüberschreitung des Pings commandnet=192.168.1default_gateway=192.168.1.1over_time=2# überprüfen Sie die current ipaddressping -c 1 $default_gateway -W $over_time[ $? -eq 0 ] && echo the current ipaddress is okey && exit -1;while :; eth0 ifconfig eth0  $net.$(($RANDOM /130 +2))  up # Standard-Gateway-Route konfigurieren, Standard-GW hinzufügen $default_gateway # prüfen die neue Konfiguration ping -c 1 $default_gateway -W $over_time # if work, done [ $? -eq 0 ] && breakdone

Hinweis: Wenn Ihre Standard-Gateway-Adresse dies nicht ist

 192.168.1.1

, bitte konfigurieren Sie es selbst

 default_gateway

(kann verwendet werden

 Route-n

Befehl zum Anzeigen), weil mit

 ifconfig

Wenn Sie die Adresse konfigurieren, können Sie sie nicht als Gateway-Adresse konfigurieren, da sonst Ihre IP-Adresse mit der des Gateways übereinstimmt und das gesamte Netzwerk nicht ordnungsgemäß funktioniert.

Andere Operationen

Tatsächlich kann eine Reihe von Zahlen durch eine Schleife generiert werden, aber warum nicht diese verwenden, wenn es verwandte Tools gibt?

 seq

Es ist ein so kleines Tool, das eine Reihe von Zahlen generieren kann. Sie können das aufsteigende Intervall der Zahlen oder das Trennzeichen zwischen zwei benachbarten Zahlen angeben.

Beispiel: Holen Sie sich eine Reihe von Zahlen

 $ seq 512345$ seq 1 512345$ seq 1 2 5135$ seq -s: 1 2 51:3:5$ seq 1 2 14135791113$ seq -w 1 2 1401030507091113$ seq -s: -w 1 2 1401:03:05:07:09:11:13$ seq -f 0x%g 1 50x10x20x30x40x5

Eine typischere Verwendung

 seq

Erstellen Sie beispielsweise einige Links in einem bestimmten Format und verwenden Sie sie dann

 wget

Laden Sie diese herunter:

 $ für i in `seq -fhttp://thns.tsinghua.edu.cn/thnsebooks/ebook73/%02g.pdf 1 21`;do wget -c $i; done

oder

 $ für i in „seq -w 1 21“;do wget -c http://thns.tsinghua.edu.cn/thnsebooks/ebook73/$i;

Ergänzung: in

 Bash

Version 3 und höher, in

 für

kreisförmig

 In

Dahinter kann man direkt vorbeigehen

 {1..5}

Erzeugen Sie prägnanter Zahlen von 1 bis 5 (beachten Sie, dass zwischen 1 und 5 nur zwei Punkte stehen), zum Beispiel:

 $ for i in {1..5}; do echo -n $i; done1 2 3 4 5

Beispiel: Zählen Sie, wie oft jedes Wort in einer Zeichenfolge vorkommt

Lassen Sie uns zunächst eine Definition eines Wortes geben: eine einzelne oder mehrere aus Buchstaben bestehende Zeichenreihe.

Zählen Sie zunächst, wie oft jedes Wort vorkommt:

 $ wget -c http://tinylab.org$ cat index.html |. sed -es/[^a-zA-Z]/n/g |

Zählen Sie dann die zehn am häufigsten vorkommenden Wörter:

