Linux扩展篇-shell编程（三）-shell运算符

基本语法：

格式一

expr +、 -、 \*、/、 %（加、减、乘、除、求余）

格式二

"$((运算式))"或者"$[运算式]"

基本运算符

Shell 和其他编程语言一样，支持多种运算符，包括：

• 算术运算符
• 关系运算符
• 布尔运算符
• 字符串运算符
• 文件测试运算符
• 赋值运算符
• 逻辑运算符

（1）算术运算符

运算符	说明	示例
+	单目正号	((+3))结果为3
-	单目负号	((-3))结果为-3
++	自增（变量前，先运算后取值；变量后，先取值后运算）	b=2时((a=++b))后a为3，b为3；((a=b++))后a为2，b为3
–	自减（变量前，先运算后取值；变量后，先取值后运算）	b=2时((a=--b))后a为1，b为1；((a=b--))后a为2，b为1
+	加	expr 3 + 2结果为5
-	减	expr 3 - 2结果为1
*	乘	expr 3 \* 2结果为6
/	除	expr 3 / 2结果为1
%	取模	expr 3 % 2结果为1
**	幂运算	((3**2))结果为9

注意：

• expr可用于整数运算，也可以处理字符串，使用expr进行运算时，表达式和运算符之间必须加空格，乘号*和小括号()前要加\转义（小括号是左右括号前都要加\转义）。

• (( expression ))会对算术表达式求值，如果表达式的值不是0，则返回状态是0，否则返回状态是1，这和let "expression"等价。

• 在(( ))前面加上$符号可以获取(( ))命令的执行结果，即整个表达式的值。
  
  (( ))只能进行整数运算，不能对浮点数或字符串进行运算。

（2）关系运算符

在test、[]或[[ ]]中使用的关系运算符：

运算符	说明	示例
-eq	（equal）检测两个数是否相等，是返回0，否则返回1。	如果a为3，b为2，则[ ${a} -eq ${b} ]返回1
-ne	（not equal）检测两个数是否不相等，是返回0，否则返回1。	如果a为3，b为2，则[ ${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，否则返回1。	如果a为3，b为2，则[ ${a} -gt ${b} ]返回0
-lt	（less than）检测左边的数是否小于右边的，是返回0，否则返回1。	如果a为3，b为2，则[ ${a} -lt ${b} ]返回1
-ge	（greater equal）检测左边的数是否大于等于右边的，是返回0，否则返回1。	如果a为3，b为2，则[ ${a} -ge ${b} ]返回0
-le	（less equal）检测左边的数是否小于等于右边的，是返回0，否则返回1。	如果a为3，b为2，则[ ${a} -le ${b} ]返回1

在(())中使用的关系运算符：

运算符	说明	示例
==	检测两个数是否相等，是返回0，否则返回1。	如果a为3，b为2，则((a==b))返回1
!=	检测两个数是否不相等，是返回0，否则返回1。	如果a为3，b为2，则((a!=b))返回0
>	检测左边的数是否大于右边的，是返回0，否则返回1。	如果a为3，b为2，则((a>b))返回0
>=	检测左边的数是否大于等于右边的，是返回0，否则返回1。	如果a为3，b为2，则((a>=b))返回0
<	检测左边的数是否小于右边的，是返回0，否则返回1。	如果a为3，b为2，则((a<b))返回1
<=	检测左边的数是否小于等于右边的，是返回0，否则返回1。	如果a为3，b为2，则((a<=b))返回1

注意：

• 关系运算符只支持整数数字，不支持字符串，除非字符串的值是整数数字。
• (( ))中表达式的值不是0，返回状态才是0，否则返回状态是1，(( ))进行整数比较的时候表达式的值与(())返回状态正好相反，表达式的值为0，返回状态为1，表达式的值为1，返回状态为0。

（3）布尔运算符

运算符	说明	示例
-a	与运算，两个表达式都为true才返回true。	如果a为3，b为2，则[ ${a} -gt 1 -a ${b} -lt 1 ]返回false
-o	或运算，有一个表达式为true，则返回true。	如果a为3，b为2，则[ ${a} -gt 1 -o ${b} -lt 1 ]返回true
!	非运算，表达式为true，则返回false，否则返回true。	如果b为2，则[ ! ${b} -lt 1 ]返回true

