|
級(jí)別： 中級(jí)
Ian Shields (ishields@us.ibm.com), 高級(jí)程序員, IBM
2007 年 3 月 16 日
您是否為 Bash shell 中大量的測(cè)試和比較選項(xiàng)而困惑呢？這個(gè)技巧可以幫助您解密不同類(lèi)型的文件、算術(shù)和字符串測(cè)試，這樣您就能夠知道什么時(shí)候使用 test、 [ ]、 [[ ]]、 (( )) 或 if-then-else 了。
Bash shell 在當(dāng)今的許多 Linux® 和 UNIX® 系統(tǒng)上都可使用，是 Linux 上常見(jiàn)的默認(rèn) shell。Bash 包含強(qiáng)大的編程功能，其中包括豐富的可測(cè)試文件類(lèi)型和屬性的函數(shù)，以及在多數(shù)編程語(yǔ)言中可以使用的算術(shù)和字符串比較函數(shù)。理解不同的測(cè)試并認(rèn)識(shí)到 shell 還能把一些操作符解釋成 shell 元字符，是成為高級(jí) shell 用戶(hù)的重要一步。這篇文章摘自 developerWorks 教程 LPI exam 102 prep: Shells, scripting, programming, and compiling，介紹了如何理解和使用 Bash shell 的測(cè)試和比較操作。
這個(gè)技巧解釋了 shell 測(cè)試和比較函數(shù)，演示了如何向 shell 添加編程功能。您可能已經(jīng)看到過(guò)使用 && 和 || 操作符的簡(jiǎn)單 shell 邏輯，它允許您根據(jù)前一條命令的退出狀態(tài)（正確退出或伴隨錯(cuò)誤退出）而執(zhí)行后一條命令。在這個(gè)技巧中，將看到如何把這些基本的技術(shù)擴(kuò)展成更復(fù)雜的 shell 編程。
測(cè)試
在任何一種編程語(yǔ)言中，學(xué)習(xí)了如何給變量分配值和傳遞參數(shù)之后，都需要測(cè)試這些值和參數(shù)。在 shell 中，測(cè)試會(huì)設(shè)置返回的狀態(tài)，這與其他命令執(zhí)行的功能相同。實(shí)際上，test 是個(gè)內(nèi)置命令！
test 和 [
內(nèi)置命令 test 根據(jù)表達(dá)式expr 求值的結(jié)果返回 0（真）或 1（假）。也可以使用方括號(hào)：test expr 和 [ expr ] 是等價(jià)的。 可以用 $? 檢查返回值；可以使用 && 和 || 操作返回值；也可以用本技巧后面介紹的各種條件結(jié)構(gòu)測(cè)試返回值。
清單 1. 一些簡(jiǎn)單測(cè)試
[ian@pinguino ~]$ test 3 -gt 4 && echo True || echo false
false
[ian@pinguino ~]$ [ "abc" != "def" ];echo $?
0
[ian@pinguino ~]$ test -d "$HOME" ;echo $?
0
|
在清單 1 的第一個(gè)示例中，-gt 操作符對(duì)兩個(gè)字符值之間執(zhí)行算術(shù)比較。在第二個(gè)示例中，用 [ ] 的形式比較兩個(gè)字符串不相等。在最后一個(gè)示例中，測(cè)試 HOME 變量的值，用單目操作符 -d 檢查它是不是目錄。
可以用 -eq、 -ne、-lt、 -le、 -gt 或 -ge 比較算術(shù)值，它們分別表示等于、不等于、小于、小于等于、大于、大于等于。
可以分別用操作符 =、 !=、< 和 > 比較字符串是否相等、不相等或者第一個(gè)字符串的排序在第二個(gè)字符串的前面或后面。單目操作符 -z 測(cè)試 null 字符串，如果字符串非空 -n 返回 True（或者根本沒(méi)有操作符）。
說(shuō)明：shell 也用 < 和 > 操作符進(jìn)行重定向，所以必須用 \< 或 \> 加以轉(zhuǎn)義。清單 2 顯示了字符串測(cè)試的更多示例。檢查它們是否如您預(yù)期的一樣。
清單 2. 一些字符串測(cè)試
[ian@pinguino ~]$ test "abc" = "def" ;echo $?
1
[ian@pinguino ~]$ [ "abc" != "def" ];echo $?
0
[ian@pinguino ~]$ [ "abc" \< "def" ];echo $?
0
[ian@pinguino ~]$ [ "abc" \> "def" ];echo $?
1
[ian@pinguino ~]$ [ "abc" \<"abc" ];echo $?
1
[ian@pinguino ~]$ [ "abc" \> "abc" ];echo $?
