［授权发表］Shell编程范例之布尔运算

by falcon [e-mail] of TinyLab.org
2007-11-09

最初发表：泰晓科技 – 聚焦嵌入式 Linux，追本溯源，见微知著！
原文链接：Shell编程范例之布尔运算
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开篇

上个礼拜介绍了Shell编程范例之数值运算，对Shell下基本数值运算方法做了简单的介绍，这周将一起探讨布尔运算，即如何操作“真假值”。

在Bash里有这样的常量(实际上是两个内置命令，在这里我们姑且这么认为，后面将介绍)，即true和false，一个表示真，一个表示假。对它们可以进行与、或、非运算等常规的逻辑运算，在这一节，我们除了讨论这些基本逻辑运算外，还将讨论SHELL编程中的条件测试和命令列表，并介绍它们和布尔运算的关系。

常规的布尔运算

这里主要介绍Bash里头常规的逻辑运算，与、或、非。

在shell下如何进行逻辑运算

范例：true or false

单独测试true和false，可以看出true是真值，false为假

$ if true;then echo "YES"; else echo "NO"; fiYES$ if false;then echo "YES"; else echo "NO"; fiNO

范例：与运算

$ if true && true;then echo "YES"; else echo "NO"; fiYES$ if true && false;then echo "YES"; else echo "NO"; fiNO$ if false && false;then echo "YES"; else echo "NO"; fiNO$ if false && true;then echo "YES"; else echo "NO"; fiNO

范例：或运算

$ if true || true;then echo "YES"; else echo "NO"; fiYES$ if true || false;then echo "YES"; else echo "NO"; fiYES$ if false || true;then echo "YES"; else echo "NO"; fiYES$ if false || false;then echo "YES"; else echo "NO"; fiNO

范例：非运算，即取反

$ if ! false;then echo "YES"; else echo "NO"; fiYES$ if ! true;then echo "YES"; else echo "NO"; fiNO

可以看出true和false按照我们对逻辑运算的理解进行着，但是为了能够更好的理解shell对逻辑运算的实现，我们还得弄清楚，true和false是怎么工作的？

Bash里头的true和false是我们通常认为的1和0么？

回答是：否。

范例：返回值 v.s. 逻辑值

true和false它们本身并非逻辑值，它们是shell内置命令，返回了“逻辑值”

$ true$ echo $?0$ false$ echo $?1

范例：查看true和false帮助和类型

$ help true falsetrue: true     Return a successful result.false: false     Return an unsuccessful result.$ type true falsetrue is a shell builtinfalse is a shell builtin

说明：$?是一个特殊的变量，存放有上一个程序的结束状态(退出状态码)。

从上面的操作不难联想到在C语言程序设计中为什么会强调在main函数前面加上int，并在末尾加上return 0。因为在shell里头，将把0作为程序是否成功结束的标志，这就是shell里头true和false的实质，它们用以反应某个程序是否正确结束，而并非传统的真假值（1和0），相反的，它们返回的是0和1。不过庆幸的是，我们在做逻辑运算时，无须关心这些。

条件测试

从上一节中，我们已经清楚的了解了shell下的“逻辑值”是什么：是程序结束后的返回值，如果成功返回，则为真，如果不成功返回，则为假。

而条件测试正好使用了test这么一个指令，它用来进行数值测试（各种数值属性测试）、字符串测试（各种字符串属性测试）、文件测试（各种文件属性测试），我们通过判断对应的测试是否成功，从而完成各种常规工作，在加上各种测试的逻辑组合后，将可以完成更复杂的工作。

条件测试基本使用

范例：数值测试

$ if test 5 -eq 5;then echo "YES"; else echo "NO"; fiYES$ if test 5 -ne 5;then echo "YES"; else echo "NO"; fiNO

范例：字符串测试

$ if test -n "not empty";then echo "YES"; else echo "NO"; fiYES$ if test -z "not empty";then echo "YES"; else echo "NO"; fiNO$ if test -z "";then echo "YES"; else echo "NO"; fiYES$ if test -n "";then echo "YES"; else echo "NO"; fiNO

范例：文件测试

$ if test -f /boot/System.map; then echo "YES"; else echo "NO"; fiYES$ if test -d /boot/System.map; then echo "YES"; else echo "NO"; fiNO

各种逻辑测试的组合

范例：如果a,b,c都等于下面对应的值，那么打印YES，这里通过-a进行”与”测试

$ a=5;b=4;c=6;$ if test $a -eq 5 -a $b -eq 4 -a $c -eq 6; then echo "YES"; else echo "NO"; fiYES

范例：测试某个“东西”是文件或者目录，这里通过-o进行“或”运算

$ if test -f /etc/profile -o -d /etc/profile;then echo "YES"; else echo "NO"; fiYES

范例：测试非运算

$ if test ! -f /etc/profile; then echo "YES"; else echo "NO"; fiNO

上面仅仅演示了test命令一些非常简单的测试，你可以通过help test获取test的更多使用方法。在这里需要注意的是，test命令内部的逻辑运算和shell的逻辑运算符有一些区别，对应的为-a和&&，-o与||，这两者不能混淆使用。而非运算都是!，下面对它们进行比较。

比较-a与&&, -o与||， ! test与test !

