Arithmetische Operationen in der Shell

Einführung

In diesem Lab lernen Sie, wie Sie grundlegende arithmetische Operationen in der Shell-Programmierung ausführen. Sie erstellen ein einfaches Skript, um die Gesamtkosten eines Obstkorbes zu berechnen, und demonstrieren dabei die Verwendung von Variablen und arithmetischen Ausdrücken in Bash. Dieses Lab ist für Anfänger konzipiert, daher werden wir jeden Schritt ausführlich erklären.

Erstellen eines neuen Bash-Skripts

Beginnen wir damit, eine neue Bash-Skriptdatei zu erstellen.

1. Öffnen Sie Ihr Terminal in der WebIDE. Sie sollten eine Eingabeaufforderung sehen, die in etwa so aussehen könnte: labex@ubuntu:~/project$.

2. Wir werden unser Skript im Verzeichnis project erstellen. Standardmäßig befinden Sie sich bereits in diesem Verzeichnis, aber lassen Sie uns dies mit dem Befehl cd sicherstellen:

   cd ~/project

   Dieser Befehl wechselt das aktuelle Verzeichnis zu /home/labex/project.

3. Jetzt erstellen wir eine neue Datei mit dem Namen fruit_basket.sh. Wir verwenden dazu den Befehl touch, der eine leere Datei erstellt:

   touch fruit_basket.sh

4. Öffnen Sie die Datei fruit_basket.sh im WebIDE-Editor. Sie können dies tun, indem Sie auf den Dateinamen im Dateiexplorer auf der linken Seite der WebIDE klicken.

5. Jedes Bash-Skript sollte mit einer "Shebang"-Zeile beginnen. Diese Zeile teilt dem System mit, welcher Interpreter zum Ausführen des Skripts verwendet werden soll. Fügen Sie die folgende Zeile am Anfang der Datei hinzu:

   #!/bin/bash

   Diese Zeile gibt an, dass das Skript mit dem Bash-Interpreter ausgeführt werden soll.

Definieren von Variablen für die Kosten der Früchte

Jetzt, da wir unsere Skriptdatei haben, definieren wir einige Variablen, um die Kosten verschiedener Früchte und des Korbs zu speichern.

Fügen Sie die folgenden Zeilen in Ihre fruit_basket.sh-Datei ein:

#!/bin/bash

## Define costs
COST_PINEAPPLE=50
COST_BANANA=4
COST_WATERMELON=23
COST_BASKET=1

Lassen Sie uns dies analysieren:

• In Bash müssen wir Variablen nicht deklarieren, bevor wir sie verwenden. Wir weisen einfach einem Variablennamen einen Wert zu.
• Variablennamen sind case-sensitive (groß- und kleinschreibungsabhängig). Nach Konvention verwenden wir oft Großbuchstaben für Konstanten (Werte, die sich nicht ändern).
• Es sollten keine Leerzeichen um das =-Zeichen sein, wenn Sie Werte zuweisen.
• Diese Werte stellen die Kosten in Cent dar. Beispielsweise bedeutet COST_PINEAPPLE=50, dass eine Ananas 50 Cent kostet.
• Wir müssen keinen Datentyp angeben. Bash behandelt diese standardmäßig als Strings, aber wird sie als Zahlen behandeln, wenn wir arithmetische Operationen ausführen.

Berechnung der Gesamtkosten

Jetzt, da wir die Kosten definiert haben, berechnen wir die Gesamtkosten eines Obstkorbs, der 1 Ananas, 2 Bananen und 3 Wassermelonen enthält.

Fügen Sie die folgende Zeile in Ihre fruit_basket.sh-Datei ein:

#!/bin/bash

## Define costs
COST_PINEAPPLE=50
COST_BANANA=4
COST_WATERMELON=23
COST_BASKET=1

## Calculate total cost
TOTAL=$((COST_PINEAPPLE + (COST_BANANA * 2) + (COST_WATERMELON * 3) + COST_BASKET))

Lassen Sie uns diese neue Zeile untersuchen:

• $(( )) ist die Syntax von Bash für arithmetische Operationen. Alles innerhalb dieser doppelten Klammern wird als arithmetischer Ausdruck behandelt.
• Innerhalb des arithmetischen Ausdrucks müssen wir kein $ vor Variablennamen verwenden.
• Wir führen mehrere Operationen aus:
  • COST_PINEAPPLE: Die Kosten für 1 Ananas
  • (COST_BANANA * 2): Die Kosten für 2 Bananen
  • (COST_WATERMELON * 3): Die Kosten für 3 Wassermelonen
  • COST_BASKET: Die Kosten für den Korb selbst
• Diese Werte werden alle addiert, und das Ergebnis wird in der Variablen TOTAL gespeichert.