1
|
表 1 顯示了一些更常見(jiàn)的文件測(cè)試。如果被測(cè)試的文件存在，而且有指定的特征，則結(jié)果為 True。
表 1. 一些常見(jiàn)的文件測(cè)試
| 操作符 |
特征 |
| -d |
目錄 |
| -e |
存在（也可以用 -a） |
| -f |
普通文件 |
| -h |
符號(hào)連接（也可以用 -L） |
| -p |
命名管道 |
| -r |
可讀 |
| -s |
非空 |
| -S |
套接字 |
| -w |
可寫(xiě) |
| -N |
從上次讀取之后已經(jīng)做過(guò)修改 |
除了上面的單目測(cè)試，還可以使用表 2 所示的雙目操作符比較兩個(gè)文件：
表 2. 測(cè)試一對(duì)文件
| 操作符 |
為 True 的情況 |
| -nt |
測(cè)試 file1 是否比 file2 更新。修改日期將用于這次和下次比較。 |
| -ot |
測(cè)試 file1 是否比 file2 舊。 |
| -ef |
測(cè)試 file1 是不是 file2 的硬鏈接。 |
其他一些測(cè)試可以用來(lái)測(cè)試文件許可之類(lèi)的內(nèi)容。請(qǐng)參閱 bash 手冊(cè)獲得更多細(xì)節(jié)或使用 help test 查看內(nèi)置測(cè)試的簡(jiǎn)要信息。也可以用 help 命令了解其他內(nèi)置命令。
-o 操作符允許測(cè)試?yán)?set -o 選項(xiàng) 設(shè)置的各種 shell 選項(xiàng)，如果設(shè)置了該選項(xiàng)，則返回 True (0)，否則返回 False (1)，如清單 3 所示。
清單 3. 測(cè)試 shell 選項(xiàng)
[ian@pinguino ~]$ set +o nounset
[ian@pinguino ~]$ [ -o nounset ];echo $?
1
[ian@pinguino ~]$ set -u
[ian@pinguino ~]$ test -o nounset; echo $?
0
|
最后，-a 和 -o 選項(xiàng)允許使用邏輯運(yùn)算符 AND 和 OR 將表達(dá)式組合在一起。單目操作符 ! 可以使測(cè)試的意義相反。可以用括號(hào)把表達(dá)式分組，覆蓋默認(rèn)的優(yōu)先級(jí)。請(qǐng)記住 shell 通常要在子 shell 中運(yùn)行括號(hào)中的表達(dá)式，所以需要用 \( 和 \) 轉(zhuǎn)義括號(hào)，或者把這些操作符括在單引號(hào)或雙引號(hào)內(nèi)。清單 4 演示了摩根法則在表達(dá)式上的應(yīng)用。
清單 4. 組合和分組測(cè)試
[ian@pinguino ~]$ test "a" != "$HOME" -a 3 -ge 4 ; echo $?
1
[ian@pinguino ~]$ [ ! \( "a" = "$HOME" -o 3 -lt 4 \) ]; echo $?
1
[ian@pinguino ~]$ [ ! \( "a" = "$HOME" -o '(' 3 -lt 4 ')' ")" ]; echo $?
1
|
(( 和 [[
test 命令非常強(qiáng)大，但是很難滿(mǎn)足其轉(zhuǎn)義需求以及字符串和算術(shù)比較之間的區(qū)別。幸運(yùn)的是，bash 提供了其他兩種測(cè)試方式，這兩種方式對(duì)熟悉 C、C++ 或 Java® 語(yǔ)法的人來(lái)說(shuō)會(huì)更自然些。
(( )) 復(fù)合命令 計(jì)算算術(shù)表達(dá)式，如果表達(dá)式求值為 0，則設(shè)置退出狀態(tài)為 1；如果求值為非 0 值，則設(shè)置為 0。不需要對(duì) (( 和 )) 之間的操作符轉(zhuǎn)義。算術(shù)只對(duì)整數(shù)進(jìn)行。除 0 會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤，但不會(huì)產(chǎn)生溢出。可以執(zhí)行 C 語(yǔ)言中常見(jiàn)的算術(shù)、邏輯和位操作。 let 命令也能執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)算術(shù)表達(dá)式。它通常用來(lái)為算術(shù)變量分配值。
清單 5. 分配和測(cè)試算術(shù)表達(dá)式
[ian@pinguino ~]$ let x=2 y=2**3 z=y*3;echo $? $x $y $z
0 2 8 24
[ian@pinguino ~]$ (( w=(y/x) + ( (~ ++x) & 0x0f ) )); echo $? $x $y $w
0 3 8 16
[ian@pinguino ~]$ (( w=(y/x) + ( (~ ++x) & 0x0f ) )); echo $? $x $y $w
0 4 8 13
|
同使用 (( )) 一樣，利用復(fù)合命令 [[ ]] 可以對(duì)文件名和字符串使用更自然的語(yǔ)法。可以用括號(hào)和邏輯操作符把 test 命令支持的測(cè)試組合起來(lái)。
清單 6. 使用 [[ 復(fù)合命令
[ian@pinguino ~]$ [[ ( -d "$HOME" ) && ( -w "$HOME" ) ]] &&
> echo "home is a writable directory"
home is a writable directory
|
在使用 = 或 != 操作符時(shí)，復(fù)合命令 [[ 還能在字符串上進(jìn)行模式匹配。匹配的方式就像清單 7 所示的通配符匹配。
清單 7. 用 [[ 進(jìn)行通配符測(cè)試
[ian@pinguino ~]$ [[ "abc def .d,x--" == a[abc]*\ ?d* ]]; echo $?
