linux shell 编程之运算符详解

前言

运算符是任何一门编程语言基本的语法，本篇将详细介绍shell中的那些常用的运算符使用。

shell中的运算符分类

• 算术运算符
• 比较运算符
• 布尔运算符
• 逻辑运算符

一、算术运算符

常用的算术运算符汇总

运算符	说明	举例
+	加法	expr $a + $b 结果为 3
-	减法	expr $a - $b 结果为 -1
*	乘法	expr $a \* $b 结果为 2
/	除法	expr $b / $a 结果为 2
%	取余	expr $b % $a 结果为 0
=	赋值	a=$b 将把变量 b 的值赋给 a

四则运算中如果使用了(), 也需要转义 \( 1 + 1 \)

1、案例操作演示

#!/bin/bash
a=1 b=2          # 声明变量a=11和b=22
echo "a=${a} b=${b}"
echo "a + b = `expr $a + $b`"
echo "a * b = `expr $a \* $b`"
echo "a - b = `expr $a - $b`"
echo "a * b = `expr $a \* $b`"
echo "b / a = `expr $b / $a`"
echo "b % a = `expr $b % $a`"

echo -n "a == b 结果为 "
if [ $a == $b ]       # 注意变量与符号之间都要有空格
then
        echo true
else
        echo false
fi

echo -n "a != b 结果为 "
if [ $a != $b ]        # 注意变量与符号之间都要有空格
then
        echo true
else
        echo false
fi

执行上面的脚本，观察输出结果

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在使用运算符进行常见的脚本操作时，expr 命令可谓使用非常频繁，因此有必要对该命令做一个详细的使用总结；

2、expr命令详解

expr，译为“表达式求值”。Shell中 expr 是一个功能强大，并且比较复杂的命令，除了可以实现整数计算，还可以结合一些选项对字符串进行处理，例如计算字符串长度、字符串比较、字符串匹配、字符串提取等。

需求1：求两个数的和

expr 1 + 1

需求2：求两个数的和，并赋值给一个新的变量

result=`expr 1 + 1 `

expr 操作字符串

计算字符串长度

expr length 字符串
# 例如: expr length "welcome"  返回: 7

截取字符串

expr substr 字符串 start end
# start 截取字符串的起始位置, 从1开始
# end 截取字符串的结束位置, 包含这个位置截取
# 例如 expr substr "welcome" 1 2  返回: we

获取某个字符在字符串中第一次出现的位置

expr index 被查找字符串  需要查找的字符
# 例如 expr index "welcome" e  会返回: 1

正则表达式匹配语法

expr match 字符串 正则表达式
# 正则表达式默认带有^ ,  代表以什么开头
# 返回值为符合匹配字符的长度, 否则返回为0
# 例如: expr match "welcome" ".*m"  会返回: 6
# 正则表达式通配符"."代表任意一个字符
# 正则表达式通配符"*"代表签名的字符可以出现0到多次
# ".*m" 含义为匹配字符串中m前面的字符串长度 

字符串操作综合案例

#!/bin/bash
# 四则运算
result=`expr \( 10 + 10 \) \* 2 + 100`
echo "(10+10)*2+100=${result}"

