Командная строка Linux

Шоттс Уильям

Таблица 34.4. Битовые операторы

Оператор

Описание

~

Поразрядное отрицание. Изменяет значения всех битов в числе на противоположные

<<

Поразрядный сдвиг влево. Сдвигает все биты в числе на один разряд влево

>>

Поразрядный сдвиг вправо. Сдвигает все биты в числе на один разряд вправо

&

Поразрядная операция И (AND). Выполняет операцию И над всеми битами двух чисел

|

Поразрядная операция ИЛИ (OR). Выполняет операцию ИЛИ над всеми битами двух чисел

^

Поразрядная

операция ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (XOR). Выполняет операцию ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ над всеми битами двух чисел

Обратите внимание, что для всех битовых операторов, кроме поразрядного отрицания, существуют соответствующие операторы присваивания (например, <<=).

Ниже показано, как с использованием оператора поразрядного сдвига влево вывести список степеней 2:

[me@linuxbox ~]$ for ((i=0;i<8;++i)); do echo $((1<<i)); done

1

2

4

8

16

32

64

128

Логические операторы

Как мы узнали в главе 27, составная команда поддерживает разные операторы сравнения. Однако существует еще несколько операторов, которые можно использовать для оценки. Полный список приводится в табл. 34.5.

Таблица 34.5. Операторы сравнения

Оператор

Описание

<=

Меньше или равно

>=

Больше или равно

<

Меньше

>

Больше

==

Равно

!=

Не равно

&&

Логическое И (AND)

||

Логическое ИЛИ (OR)

выражение1?выражение2:выражение3

Тернарный (трехместный) оператор сравнения. Если выражение1 вернет ненулевое значение (арифметическую истину), будет выполнено выражение2, иначе — выражение3

При использовании логических операторов в арифметических выражениях действуют следующие правила: выражение, возвращающее 0, считается ложным, а выражение, возвращающее ненулевое значение, — истинным. Составная команда отображает результаты в обычные для командной оболочки коды завершения:

[me@linuxbox ~]$ if ((1)); then echo "true"; else echo "false"; fi

true

[me@linuxbox ~]$ if ((0)); then echo "true"; else echo "false"; fi

false

Самым странным из логических операторов выглядит тернарный (или трехместный) оператор. Этот оператор (заимствованный из языка программирования C) самостоятельно выполняет логическую проверку. Его можно использовать вместо инструкции if/then/else. Он оперирует тремя арифметическими выражениями (этот оператор не работает со строками), и если первое выражение оценивается как истинное (то есть возвращает ненулевое значение), выполняется второе выражение. Иначе выполняется третье выражение. Опробуем его в командной строке.

[me@linuxbox ~]$ a=0

[me@linuxbox ~]$ ((a<1?++a:--a))

[me@linuxbox ~]$ echo $a

1

[me@linuxbox ~]$ ((a<1?++a:--a))

[me@linuxbox ~]$ echo $a

0

Этот пример реализует переключение значения переменной. Каждый раз, когда выполняется оператор, значение переменной a переключается с 0 на 1 или обратно.

Обратите

внимание, что прямое присваивание в этом операторе считается недопустимой операцией. Если попытаться выполнить присваивание, bash сообщит об ошибке:

[me@linuxbox ~]$ a=0

[me@linuxbox ~]$ ((a<1?a+=1:a-=1))

bash: ((: a<1?a+=1:a-=1: attempted assignment to non-variable (error token is "-=1")

Эту проблему можно решить, заключив выражения присваивания в круглые скобки:

[me@linuxbox ~]$ ((a<1?(a+=1):(a-=1)))

Далее приводится более полный пример использования арифметических операторов в сценарии, который выводит простую таблицу чисел:

#!/bin/bash

# arith-loop: сценарий для демонстрации арифметических операторов

finished=0

a=0

printf "a\ta**2\ta**3\n"

printf "=\t====\t====\n"

until ((finished)); do

b=$((a**2))

c=$((a**3))

printf "%d\t%d\t%d\n" $a $b $c

((a<10?++a:(finished=1)))

done

В этом сценарии мы реализовали цикл until, проверяющий значение переменной finished. Первоначально переменной присвоено значение 0 (арифметическая ложь). Цикл продолжается, пока эта переменная не получит ненулевое значение. Внутри цикла вычисляются квадрат и куб переменной-счетчика a. В конце цикла выполняется проверка значения этой переменной. Если оно меньше 10 (максимальное число итераций), она увеличивается на 1, иначе переменной finished присваивается значение 1, что превращает ее в арифметическую истину, и цикл завершается. Запустив сценарий, вы получите следующий результат:

[me@linuxbox ~]$ arith-loop

a a**2 a**3

= ==== ====

0 0 0

1 1 1

2 4 8

3 9 27

4 16 64

5 25 125

6 36 216

7 49 343

8 64 512

9 81 729

10 100 1000

bc — язык калькулятора для вычислений с произвольной точностью

Мы уже знаем, что командная оболочка поддерживает все виды арифметических вычислений с целыми числами, но как быть, если понадобится реализовать какие-нибудь вычисления из высшей математики или хотя бы просто задействовать вещественные числа? Ответ: никак. По крайней мере, средствами командной оболочки. Для подобных вычислений придется использовать внешнюю программу. Существует множество вариантов решения этой проблемы. Одно из них — использовать программы на встроенном Perl или AWK, но, к сожалению, описание этих языков выходит далеко за рамки данной книги.

Другое решение — использовать специализированную программу-калькулятор. В большинстве систем Linux имеется одна из таких программ — программа с именем bc.

Программа bc читает файл с исходным кодом на собственном языке, напоминающем язык C, и выполняет его. Сценарий на языке bc можно хранить в отдельном файле или передавать его на стандартный ввод программы. Язык bc поддерживает массу возможностей, включая переменные, циклы и функции, определяемые программистом. Мы не будем рассматривать программу bc во всех подробностях, а познакомимся лишь с некоторыми ее возможностями, чтобы вы могли получить общее представление. Неплохое описание программы bc можно найти на странице справочного руководства (man).