Hinweis: Bash behandelt nur Ganzzahlarithmetik. Wenn wir mit Dollar und Cent rechnen würden, müssten wir ein Tool wie bc für Fließkommaarithmetik verwenden.

Anzeigen der Gesamtkosten

Um das Ergebnis unserer Berechnung zu sehen, müssen wir die Gesamtkosten ausgeben. Fügen Sie die folgende Zeile in Ihre fruit_basket.sh-Datei ein:

#!/bin/bash

## Define costs
COST_PINEAPPLE=50
COST_BANANA=4
COST_WATERMELON=23
COST_BASKET=1

## Calculate total cost
TOTAL=$((COST_PINEAPPLE + (COST_BANANA * 2) + (COST_WATERMELON * 3) + COST_BASKET))

## Display the total cost
echo "Total Cost is $TOTAL cents"

Lassen Sie uns diese neue Zeile analysieren:

• echo ist ein Befehl, der Text in das Terminal ausgibt.
• Der Text in Anführungszeichen wird so ausgegeben, wie er ist, mit Ausnahme des Teils $TOTAL.
• Wenn ein Variablenname in einem String mit $ eingeleitet wird, ersetzt Bash ihn durch den Wert der Variablen. Dies wird als Variablenexpansion (variable expansion) bezeichnet.
• Wenn also TOTAL 128 ist, lautet die Ausgabe "Total Cost is 128 cents".

Das Skript ausführbar machen und ausführen

Jetzt, da unser Skript fertig ist, müssen wir es ausführbar machen und dann ausführen.

1. Machen Sie im Terminal das Skript mit dem Befehl chmod ausführbar:

   chmod +x ~/project/fruit_basket.sh

   Dieser Befehl ändert die Zugriffsrechte der Datei und gibt dem Benutzer die Ausführungsberechtigung (x).

2. Jetzt führen wir das Skript aus:

   ~/project/fruit_basket.sh

   Dieser Befehl teilt Bash mit, unser Skript auszuführen. Der Teil ~/project/ gibt den Pfad zu unserem Skript an.

Sie sollten eine Ausgabe ähnlich der folgenden sehen:

Total Cost is 128 cents

Diese Ausgabe zeigt, dass die Gesamtkosten unseres Obstkorbs (1 Ananas, 2 Bananen, 3 Wassermelonen und der Korb selbst) 128 Cent betragen.

Zusammenfassung

In diesem Lab haben Sie gelernt, wie Sie arithmetische Operationen mit grundlegenden Operatoren in der Shell-Programmierung ausführen. Sie haben ein Bash-Skript erstellt, das die Gesamtkosten eines Obstkorbs berechnet, indem Sie Variablen für die einzelnen Kosten definieren und arithmetische Ausdrücke verwenden, um die Summe zu berechnen. Sie haben auch gelernt, wie Sie ein Skript ausführbar machen und es von der Kommandozeile aus ausführen.

Wichtige Punkte, die Sie sich merken sollten:

1. Bash-Skripte beginnen mit einer Shebang-Zeile (#!/bin/bash).
2. Variablen in Bash werden zugewiesen, ohne Leerzeichen um das =-Zeichen.
3. Arithmetische Operationen in Bash werden innerhalb von $(( )) durchgeführt.
4. Der Befehl echo wird verwendet, um Ausgaben zu drucken.
5. Skripte müssen mit chmod +x ausführbar gemacht werden, bevor sie ausgeführt werden können.

Diese Fähigkeiten bilden die Grundlage für komplexere Shell-Skripting-Aufgaben und können in verschiedenen Szenarien angewendet werden, in denen Sie Berechnungen in Ihren Skripten durchführen müssen.