# 计算字符串的长度
echo "welcome字符串长度=`expr length "welcome"`"

# 获取第一个字符在字符串中出现的位置
echo "welcome字符串中第一个t的位置=`expr index "welcome" e`"

# 正则表达式匹配1
echo "正则表达式match匹配查找welcome字符串中m前面任意字符的总长度=`expr match "welcome" ".*m"`"

# 正则表达式匹配2
echo "正则表达式匹配查找welcome字符串中m前面任意字符的总长度=`expr "welcome" : ".*m"`"

运行该脚本，观察执行效果

二、比较运算符

在各类编程语言中，经常需要对数值之间，或者字符串之间做各种比较运算，关于shell，也提供了较为丰富的比较运算符；

1、整数比较运算符

如下列举了常用的关于整数的比较运算符，假定变量 a 为 1，变量 b 为 2：

运算符	说明	举例
-eq	equals 检测两个数是否相等，相等返回 0, 否则返回1。	[ $a -eq $b ] 返回 1。
-ne	not equals检测两个数是否不相等，不相等返回 true。	[ $a -ne $b ] 返回 0。
-gt	greater than检测左边的数是否大于右边的, 是返回0, 否则1	[ $a -gt $b ] 返回 1。
-lt	lower than检测左边的数是否小于右边的, 是返回0, 否则1	[ $a -lt $b ] 返回 0。
-ge	greater equals检测左边的数是否大于等于右边的, 是返回0, 否则1	[ $a -ge $b ]返回 1。
-le	lower equals检测左边的数是否小于等于右边的, 是返回0, 否则1	[ $a -le $b ]返回 0。
<	检测左边的数是否小于右边的, 是返回0, 否则1	(($a<$b)) 返回0
<=	检测左边的数是否小于等于右边的, 是返回0, 否则1	(($a<=$b)) 返回0
>	检测左边的数是否大于右边的, 是返回0, 否则1	(($a>$b)) 返回1
>=	检测左边的数是否大于等于右边的, 是返回0, 否则1	(($a>=$b)) 返回1

注意:

1）整数比较运算符只支持整数，不支持小数与字符串(字符串比较后续讲解)，除非字符串的值是整数数字；

2）每个命令都有返回值, 这个后面我们会讲解退出状态再具体说明, 返回0代表成功, 返回1代表失败

操作案例展示，在shell中编写如下

#!/bin/bash
a=11 b=22
echo "a=${a} b=${b}"
if [ $a -eq $b ]
then
   echo "$a -eq $b : a 等于 b"
else
   echo "$a -eq $b: a 不等于 b"
fi
if [ $a -ne $b ]
then
   echo "$a -ne $b: a 不等于 b"
else
   echo "$a -ne $b : a 等于 b"
fi
if [ $a -gt $b ]
then
   echo "$a -gt $b: a 大于 b"
else
   echo "$a -gt $b: a 不大于 b"
fi
if [ $a -lt $b ]
then
   echo "$a -lt $b: a 小于 b"
else
   echo "$a -lt $b: a 不小于 b"
fi
if [ $a -ge $b ]
then
   echo "$a -ge $b: a 大于或等于 b"
else
   echo "$a -ge $b: a 小于 b"
fi
if [ $a -le $b ]
then
   echo "$a -le $b: a 小于或等于 b"
else
   echo "$a -le $b: a 大于 b"
fi

if (($a > $b))
then
   echo "$a > $b: a 大于 b"
else
   echo "$a > $b: a 不大于 b"
fi
if (($a < $b))
then
   echo "$a < $b: a 小于 b"
else
   echo "$a < $b: a 不小于 b"
fi
if (($a >= $b))
then
   echo "$a >= $b: a 大于或等于 b"
else
   echo "$a >= $b: a 小于 b"
fi
if (($a <= $b))
then
   echo "$a <= $b: a 小于或等于 b"
else
   echo "$a <= $b: a 大于 b"
fi

执行上面的脚本，观察效果

2、字符串比较运算符

可以比较2个变量, 变量的类型可以为数字（整数，小数）与字符串

如下列举了常用的字符串运算符，假定变量 a 为 "abc"，变量 b 为 "efg"：

字符串比较可以使用 [[]] 和 [] 2种方式

运算符	说明	举例
== 或 =	相等。用于比较两个字符串或数字，相同则返回 0。可以使用=	[ $a == $b ]返回1 [ $a = $b ] 返回 1 [[ $a == $b ]] 返回1 [[ $a = $b ]] 返回1
!=	不相等。用于比较两个字符串或数字，不相同则返回 0。	[ $a != $b ] 返回 0 [[ $a != $b ]] 返回 0
<	小于, 用于比较两个字符串或数字， 小于返回0， 否则返回1	[ $a \< $b ] 返回 0 [[ $a < $b ]] 返回 0
>	大于, 用于比较两个字符串或数字， 大于返回0， 否则返回1	[ $a \> $b ] 返回 1 [[ $a > $b ]] 返回 1
-z	检测字符串长度是否为0，为0返回 true。	[ -z $a ] 返回 1。
-n	检测字符串长度是否不为 0，不为 0 返回 true。	[ -n "$a" ] 返回 0。
$	检测字符串是否不为空，不为空返回 0 ,否则返回1。	[ $a ] 返回 0。

字符串比较没有 <= 可以通过 [[ "a" < "b" && "a" = "b" ]]

