### 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。

```
# 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。

```
% 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。

```
% 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