Arithmetische Substitutionen

Arithmetische Substitution

• Die arithmetische Substitution ermöglicht es, Rechenoperationen direkt in der Shell auszuführen.
• Die Shell wertet dabei arithmetische Ausdrücke aus und ersetzt sie durch das Ergebnis.
• Im Gegensatz zu expr erfolgt die Berechnung intern, ohne ein separates Programm aufzurufen.
• Das Ergebnis kann ausgegeben, in Variablen gespeichert oder in andere Kommandos eingebettet werden.

Syntax

• Die arithmetische Substitution wird mit $((...)) geschrieben.
• Innerhalb der doppelten Klammern können ganzzahlige Ausdrücke mit Operatoren wie +, -, *, / und % verwendet werden.

Beispiel

• echo $((3 + 5))

8  

Verwendung mit Variablen

• Variablen können direkt innerhalb der arithmetischen Substitution verwendet werden.
• Das Dollarzeichen vor dem Variablennamen ist dabei optional.

Beispiele

• A=7
• B=4
• echo $((A + B))

11  

• ERGEBNIS=$((A * B))
• echo $ERGEBNIS

28  

Komplexe Ausdrücke

• Mehrere Operationen können kombiniert werden.
• Klammern dienen zur Steuerung der Reihenfolge.

Beispiele

• echo $(((10 + 2) * 3))

36  

• ZAHL=20
• echo $((ZAHL / 4 + 6))

11  

Vergleich mit expr

• expr benötigt Leerzeichen zwischen den Operanden und ruft ein externes Programm auf.
• Die arithmetische Substitution wird direkt von der Shell interpretiert.

Beispiele

• expr 7 + 5

12  

• echo $((7 + 5))

12  

Weitere Operatoren

• Es stehen die üblichen C-ähnlichen Operatoren zur Verfügung:
  • + Addition
  • - Subtraktion
  • * Multiplikation
  • / Division (Ganzzahlergebnis)
  • % Modulo
  • ** Potenz (ab Bash 4)
  • ++ Inkrement
  • -- Dekrement

Beispiele

• A=5
• echo $((A++))

5  

• echo $A

6  

• echo $((A**2))

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Hinweise

• Divisionen werden als Ganzzahl berechnet (keine Nachkommastellen).
• Ergebnisse von arithmetischen Substitutionen können direkt in Befehlen verwendet werden.
• Die Syntax $((...)) wird auch in Bedingungen oder Schleifen eingesetzt (z. B. while oder for).
• Die arithmetische Substitution ist eine Sonderform der Befehlssubstitution, bei der statt eines Kommandos ein arithmetischer Ausdruck ausgewertet wird.
• Die Befehlssubstitution wird später im Detail behandelt.

Aufgaben

Grundlagen

• Führen Sie einfache Berechnungen mit arithmetischer Substitution durch.
• Verwenden Sie dazu die Syntax $((...)).

Beispiele

• echo $((5 + 8))
• echo $((12 - 4))
• echo $((6 * 3))
• echo $((15 / 2))
• echo $((15 % 4))

Arbeiten mit Variablen

• Legen Sie zwei Variablen A und B mit beliebigen Zahlenwerten an.
• Berechnen Sie deren Summe, Differenz, Produkt und Quotient mit arithmetischer Substitution.
• Speichern Sie das Ergebnis einer Berechnung in einer neuen Variablen ERG und geben Sie es aus.

Erweiterte Operationen

• Erhöhen Sie eine Variable mit dem Inkrementoperator um eins und geben Sie das Ergebnis aus.
• Verringern Sie die Variable anschließend mit dem Dekrementoperator um eins.
• Berechnen Sie das Quadrat einer Zahl mit dem Potenzoperator **.
• Verwenden Sie einen kombinierten Ausdruck wie $(( (A + B) * 2 )).

Anwendung in Skripten

• Erstellen Sie ein Skript arithmetik.sh mit folgendem Inhalt:

#!/bin/bash
A=5
B=3
ERG=$(( (A + B) * 2 ))
echo "Das Ergebnis beträgt: $ERG"

• Machen Sie das Skript ausführbar und führen Sie es aus.
• Ändern Sie die Werte von A und B und beobachten Sie die Ergebnisse.