字符串运算符案例演示，在shell中编写如下

#!/bin/bash

a="welcome" b="wednesday " c=1 d=2  #初始变量赋值
echo "a=${a},b=${b},c=${c},d=${d}"

if [ $a = $b ]
then
   echo "$a = $b : a 等于 b"
else
   echo "$a = $b: a 不等于 b"
fi

if [ $a != $b ]
then
   echo "$a != $b : a 不等于 b"
else
   echo "$a != $b: a 等于 b"
fi

if [[ $a > $b ]]
then
   echo "$a > $b : a 大于 b"
else
   echo "$a > $b: a 不大于 b"
fi

if [ $a \> $b ]
then
   echo "$a > $b : a 大于 b"
else
   echo "$a > $b: a 不大于 b"
fi

if [[ $c > $d ]]
then
   echo "$c > $d : c 大于 d"
else
   echo "$c > $d: c 不大于 d"
fi

if [ -z $a ]
then
   echo "-z $a : 字符串长度为 0"
else
   echo "-z $a : 字符串长度不为 0"
fi

if [ -n "$a" ]
then
   echo "-n $a : 字符串长度不为 0"
else
   echo "-n $a : 字符串长度为 0"
fi

if [ $a ]
then
   echo "$a : 字符串不为空"
else
   echo "$a : 字符串为空"
fi

执行上面的脚本，观察输出效果

三、布尔运算符

布尔运算符，简单来说就是比较两个数值或者字符串逻辑上是否等或不等，或者真假，其结果往往只有一个 true或false；如下列举了关于布尔运算符的常用操作说明；

运算符	说明	举例
!	非运算，取反, 表达式为 true 则返回 false， 否则返回 true。	[ ! false ] 返回 true。
-o	or 或运算，有一个表达式为 true 则返回 true。	[ 表达式1 -o 表达式2 ] 返回 true。
-a	and 与运算，两个表达式都为 true 才返回 true。	[ 表达式1 -a 表达式2 ] 返回 false。

注意布尔运算符只能放在[] 才有效

以后常使用布尔运算符与test命令进行连接条件测试, 后续讲

下面看一个关于布尔运算操作符的案例演示，有如下shell

#!/bin/bash
a=8 b=22  #变量赋值 

if [ $a -lt 2 -a $b -gt 10 ]
then
   echo "$a 小于 2 且 $b 大于 10 : 返回 true"
else
   echo "$a 小于 2 且 $b 大于 10 : 返回 false"  # $b -gt 10不成立, 输出这个表达式
fi

if [ $a -lt 10 -o $b -gt 10 ]
then
   echo "$a 小于 10 或 $b 大于 10 : 返回 true"  # $a -lt 10 成立, 输出这个表达式
else
   echo "$a 小于 10 或 $b 大于 10 : 返回 false"
fi

if [ ! $a -gt $b ]
then
   echo "$a 大于 $b 取反 : 返回 true"
else
   echo "$a 大于 $b 取反 : 返回 false"   # $a -gt $b 为true , 取反为false, 输出这个表达式
fi

执行上面的脚本，观察输出效果

四、逻辑运算符

基础语法

运算符	说明	举例
&&	逻辑的 AND	[[ 表达式1 && 表达式2 ]] 返回 false
||	逻辑的 OR	[[ 表达式1 || 表达式2 ]] 返回 true

注意:

1、使用&& 和 || 的运算符必须放在 [[]] 或 (())中才有效, 否则报错；

2、-a 和 -o 的运算符必须放在 [] 在才有效 或 test命令中

3、!可以用在[],[[]]中, 不可以在(())

逻辑运算符比较简单，下面直接来看一段shell命令吧

#!/bin/bash

a=7 b=20 #变量赋值

if [[ $a -lt 10 && $b -gt 10 ]]
then
   echo "返回 true" 
else
   echo "返回 false"  # $b -gt 10 不成立, 输出false
fi

if [[ $a -lt 10 || $b -gt 10 ]]
then
   echo "返回 true"   # $a -lt 10 成立,  输出true
else
   echo "返回 false"  
fi