（-a、-o）必须在[]中或配合test命令使用。

（4）字符串运算符

可以在test、[]或[[ ]]中使用：

运算符	说明	示例
==、=	如果两个字符串相等，则为true。	如果a为"expression"，b为"expansion"，则[[ ${a} == ${b} ]]返回1
!=	如果两个字符串不相等，则为true。	如果a为"expression"，b为"expansion"，则[[ ${a} != ${b} ]]返回0
>	如果左边字符串在字典顺序上排在右边字符串之后，则为true。	如果a为"expression"，b为"expansion"，则[[ ${a} > ${b} ]]返回0
<	如果左边字符串在字典顺序上排在右边字符串之前，则为true。	如果a为"expression"，b为"expansion"，则[[ ${a} < ${b} ]]返回1
-z string	如果字符串的长度为零，则为true。	如果a为"expression"，则[[ -z ${a} ]]返回1
-n string	如果字符串的长度不为零，则为true。	如果a为"expression"，则[[ -n ${a} ]]返回0
$	检测字符串是否不为空，不为空返回 true。	如果a为"expression"，则[[ ${a} ]]返回0，与-n用法类似

注意：

• 在test、[]或[[ ]]中使用字符串运算符==、=、!=、>、<只能比较字符串（只是字符串的值为数字时可以把它当成数字来比较，这只是字符串比较的结果与数值比较正好巧合，不推荐用它来比较数字，如[[ -3 < -2 ]]返回1，[[ 03 < 2 ]]返回0，[[ 1.5 == 1.50 ]]返回1，都是错误结果。
• 如果要使用test、[]或[[ ]]比较整数，需使用关系运算符-eq、-ne、-gt、-lt、-ge、-le，推荐在(( ))中使用关系运算符==、!=、>、<、>=、<=进行整数比较。
• test或[]使用>和<需要加\转义，[[ ]]则不需要转义。
• 使用test、[]或[[ ]]则没有>=和<=，可以通过[ ${a} \> ${b} -o ${a} == ${b} ]或[[ ${a} > ${b} || ${a} == ${b} ]]这种方式替代。
• test或[]会进行单词拆分，而[[ ]]不会进行单词拆分。
• 当与[[ ]]一起使用时，<和>使用当前区域设置按字典顺序排序，test命令使用ASCII排序。

（5）文件测试运算符

运算符	说明	示例
-a file	如果文件存在，则为true。	[ -a ${file} ]
-b file	如果文件存在并且是个块设备文件，则为true。	[ -b ${file} ]
-c file	如果文件存在并且是个字符设备文件，则为true。	[ -c ${file} ]
-d file	如果文件存在并且是个目录，则为true。	[ -d ${file} ]
-e file	如果文件存在，则为true。	[ -e ${file} ]
-f file	如果文件存在并且是个普通文件（既不是目录也不是设备文件），则为true。	[ -f ${file} ]
-g file	如果文件存在并且设置了set-group-id位，则为true。	[ -g ${file} ]
-h file、-L file	如果文件存在并且是个符号链接，则为true。	[ -h ${file} ]
-k file	如果文件存在并且设置了“sticky”位，则为true。	[ -k ${file} ]
-p file	如果文件存在并且是个命名管道（FIFO），则为true。	[ -p ${file} ]
-r file	如果文件存在并且可读，则为true。	[ -r ${file} ]
-s file	如果文件存在并且大小大于0，则为true。	[ -s ${file} ]
-u file	如果文件存在并且设置了set-user-id位，则为true。	[ -u ${file} ]
-w file	如果文件存在并且可写，则为true。	[ -w ${file} ]
-x file	如果文件存在并且可执行，则为true。	[ -x ${file} ]
-G file	如果文件存在并且被有效组id所拥有，则为true。	[ -G ${file} ]
-N file	如果文件存在并且自上次读取后被修改，则为true。	[ -N ${file} ]
-O file	如果文件存在并且被有效用户id所拥有，则为true。	[ -O ${file} ]
-S file	如果文件存在并且是个套接字，则为true。	[ -S ${file} ]
file1 -ef file2	如果file1和file2指向相同的设备和inode号，则为true。	[ ${file1} -ef ${file2} ]
file1 -nt file2	如果file1比file2更新（根据修改日期），或者file1存在而file2不存在，则为true。	[ ${file1} -nt ${file2} ]
file1 -ot file2	如果file1比file2更旧，或者file2存在而file1不存在，则为true	[ ${file1} -ot ${file2} ]

