shell基本计算、逻辑运算、位运算详解

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Shell 提供大量的基本运算操作，在脚本中非常有用。Shell 对您提供的算术表达式求值，执行运算展开式，此时使用得出的结果替换表达式。以下面的格式提供运算表达式：$(( expression ))

$ echo $((*(+)))

$ result = $(($myvar-))

shell提供方便的数之间的进制转换：

$ echo $(())#八进制
$ echo $((0xA4))#十六进制

还可以使用以下格式指定 2 到 64 之间的任意进制：

$((BASE#NUMBER))
echo $((#))
echo $((#D8))

在 Shell 中进行进制转换的另一个诀窍是使用 bc， 它是一种任意精度运算语言，大多数 UNIX 安装程序都提供。因为它允许您指定输出进制，所以当您需要以十进制以外的进制输出时，这是一种很好的技术。

bc 的特殊变量 ibase 和 obase 分别包含用于输入和输出的进制的值。缺省情况下，都被设置为 10。要执行进制转换，需要改变其中的一个或两个值，然后提供一个数字。

$ echo 'obase=16; 47' | bc 2F
$ echo 'obase=10; ibase=16; A03' | bc 

了解了这些基本特性，下边再看看逻辑运算符和逻辑表达式，基本的 + – * / % 不再赘述。

一、逻辑运算符

逻辑卷标	表示意思
1.	关于档案与目录的侦测逻辑卷标！
-f	常用！侦测『档案』是否存在 eg: if [ -f filename ]
-d	常用！侦测『目录』是否存在
-b	侦测是否为一个『 block 档案』
-c	侦测是否为一个『 character 档案』
-S	侦测是否为一个『 socket 标签档案』
-L	侦测是否为一个『 symbolic link 的档案』
-e	侦测『某个东西』是否存在！
2.	关于程序的逻辑卷标！
-G	侦测是否由 GID 所执行的程序所拥有
-O	侦测是否由 UID 所执行的程序所拥有
-p	侦测是否为程序间传送信息的 name pipe 或是 FIFO （老实说，这个不太懂！）
3.	关于档案的属性侦测！
-r	侦测是否为可读的属性
-w	侦测是否为可以写入的属性
-x	侦测是否为可执行的属性
-s	侦测是否为『非空白档案』
-u	侦测是否具有『 SUID 』的属性
-g	侦测是否具有『 SGID 』的属性
-k	侦测是否具有『 sticky bit 』的属性
4.	两个档案之间的判断与比较 ；例如[ test file1 -nt file2 ]
-nt	第一个档案比第二个档案新
-ot	第一个档案比第二个档案旧
-ef	第一个档案与第二个档案为同一个档案（ link 之类的档案）
5.	逻辑的『和(and)』『或(or)』
&&	逻辑的 AND 的意思
||	逻辑的 OR 的意思

运算符号	代表意义
=	等于 应用于：整型或字符串比较 如果在[] 中，只能是字符串
!=	不等于 应用于：整型或字符串比较 如果在[] 中，只能是字符串
<	小于 应用于：整型比较 在[] 中，不能使用 表示字符串
>	大于 应用于：整型比较 在[] 中，不能使用 表示字符串
-eq	等于 应用于：整型比较
-ne	不等于 应用于：整型比较
-lt	小于 应用于：整型比较
-gt	大于 应用于：整型比较
-le	小于或等于 应用于：整型比较
-ge	大于或等于 应用于：整型比较
-a	双方都成立（and） 逻辑表达式 –a 逻辑表达式
-o	单方成立（or） 逻辑表达式 –o 逻辑表达式
-z	空字符串
-n	非空字符串

二、逻辑表达式

• test 命令

使用方法：test EXPRESSION

如：

[root@localhost ~]# test  =  && echo ‘ok’
ok

[root@localhost ~]# test -d /etc/ && echo ‘ok’
ok

[root@localhost ~]# test  -eq  && echo ‘ok’
ok

[root@localhost ~]# if test  =  ; then echo ‘ok’; fi
ok

注意：所有字符 与逻辑运算符直接用“空格”分开，不能连到一起。

• 精简表达式

• [] 表达式

[root@localhost ~]# [  -eq  ] && echo ‘ok’
ok

[root@localhost ~]# [  <  ] && echo ‘ok’
-bash: : No such file or directory

[root@localhost ~]# [  \<  ] && echo ‘ok’

[root@localhost ~]# [  -gt  -a  -lt  ] && echo ‘ok’

ok

[root@localhost ~]# [  -gt  &&  -lt  ] && echo ‘ok’
-bash: [: missing `]‘

注意：在[] 表达式中，常见的>,<需要加转义字符，表示字符串大小比较，以acill码 位置作为比较。 不直接支持<>运算符，还有逻辑运算符|| && 它需要用-a[and] –o[or]表示

• [[]] 表达式

[root@localhost ~]# [  -eq  ] && echo ‘ok’
ok[root@localhost ~]$ [[  <  ]] && echo ‘ok’
ok

[root@localhost ~]$ [[  <  &&  >  ]] && echo ‘ok’
ok

注意：[[]] 运算符只是[]运算符的扩充。能够支持<,>符号运算不需要转义符，它还是以字符串比较大小。里面支持逻辑运算符：|| &&

三、性能比较

bash的条件表达式中有三个几乎等效的符号和命令：test，[]和[[]]。通常，大家习惯用if [];then这样的形式。而[[]]的出现，根据ABS所说，是为了兼容><之类的运算符。以下是比较它们性能，发现[[]]是最快的。

$ time (for m in {..}; do test -d .;done;)
real    0m0.658s
user    0m0.558s
sys     0m0.100s

$ time (for m in {..}; do [ -d . ];done;)
real    0m0.609s
user    0m0.524s
sys     0m0.085s

$ time (for m in {..}; do [[ -d . ]];done;)
real    0m0.311s
user    0m0.275s
sys     0m0.036s

不考虑对低版本bash和对sh的兼容的情况下，用[[]]是兼容性强，而且性能比较快，在做条件运算时候，可以使用该运算符。

四、按位操作运算符

运算符	名称	举例	解释value的值
<<	左移	value=4>>2	4左移2位，value值为16
>>	右移	value=8<<2	8右移2位，value值为2
&	按位与	value=8&&4	8按位与4，value值为0
|	按位或	value=8|4	8按位或4，value值为12
~	按位非	value=~8	按位非8，value值为-9
^	按位异或	value=10^3	10按位异或3，value值为9

注： 对于按位非，若求“~a”则结果为-（a+1）举一个详细例子：求“~8”分析由于计算机通常
用补码进行符号运算，[[x]补]补=[x]所以
则8的二进制为00001000 求非为11110111
求反码为1001000求补码为1001001所以最后的结果为1001001，~8 即为-9。