### 导读

数值计算并非 zsh 的强项，但应付一些简单的场景还是没问题的。并且 zsh 提供一个数值计算库，里边有一些比较常用的数学函数。

### 整数和浮点数类型

Zsh 中通常不用指定变量类型，但也可以指定。对数值计算来说，区分整数和浮点数是很重要的，不指定变量类型会带来不方便。

```zsh
# 整数
% integer i=123
# (t) 用于输出变量类型
% echo ${(t)i}
integer

# 浮点数
% float f=123.456
% echo ${(t)f}
float

# 注意一旦指定了变量类型，类型就不会变了，除非再重新指定其他类型，或者用 unset 删除掉
# 如果把浮点数赋值给整数变量，会取整
% i=12.34
% echo $i
12
% a=-12.34
% echo $a
-12

# 整数是 64 位的带符号整数（在 32 位系统下也是）
% echo $((-2 ** 63)) $((2 ** 63 - 1))
-9223372036854775808 9223372036854775807

# 浮点数是 64 位带符号浮点数（在 32 位系统下也是）
% echo $((-1.79e-308)) $((1.79e308))
-1.79e-308 1.79e+308
```

### 运算符

数值计算主要是在 `(( ))` 或者 `$(( ))` 中进行的，在 `$[ ]` 或者 `$var[ ]`（可用于数组索引的计算）中也能进行一部分，这里统一使用小括号。

```zsh
% integer i=123
% float f=123.456

# $(( )) 会计算后返回数值
% echo $((i*f))
15185.088

# (( )) 用于判断数值比较的结果
% ((i < f && i + 1 > f)) && echo good

# 在 (( )) 中也可以给变量赋值
# (( )) 中的语法类似 c 语言，变量名前不需要 $，等号两边可以有空格
% float result
% ((result = i / f))
% echo $result
9.963063764e-01
```

运算符列表：

| 运算符                                                                     | 功能                           | 样例                            |
| -------------------------------------------------------------------------- | ------------------------------ | ------------------------------- |
| `+` `-` `*` `/`                                                            | 四则运算                       | 1 + 2 \* 3 / 4                  |
| `**`                                                                       | 乘方                           | 3 \*\* 3.5                      |
| `%`                                                                        | 取余                           | 5 % 3                           |
| `++` `--`                                                                  | 自增、自减                     | i++（返回 i） ++i（返回 i + 1） |
| `&` \| `^`                                                                 | 按位与、按位或、按位异或       | 11 & 13                         |
| `~`                                                                        | 按位取反                       | ~15                             |
| `<<` `>>`                                                                  | 按位左移、按位右移             | 1 << 3                          |
| `<` `<=` `>` `>=`                                                          | 大小比较                       | 2 <= 4                          |
| `==` `!=`                                                                  | 相等比较                       | 2 != 4                          |
| `&&` \|\|                                                                  | 逻辑与、逻辑或                 | 2 <= 4 && 1 != 3 \|\| 5 > 0     |
| `!`                                                                        | 逻辑非                         | ! 1 > 2                         |
| `^^`                                                                       | 逻辑异或（两个中只有一个为真） | 1 > 0 ^^ 1 < 0                  |
| `=`                                                                        | 赋值                           | i = 10                          |
| `+=` `-=` `*=` `/=` `%=` `**=` `&=` `^=` \|= `<<=` `>>=` `&&=` `^^=` \|\|= | 复合赋值                       | i += 10                         |
| `( )`                                                                      | 调整优先级                     | (1 + 2 ) \* 3                   |
| `? :`                                                                      | 三元运算符                     | 1 > 2 ? 100 : 200               |
| `,`                                                                        | 逗号运算符（只返回后者）       | 40, 20 == 20                    |

运算符的优先级和其他编程语言的差不多，不列出了，如果不确定可以加小括号。这部分内容和 c、java、javascript 等语言基本一致。

### 数学函数

Zsh 包含了一个数学模块，如果需要使用数学函数，需要先加载 `zsh/mathfunc` 模块。

```zsh
% zmodload -i zsh/mathfunc

% echo $((sin(0) + ceil(14.4)))
15.0
```

函数列表：

| 函数名   | 功能         |
| -------- | ------------ |
| `abs`    | 求绝对值     |
| `ceil`   | 向上取整     |
| `floor`  | 向下取整     |
| `int`    | 截断取整     |
| `float`  | 转换成浮点数 |
| `sqrt`   | 开平方       |
| `cbrt`   | 开立方       |
| `log`    | 自然对数     |
| `log10`  | 常用对数     |
| `rand48` | 随机数       |

更多函数：

`acos`、`acosh`、`asin`、`asinh`、`atan`、`atanh`、`cos`、`cosh`、`erf`、`erfc`、`exp`、 `expm1`、`fabs`、`gamma`、`j0`、`j1`、`lgamma`、`log1p`、`logb`、`sin`、`sinh`、`tan`、 `tanh`、`y0`、`y1`、`ilogb`、`signgam`、`copysign`、`fmod`、`hypot`、`nextafter`、`jn`、 `yn`、`ldexp`、`scalb`

### 参考

http://www.bash2zsh.com/zsh_refcard/refcard.pdf