（6）赋值运算符

运算符	说明	示例
=	赋值	c=3 a=${c}则a为3
+=	加赋值	如果a为3，b为2，则((a+=b))后a为5，b为2
-=	减赋值	如果a为3，b为2，则((a-=b))后a为1，b为2
*=	乘赋值	如果a为3，b为2，则((a*=b))后a为6，b为2
/=	除赋值	如果a为3，b为2，则((a/=b))后a为1，b为2
%=	取模赋值	如果a为3，b为2，则((a%=b))后a为1，b为2
<<=	左移位赋值	如果a为3，b为2，则((a<<=b))后a为12，b为2
>>=	右移位赋值	如果a为3，b为2，则((a>>=b))后a为0，b为2
&=	按位与赋值	如果a为3，b为2，则((a&=b))后a为2，b为2
|=	按位或赋值	如果a为3，b为2，则((a|=b))后a为3，b为2
^=	按位异或赋值	如果a为3，b为2，则((a^=b))后a为1，b为2

可以使用(( ))和let命令进行运算，let和(( ))用法类似，都是用于整数运算。

（7）逻辑运算符

运算符	说明	示例
&&	逻辑与	如果a为3，b为2，则[[ ${a} > 1 && ${b} < 1 ]]返回false
||	逻辑或	如果a为3，b为2，则[[ ${a} > 1 || ${b} < 1 ]]返回true
!	逻辑非	如果b为2，则[[ ! ${b} < 1 ]]返回true

&&和||可以在[[ ]]或(( ))中使用，不能在test或[]中使用，!可以在[[ ]]中使用，不能在(( ))中使用。

（8）位运算符

运算符	说明	示例
<<	左移位	((3<<2))结果为12
>>	右移位	((6>>2))结果为1
&	按位与	((6&3))结果为2
|	按位或	((6|3))结果为7
^	按位异或	((6^3))结果为5
~	按位非	((~6))结果为-7

注：加粗部分为较为常用的运算符

概念理解、区分

（1）[ 和 [[ 的区别

区别一：

在 [ 中使用逻辑运算符，需要使用 -a（and）或者 -o（or）。

在 [[ 中使用逻辑运算符，需要使用 && 或者 ||。

区别二：

[] 是 bash 内部命令，与test是等同的，所以字符串比较符 > 和 < 需要转义，否则就变成 io 重定向了。

[[ 是 bash 关键字，不会做命令扩展，所以 < 和 > 不需要进行转义。但是语法相对严格，如在 [ 中可以用引号括起操作符，[[ 则不行。如：if [ "-z" "ab" ]。

[root@abc-1 ~]# [[ 6>A ]] && echo Y ||echo N
-bash: unexpected token 284 in conditional command
-bash: syntax error near `6>'
[root@abc-1 ~]# [[ 6 > A ]] && echo Y ||echo N
N
[root@abc-1 ~]# [ 6 > A ] && echo Y ||echo N
Y

解释，数字的ASCCII应该小于大写字母，使用[[]]的结果是正确的。

区别三：

[[ 可以做算术扩展，[ 则不行。

区别四：

在[ ]中==是字符匹配，在[[ ]]中是模式匹配

区别五：

[ ]不支持正则匹配，[[ ]]支持用=~进行正则匹配

[root@abc-1 ~]# var="hello"
[root@abc-1 ~]# [ $var =~ "ll" ] && echo Y || echo N
-bash: [: =~: binary operator expected
N
[root@abc-1 ~]# [[ $var =~ "ll" ]] && echo Y || echo N
Y

解释，[[ ]]判断变量var的值是否包含字符串ll，[]报错，[[]]输出正确

区别六：

[ ]中如果变量没有定义，那么需用双引号引起来，[[ ]]中不需要

总结：

[[]]	[]
< 排序比较	不支持（仅部分Shell解释器支持<）
> 排序比较	不支持（仅部分Shell解释器支持>）
&& 逻辑与	-a 逻辑与
|| 逻辑或	-o 逻辑或
== 模式匹配	==字符匹配
=~正则匹配	不支持
()分组测试	不支持（仅部分Shell解释器支持()）

实践

（1）暂无

参考：

https/blog.csdn.net/RtxTitanV/article/details/115007727

https://www.runoob.com/linux/linux-shell-basic-operators.html