运行上面的shell，观察执行效果

五、文件测试运算符

最后来介绍一种在shell编程中也是非常高频使用的运算符，文件测试运算符，

定义

文件测试运算符用于检测文件的各种属性。

涉及到文件测试相关的场景可以说非常多了，比如，在cd 到某个目录下，要对目录下的某个文件进行操作时，为了确保脚本的健壮性，需要对目录，文件做一些预校验操作，就要用到文件测试相关的运算符；

常用的文件测试属性检测描述如下：

操作符	说明	举例
-b file	检测文件是否是块设备文件，如果是，则返回 true。	[ -b $file ] 返回 false。
-c file	检测文件是否是字符设备文件，如果是，则返回 true。	[ -c $file ] 返回 false。
==-d file==	directory, 检测文件是否是目录，如果是，则返回 true。	[ -d $file ] 返回 false。
==-f file==	file, 检测文件是否是普通文件（既不是目录，也不是设备文件） ，如果是，则返回 true。	[ -f $file ] 返回 true。
-g file	检测文件是否设置了 SGID 位，如果是，则返回 true。	[ -g $file ] 返回 false。
-k file	检测文件是否设置了粘着位(Sticky Bit)，如果是， 则返回 true。	[ -k $file ] 返回 false。
-p file	检测文件是否是有名管道，如果是，则返回 true。	[ -p $file ] 返回 false。
-u file	检测文件是否设置了 SUID 位，如果是，则返回 true。	[ -u $file ] 返回 false。
==-r file==	read,检测文件是否可读，如果是，则返回 true。	[ -r $file ] 返回 true。
==-w file==	write,检测文件是否可写，如果是，则返回 true。	[ -w $file ] 返回 true。
==-x file==	execute, 检测文件是否可执行，如果是，则返回 true。	[ -x $file ] 返回 true。
==-s file==	size, 检测文件是否为空（文件大小是否大于0） ，不为空返回 true。	[ -s $file ] 返回 true。
==-e file==	exists, 检测文件（包括目录）是否存在，如果是， 则返回 true。	[ -e $file ] 返回 true。
file1 -nt file2	new than(nt), file1是否比file2新	[ file1 -nt file2 ]
file1 -ot file2	old than(ot), file1是否比file2旧	[ file1 -ot file2 ]

补充其他检查符：

• -S: 判断某文件是否 socket；
• -L: link, 检测文件是否存在并且是一个符号链接；

语法：

[ options 文件路径字符串]
或
[[ options 文件路径字符串 ]]

来看一个具体的关于文件测试运算符的shell示例，在当前目录下有file1.sh 和 file2.sh

shell 脚本如下：

#!/bin/bash

file="/usr/shells/file1.sh"
if [ -w $file ]
then
   echo "文件可写"
else
   echo "文件不可写"
fi
if [ -r $file ]
then
   echo "文件可读"
else
   echo "文件不可读"
fi
if [ -x $file ]
then
   echo "文件可执行"
else
   echo "文件不可执行"
fi
if [ -f $file ]
then
   echo "文件是普通文件"
else
   echo "文件是特殊文件"
fi
if [ -s $file ]
then
   echo "文件不是空"
else
   echo "文件是空"
fi
if [ -e $file ]
then
   echo "文件存在"
else
   echo "文件不存在"
fi
if [ -d $file ]
then
   echo "文件是目录"
else
   echo "文件不是目录"
fi

file2="/usr/shells/operation2.sh"
if [ file -nt file2 ]
then
   echo "operation1.sh文件比operation2.sh文件新"
else
   echo "operation1.sh文件不比operation2.sh文件新"
fi

运行上面的脚本，观察执行效果

效果说明

• operation1.sh文件不可执行, 因为没有可执行权限

查看file1.sh文件权限

 给file1.sh 添加执行权限，再次执行时效果如下

六、补充知识点

[[]] 和 [] 的区别，在shell编程中，这是很多初学者容易混淆的两个表达符

区别1: word splitting的发生

• [[]] 不会有word splitting发生
• [] 会有word splitting发生

word splitting介绍

会将含有空格字符串进行分拆分割后比较

 

区别2: 转义字符

• [[]] 对 < 不需要转义, 格式为 [[ 字符串1 < 字符串2 ]]；
• [] 需要对 <,>等 转义 , 格式为 [ 字符串1 \< 字符串2 ]；

案例演示

本篇结合案例操作，详细介绍了shell中的常见的操作运算符的使用，希望对您有用哦，最后感谢观看！