 $ wget -c http://tinylab.org$ cat index.html |. sed -es/[^a-zA-Z]/n/g | -k 1 -r |. head -10 524 a 238 tag 205 href 201 class 193 http 189 org 175 tinylab 174 www 146 div 128 Titel

veranschaulichen:

 cat index.html

: Gibt den Inhalt der Datei index.html aus

 sed -es/[^a-zA-Z]/n/g

: Ersetzen Sie nicht-alphabetische Zeichen durch Leerzeichen und behalten Sie nur alphabetische Zeichen bei

 grep -v ^$

: Leerzeilen entfernen

 Sortieren

: Sortieren

 uniq -c

: Zählen Sie die Anzahl der gleichen Zeilen, dh die Anzahl jedes Wortes

 sortieren -n -k 1 -r

: Laut der ersten Spalte

 -k 1

Nummer

 -N

Umgekehrte Reihenfolge

 -R

Sortieren

 Kopf -10

: Nehmen Sie die ersten zehn Zeilen heraus

Beispiel: Zählen Sie, wie oft ein bestimmtes Wort vorkommt

Zwei Ansätze kommen in Betracht:

Zählen Sie nur die Wörter, die gezählt werden müssen

Verwenden Sie den obigen Algorithmus, um die Anzahl aller Wörter zu zählen, und geben Sie dann die zu zählenden Wörter an den Benutzer zurück

Beide Methoden können jedoch durch die folgende Struktur implementiert werden. Schauen wir uns zunächst Methode eins an:

 #!/bin/bash# statistic_words.shif [ $# -lt 1 ]; then echo Verwendung: Basisname $0 FILE WORDS .... exit -1fiFILE=$1((WORDS_NUM=$#-1))for n in $( seq $WORDS_NUM)do shift cat $FILE | ^$ |. sort |. grep ^$1$ |

veranschaulichen:

 wenn Bedingungsteil

: Erfordert mindestens zwei Parameter, die erste Wortdatei und die nachfolgenden Parameter sind die zu zählenden Wörter.

 DATEI=$1

: Ruft den Dateinamen ab, der die erste Zeichenfolge nach dem Skript ist

 ((WORDS_NUM=$#-1))

: Ermitteln Sie die Anzahl der Wörter, dh die Gesamtzahl der Parameter

 $#

abzüglich des Dateinamenparameters (1)

 für Schleifenteil

: Zuerst passieren

 seq

Erzeugen Sie eine Wortnummernreihe, die gezählt werden muss.

 Schicht

ist eine in Shell integrierte Variable (bitte übergeben).

 Hilfe bei der Umstellung

Holen Sie sich Hilfe) verschiebt die vom Benutzer über die Befehlszeile eingegebenen Parameter der Reihe nach rückwärts und verwendet den aktuellen Parameter als ersten Parameter.

 1 $

, ist so passiert

 1 $

Sie können alle vom Benutzer eingegebenen Wörter durchlaufen (wenn Sie sorgfältig darüber nachdenken, scheint es ein Array-Index zu sein). Sie können darüber nachdenken

 Schicht

Ersetzen Sie den nächsten Satz durch

 echo $1

prüfen

 Schicht

Verwendung

Demo:

 $ chmod +x statistic_words.sh$ ./statistic_words.sh index.html tinylab linux python 175 tinylab 43 linux 3 python

Schauen wir uns Methode zwei an, wir müssen sie nur ändern

 Schicht

Der nächste Satz reicht:

 #!/bin/bash# statistic_words.shif [ $# -lt 1 ]; then echo FEHLER: Sie sollten mindestens 2 Wörter eingeben; echo Verwendung: Basisname $0 FILE WORDS .... exit -1fiFILE=$1((WORDS_NUM= $#-1))für n in $(seq $WORDS_NUM)verschieben Sie cat $FILE | -es/[^a-zA-Z]/n/g  |. grep -v ^$ |

Demo:

 $ ./statistic_words.sh index.html tinylab linux python 175 tinylab 43 linux 3 python

Erläuterung: Offensichtlich ist Methode eins viel effizienter, da sie die Wörter, die gezählt werden müssen, im Voraus findet und sie dann zählt, während letzteres nicht der Fall ist. In der Tat, wenn Sie verwenden

 grep

von

 -E

Option müssen wir keine Schleife einführen, sondern können dies mit einem Befehl tun:

 $ cat index.html |. sed -es/[^a-zA-Z]/n/g |. grep -v ^$ |

oder

 $ cat index.html |. sed -es/[^a-zA-Z]/n/g |. grep -v ^$ |^linux$ |

Beschreibung: Muss beachtet werden

 sed

Befehle können Dateien direkt verarbeiten, ohne sie zu übergeben

 Katze

Die Befehlsausgabe wird dann durch die Pipeline geleitet, wodurch unnötige Pipeline-Vorgänge reduziert werden können, sodass der obige Befehl wie folgt vereinfacht werden kann:

 $ sed -es/[^a-zA-Z]/n/g index.html |. grep -v ^$ |. sort |

Es ist also ersichtlich, dass diese Befehle

 sed

,

 grep

,

 einzigartig

,

 Sortieren

Wie nützlich sie sind, obwohl sie allein nur einfache Funktionen erfüllen, können sie durch bestimmte Kombinationen eine Vielzahl von Dingen erreichen. Übrigens gibt es auch einen sehr nützlichen Befehl zum Zählen von Wörtern.

 wc -w

Sie können es auch bei Bedarf verwenden.

Ergänzung: Es wird auch im Buch „Advanced Bash-Scripting Guide“ erwähnt

 Jot

Befehl und

 Faktor

Da dieser Befehl auf der Maschine nicht verfügbar ist, gibt es keinen Test.

 Faktor

Der Befehl kann alle Primzahlen einer bestimmten Zahl generieren. wie:

 $-Faktor 100100: 2 2 5 5

Zusammenfassung

An diesem Punkt endet die numerische Berechnung des Shell-Programmierbeispiels. In diesem Artikel wird hauptsächlich Folgendes vorgestellt:

Ganzzahloperationen, Gleitkommaoperationen, Zufallszahlengenerierung und Sequenzgenerierung in der Shell-Programmierung

Der Unterschied zwischen den integrierten Shell-Befehlen und den externen Befehlen sowie die Anzeige ihrer Typen und Hilfe

Mehrere Möglichkeiten, Shell-Skripte auszuführen

Mehrere häufig verwendete externe Shell-Befehle:

 sed

,

 awk

,

 grep

,

 einzigartig

,

 Sortieren

Warten

Beispiel: Erhöhung der Zahlen; Ermittlung des durchschnittlichen Monatseinkommens;

 IP

Adresse; zählen Sie die Anzahl der Wörter

Sonstiges: Verwandte Verwendungen wie Befehlslisten, bedingte Tests usw. wurden in den obigen Beispielen behandelt. Bitte lesen Sie sie sorgfältig durch.

Wenn Sie Zeit haben, lesen Sie es bitte durch.

Material

Erweitertes Bash-Scripting-Handbuch

Shell dreizehn Fragen

Zwölf Artikel zu Shell-Grundlagen

SED-Handbuch

AWK-Benutzerhandbuch

Mehrere Shell-Diskussionsforen

LinuxSir.org

ChinaUnix.net

Nachwort

Es hat mehr als 3 Stunden gedauert, bis ich mit dem Schreiben fertig bin. Es ist Zeit, zurück in den Schlafsaal zu gehen und morgen etwas zu schreiben.

Am 31. Oktober wurden einige Formulierungen geändert, ein Beispiel zur Berechnung des durchschnittlichen monatlichen Haushaltseinkommens hinzugefügt, eine Zusammenfassung und Referenzen hinzugefügt und alle Codes angehängt.

Shell-Programmierung ist eine sehr interessante Sache, wenn Sie darüber nachdenken: Das obige Beispiel berechnet das durchschnittliche monatliche Haushaltseinkommen und verwendet es dann

 M$ Excel

Wenn Sie diese Arbeit vergleichen, werden Sie feststellen, dass Ersteres so einfach und problemlos ist und Ihnen ein Gefühl der Benutzerfreundlichkeit vermittelt.