范例：要求某个文件有可执行权限并且有内容，用-a和&&分别实现

$ cat > test.sh#!/bin/bashecho "test"$ chmod +x test.sh$ if test -s test.sh -a -x test.sh; then echo "YES"; else echo "NO"; fiYES$ if test -s test.sh && test -x test.sh; then echo "YES"; else echo "NO"; fiYES

范例：要求某个字符串要么为空，要么和某个字符串相等

$ str1="test"$ str2="test"$ if test -z "$str2" -o "$str2" == "$str1"; then echo "YES"; else echo "NO"; fiYES$ if test -z "$str2" || test "$str2" == "$str1"; then echo "YES"; else echo "NO"; fiYES

范例：测试某个数字不满足指定的所有条件

$ i=5$ if test ! $i -lt 5 -a $i -ne 6; then echo "YES"; else echo "NO"; fiYES$ if ! test $i -lt 5 -a $i -eq 6; then echo "YES"; else echo "NO"; fiYES

很容易找出它们的区别，-a和-o使用在测试命令的内部，作为测试命令的参数，而&&和||是用来运算测试的返回值，!为两者通用。需要关注的是：

• 有时候我们可以不用!运算符，比如-eq和-ne刚好是相反的，用来测试两个数值是否相等；-z与-n也是对应的，用来测试某个字符串是否为空。
• 在bash里，test命令可以用[ ]运算符取代，但是需要注意，[之后与]之前需要加上额外的空格。
• 在测试字符串的时候，所有变量建议用双引号包含起来，以防止变量内容为空的时候出现仅有测试参数，没有测试内容的情况。

下面我们用实例来演示上面三个注意事项：

-ne和-eq对应的，我们有时候可以免去!运算

$ i=5$ if test $i -eq 5; then echo "YES"; else echo "NO"; fiYES$ if test $i -ne 5; then echo "YES"; else echo "NO"; fiNO$ if test ! $i -eq 5; then echo "YES"; else echo "NO"; fiNO

用[ ]可以取代test，这样看上去会“美观”很多

$ if [ $i -eq 5 ]; then echo "YES"; else echo "NO"; fiYES$ if [ $i -gt 4 ] && [ $i -lt 6 ]; then echo "YES"; else echo "NO"; fiYES

记得给一些字符串变量加上”“，记得[之后与]之前多加一个空格

$ str=""$ if [ "$str" = "test"]; then echo "YES"; else echo "NO"; fi-bash: [: missing `]'NO$ if [ $str = "test" ]; then echo "YES"; else echo "NO"; fi-bash: [: =: unary operator expectedNO$ if [ "$str" = "test" ]; then echo "YES"; else echo "NO"; fiNO

到这里，条件测试就介绍完了，下面我们将介绍“命令列表”，实际上在上面我们似乎已经使用过了，即多个test命令的组合，通过&&，||和!组合起来的命令序列。这个命令序列可以有效替换if/then的条件分支结构。这不难想到我们在C语言程序设计中经常做的如下的选择题(很无聊的例子，但是有意义)：下面是否会打印j，如果打印，将打印什么？

 #include <stdio.h> int main() {                int i, j;                i=5;j=1;                if ((i==5) && (j=5))  printf("%d\n", j);                return 0; }

很容易知道将打印数字5，因为i==5这个条件成立，而且随后是&&，要判断整个条件是否成立，我们得进行后面的判断，可是这个判断并非常规的判断，而是先把j修改为5，再转换为真值，所以条件为真，打印出5。因此，这句可以解释为：如果i等于5，那么把j赋值为5，如果j大于1（因为之前已经为真），那么打印出j的值。这样用&&连结起来的判断语句替代了两个if条件分支语句。

正是基于逻辑运算特有的性质，我们可以通过&&，||来取代if/then等条件分支结构，这样就产生了命令列表。

命令列表

命令列表的执行规律

命令列表的执行规律符合逻辑运算的运算规律，用&&连接起来的命令，如果前者成功返回，将执行后面的命令，反之不然；用||连接起来的命令，如果前者成功返回，将不执行后续命令，反之不然。

范例：如果ping通www.lzu.edu.cn，那么打印连通信息

$ ping -c 1 www.lzu.edu.cn -W 1 && echo "=======connected======="

非常有趣的问题出来了，即我们上面已经提到的：为什么要让C程序在main函数的最后返回0？如果不这样，把这种程序放入命令列表会有什么样的结果？你自己写个简单的C程序看看，然后放入命令列表看看。

命令列表的作用

在有些时候取代if/then等条件分支结构，这样可以省略一些代码，而且使得程序比较美观、易读，例如：

范例：在脚本里判断程序的参数个数，和参数类型

 #!/bin/bashecho $#echo $1if [ $# -eq 1 ] && echo $1 | grep ^[0-9]*$ >/dev/null;then           echo "YES"fi

上例要求参数个数为1并且类型为数字。

再加上exit 1，我们将省掉if/then结构

 #!/bin/bashecho $#echo $1! ([ $# -eq 1 ] && echo $1 | grep ^[0-9]*$ >/dev/null) && exit 1echo "YES"

这样处理后，对程序参数的判断仅仅需要简单的一行代码，而且变得更美观。

总结

这一节介绍了shell编程中的逻辑运算，条件测试和命令列表。