0
[ian@pinguino ~]$ [[ "abc def c" == a[abc]*\ ?d* ]]; echo $?
1
[ian@pinguino ~]$ [[ "abc def d,x" == a[abc]*\ ?d* ]]; echo $?
1
|
甚至還可以在 [[ 復(fù)合命令內(nèi)執(zhí)行算術(shù)測(cè)試，但是千萬(wàn)要小心。除非在 (( 復(fù)合命令內(nèi)，否則 < 和 > 操作符會(huì)把操作數(shù)當(dāng)成字符串比較并在當(dāng)前排序序列中測(cè)試它們的順序。清單 8 用一些示例演示了這一點(diǎn)。
清單 8. 用 [[ 包含算術(shù)測(cè)試
[ian@pinguino ~]$ [[ "abc def d,x" == a[abc]*\ ?d* || (( 3 > 2 )) ]]; echo $?
0
[ian@pinguino ~]$ [[ "abc def d,x" == a[abc]*\ ?d* || 3 -gt 2 ]]; echo $?
0
[ian@pinguino ~]$ [[ "abc def d,x" == a[abc]*\ ?d* || 3 > 2 ]]; echo $?
0
[ian@pinguino ~]$ [[ "abc def d,x" == a[abc]*\ ?d* || a > 2 ]]; echo $?
0
[ian@pinguino ~]$ [[ "abc def d,x" == a[abc]*\ ?d* || a -gt 2 ]]; echo $?
-bash: a: unbound variable
|
條件測(cè)試
雖然使用以上的測(cè)試和 &&、 || 控制操作符能實(shí)現(xiàn)許多編程，但 bash 還包含了更熟悉的 “if, then, else” 和 case 結(jié)構(gòu)。學(xué)習(xí)完這些之后，將學(xué)習(xí)循環(huán)結(jié)構(gòu)，這樣您的工具箱將真正得到擴(kuò)展。
If、then、else 語(yǔ)句
bash 的 if 命令是個(gè)復(fù)合命令，它測(cè)試一個(gè)測(cè)試或命令（$?）的返回值，并根據(jù)返回值為 True（0）或 False（不為 0）進(jìn)行分支。雖然上面的測(cè)試只返回 0 或 1 值，但命令可能返回其他值。請(qǐng)參閱 LPI exam 102 prep: Shells, scripting, programming, and compiling 教程學(xué)習(xí)這方面的更多內(nèi)容。
Bash 中的 if 命令有一個(gè) then 子句，子句中包含測(cè)試或命令返回 0 時(shí)要執(zhí)行的命令列表，可以有一個(gè)或多個(gè)可選的 elif 子句，每個(gè)子句可執(zhí)行附加的測(cè)試和一個(gè) then 子句，子句中又帶有相關(guān)的命令列表，最后是可選的 else 子句及命令列表，在前面的測(cè)試或 elif 子句中的所有測(cè)試都不為真的時(shí)候執(zhí)行，最后使用 fi 標(biāo)記表示該結(jié)構(gòu)結(jié)束。
使用迄今為止學(xué)到的東西，現(xiàn)在能夠構(gòu)建簡(jiǎn)單的計(jì)算器來(lái)計(jì)算算術(shù)表達(dá)式，如清單 9 所示：
清單 9. 用 if、then、else 計(jì)算表達(dá)式
[ian@pinguino ~]$ function mycalc ()
> {
> local x
> if [ $# -lt 1 ]; then
> echo "This function evaluates arithmetic for you if you give it some"
> elif (( $* )); then
> let x="$*"
> echo "$* = $x"
> else
> echo "$* = 0 or is not an arithmetic expression"
> fi
> }
[ian@pinguino ~]$ mycalc 3 + 4
3 + 4 = 7
[ian@pinguino ~]$ mycalc 3 + 4**3
3 + 4**3 = 67
[ian@pinguino ~]$ mycalc 3 + (4**3 /2)
-bash: syntax error near unexpected token `('
[ian@pinguino ~]$ mycalc 3 + "(4**3 /2)"
3 + (4**3 /2) = 35
[ian@pinguino ~]$ mycalc xyz
xyz = 0 or is not an arithmetic expression
