Linux使用技巧：Bash测试和比较函数(1)

您是否为 Bash shell 中大量的测试和比较选项而困惑呢？这个技巧可以帮助您解密不同类型的文件、算术和字符串测试，这样您就能够知道什么时候使用 test、 [ ]、 [[ ]]、 (( )) 或 if-then-else 了。

Bash shell 在当今的许多 Linux® 和 UNIX® 系统上都可使用，是 Linux 上常见的默认 shell。Bash 包含强大的编程功能，其中包括丰富的可测试文件类型和属性的函数，以及在多数编程语言中可以使用的算术和字符串比较函数。理解不同的测试并认识到 shell 还能把一些操作符解释成 shell 元字符，是成为高级 shell 用户的重要一步。这篇文章摘自 developerWorks 教程 LPI exam 102 prep: Shells, scripting, programming, and compiling，介绍了如何理解和使用 Bash shell 的测试和比较操作。

这个技巧解释了 shell 测试和比较函数，演示了如何向 shell 添加编程功能。您可能已经看到过使用 && 和 || 操作符的简单 shell 逻辑，它允许您根据前一条命令的退出状态（正确退出或伴随错误退出）而执行后一条命令。在这个技巧中，将看到如何把这些基本的技术扩展成更复杂的 shell 编程。

测试

在任何一种编程语言中，学习了如何给变量分配值和传递参数之后，都需要测试这些值和参数。在 shell 中，测试会设置返回的状态，这与其他命令执行的功能相同。实际上，test 是个内置命令！

test 和 [

内置命令 test 根据表达式expr 求值的结果返回 0（真）或 1（假）。也可以使用方括号：test expr 和 [ expr ] 是等价的。 可以用 $? 检查返回值；可以使用 && 和 || 操作返回值；也可以用本技巧后面介绍的各种条件结构测试返回值。

清单 1. 一些简单测试

[ian@pinguino ~]$ test 3 -gt 4 && echo True || echo false

false

[ian@pinguino ~]$ [ "abc" != "def" ];echo $?

0

[ian@pinguino ~]$ test -d "$HOME" ;echo $?

0

在清单 1 的第一个示例中，-gt 操作符对两个字符值之间执行算术比较。在第二个示例中，用 [ ] 的形式比较两个字符串不相等。在最后一个示例中，测试 HOME 变量的值，用单目操作符 -d 检查它是不是目录。

可以用 -eq、 -ne、-lt、 -le、 -gt 或 -ge 比较算术值，它们分别表示等于、不等于、小于、小于等于、大于、大于等于。

可以分别用操作符 =、 !=、< 和 > 比较字符串是否相等、不相等或者第一个字符串的排序在第二个字符串的前面或后面。单目操作符 -z 测试 null 字符串，如果字符串非空 -n 返回 True（或者根本没有操作符）。

说明：shell 也用 < 和 > 操作符进行重定向，所以必须用 \< 或 \> 加以转义。清单 2 显示了字符串测试的更多示例。检查它们是否如您预期的一样。

清单 2. 一些字符串测试

[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 显示了一些更常见的文件测试。如果被测试的文件存在，而且有指定的特征，则结果为 True。

表 1. 一些常见的文件测试 操作符 特征

-d 目录

-e 存在（也可以用 -a）

-f 普通文件

-h 符号连接（也可以用 -L）

-p 命名管道

-r 可读

-s 非空

-S 套接字

-w 可写

-N 从上次读取之后已经做过修改

除了上面的单目测试，还可以使用表 2 所示的双目操作符比较两个文件：

表 2. 测试一对文件 操作符 为 True 的情况

-nt 测试 file1 是否比 file2 更新。修改日期将用于这次和下次比较。

-ot 测试 file1 是否比 file2 旧。

-ef 测试 file1 是不是 file2 的硬链接。

其他一些测试可以用来测试文件许可之类的内容。请参阅 bash 手册获得更多细节或使用 help test 查看内置测试的简要信息。也可以用 help 命令了解其他内置命令。

-o 操作符允许测试利用 set -o 选项 设置的各种 shell 选项，如果设置了该选项，则返回 True (0)，否则返回 False (1)，如清单 3 所示。

清单 3. 测试 shell 选项

[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 选项允许使用逻辑运算符 AND 和 OR 将表达式组合在一起。单目操作符 ! 可以使测试的意义相反。可以用括号把表达式分组，覆盖默认的优先级。请记住 shell 通常要在子 shell 中运行括号中的表达式，所以需要用 \( 和 \) 转义括号，或者把这些操作符括在单引号或双引号内。清单 4 演示了摩根法则在表达式上的应用。

清单 4. 组合和分组测试

[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 命令非常强大，但是很难满足其转义需求以及字符串和算术比较之间的区别。幸运的是，bash 提供了其他两种测试方式，这两种方式对熟悉 C、C++ 或 Java® 语法的人来说会更自然些。

(( )) 复合命令 计算算术表达式，如果表达式求值为 0，则设置退出状态为 1；如果求值为非 0 值，则设置为 0。不需要对 (( 和 )) 之间的操作符转义。算术只对整数进行。除 0 会产生错误，但不会产生溢出。可以执行 C 语言中常见的算术、逻辑和位操作。 let 命令也能执行一个或多个算术表达式。它通常用来为算术变量分配值。

清单 5. 分配和测试算术表达式

[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 (( )) 一样，利用复合命令 [[ ]] 可以对文件名和字符串使用更自然的语法。可以用括号和逻辑操作符把 test 命令支持的测试组合起来。

清单 6. 使用 [[ 复合命令

[ian@pinguino ~]$ [[ ( -d "$HOME" ) && ( -w "$HOME" ) ]] &&

> echo "home is a writable directory"

home is a writable directory

在使用 = 或 != 操作符时，复合命令 [[ 还能在字符串上进行模式匹配。匹配的方式就像清单 7 所示的通配符匹配。

清单 7. 用 [[ 进行通配符测试

[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

甚至还可以在 [[ 复合命令内执行算术测试，但是千万要小心。除非在 (( 复合命令内，否则 < 和 > 操作符会把操作数当成字符串比较并在当前排序序列中测试它们的顺序。清单 8 用一些示例演示了这一点。

清单 8. 用 [[ 包含算术测试

[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