[ian@pinguino ~]$ mycalc xyz + 3 + "(4**3 /2)" + abc
xyz + 3 + (4**3 /2) + abc = 35
|
這個(gè)計(jì)算器利用 local 語(yǔ)句將 x 聲明為局部變量，只能在 mycalc 函數(shù)的范圍內(nèi)使用。let 函數(shù)具有幾個(gè)可用的選項(xiàng)，可以執(zhí)行與它密切關(guān)聯(lián)的 declare 函數(shù)。請(qǐng)參考 bash 手冊(cè)或使用 help let 獲得更多信息。
如清單 9 所示，需要確保在表達(dá)式使用 shell 元字符 —— 例如(、)、*、> 和 < 時(shí) —— 正確地對(duì)表達(dá)式轉(zhuǎn)義。無(wú)論如何，現(xiàn)在有了一個(gè)非常方便的小計(jì)算器，可以像 shell 那樣進(jìn)行算術(shù)計(jì)算。
在清單 9 中可能注意到 else 子句和最后的兩個(gè)示例。可以看到，把 xyz 傳遞給 mycalc 并沒(méi)有錯(cuò)誤，但計(jì)算結(jié)果為 0。這個(gè)函數(shù)還不夠靈巧，不能區(qū)分最后使用的示例中的字符值，所以不能警告用戶(hù)。可以使用字符串模式匹配測(cè)試（例如
[[ ! ("$*" == *[a-zA-Z]* ]]
，或使用適合自己范圍的形式）消除包含字母表字符的表達(dá)式，但是這會(huì)妨礙在輸入中使用 16 進(jìn)制標(biāo)記，因?yàn)槭褂?16 進(jìn)制標(biāo)記時(shí)可能要用 0x0f 表示 15。實(shí)際上，shell 允許的基數(shù)最高為 64（使用 base#value 標(biāo)記），所以可以在輸入中加入 _ 和 @ 合法地使用任何字母表字符。8 進(jìn)制和 16 進(jìn)制使用常用的標(biāo)記方式，開(kāi)頭為 0 表示八進(jìn)制，開(kāi)頭為 0x 或 0X 表示 16 進(jìn)制。清單 10 顯示了一些示例。
清單 10. 用不同的基數(shù)進(jìn)行計(jì)算
[ian@pinguino ~]$ mycalc 015
015 = 13
[ian@pinguino ~]$ mycalc 0xff
0xff = 255
[ian@pinguino ~]$ mycalc 29#37
29#37 = 94
[ian@pinguino ~]$ mycalc 64#1az
64#1az = 4771
[ian@pinguino ~]$ mycalc 64#1azA
64#1azA = 305380
[ian@pinguino ~]$ mycalc 64#1azA_@
64#1azA_@ = 1250840574
[ian@pinguino ~]$ mycalc 64#1az*64**3 + 64#A_@
64#1az*64**3 + 64#A_@ = 1250840574
|
對(duì)輸入進(jìn)行的額外處理超出了本技巧的范圍，所以請(qǐng)小心使用這個(gè)計(jì)算器。
elif 語(yǔ)句非常方便。它允許簡(jiǎn)化縮進(jìn)，從而有助于腳本編寫(xiě)。在清單 11 中可能會(huì)對(duì) type 命令在 mycalc 函數(shù)中的輸出感到驚訝。
清單 11. Type mycalc
[ian@pinguino ~]$ type mycalc
mycalc is a function
mycalc ()
{
local x;
if [ $# -lt 1 ]; then
echo "This function evaluates arithmetic for you if you give it some";
else
if (( $* )); then
let x="$*";
echo "$* = $x";
else
echo "$* = 0 or is not an arithmetic expression";
fi;
fi
}
|
當(dāng)然，也可以只用 $(( 表達(dá)式 )) 和 echo 命令進(jìn)行 shell 算術(shù)運(yùn)算，如清單 12 所示。這樣就不必學(xué)習(xí)關(guān)于函數(shù)或測(cè)試的任何內(nèi)容，但是請(qǐng)注意 shell 不會(huì)解釋元字符，例如 *，因此元字符不能在 (( 表達(dá)式 )) 或 [[ 表達(dá)式 ]] 中那樣正常發(fā)揮作用。
清單 12. 在 shell 中用 echo 和 $(( )) 直接進(jìn)行計(jì)算
[ian@pinguino ~]$ echo $((3 + (4**3 /2)))
35
|
|