关于后端:13种Shell逻辑与算术能写出5种算你赢

相较于最后的 Bourne shell，古代 bash 版本的最大改良之一体现在算术方面。晚期的 shell 版本没有内建的算术性能，哪怕是给变量加 1，也得调用独自的程序来实现。

1、算术办法一：$(())

只有都是整数运算，就能够在 $(()) 的算术表达式内应用所有的规范运算符。还有一个额定的运算符：能够用 ** 进行幂运算，如下：

COUNT=$((COUNT + 5 + MAX * 2))

或者：

MAX=$((2**8))

$(()) 表达式内不须要应用空格，不过在运算符和操作数两边加上空格也不妨（但 ** 必须写在一起）。然而 = 两边绝不能呈现空格，这和 bash 变量赋值的规定一样。如果你按以下形式写：

COUNT = $((COUNT+5))   # 留神 = 号两边多了空格，可不像你想的那样！

那么，bash 会尝试运行一个名为 COUNT 的程序，其第一个参数为 =，第二个参数为 $COUNT 与 5 之和。记住，别在赋值号两边加空格！

另一个怪异之处是，通常呈现在 shell 变量前示意取值的 $ 符号（如 $COUNT 或 $MAX）在双括号外部是不须要的。例如，咱们能够写：

$((COUNT + 5 + MAX * 2))

shell 变量前并没有 $ 符号，实际上，内部的 $ 利用于整个表达式。但如果用到了地位参数（如 $2），那么 $ 还是少不了的，因为只有这样能力辨别地位参数与数字常量（如 2）。以下是一个示例。

COUNT=$((COUNT + $2 + OFFSET))

也能够用逗号运算符造成级联赋值，如下图：

echo $((X+=5 , Y*=3))

该表达式执行两次赋值操作，而后由 echo 显示出第二个子表达式的后果（因为逗号运算符返回其第二个操作数的值）。

2、算术办法二：let

除去应用 $(())可进行算术运算外，还能够应用 let 语句，如下:

let COUNT=COUNT+5

同 $(())一样，在应用变量时不须要应用 $ 符号。然而，当咱们须要应用 let 进行 COUNT=$((COUNT + 5 + MAX * 2))格局的运算时，须要应用到引号‘’, 如下：

let COUNT+='5+MAX*2'

let 语句和 $(()) 语法的另一处重要区别在于两者解决空白字符（空格字符）的形式不同。对 let 语句来说，要么增加引号，要么赋值运算符（=）和其余运算符两边不能呈现空格。必须将运算符和操作数放在一起造成一个单词。以下两种写法都没问题。

let i=2+2
let "i = 2 + 2"

$(()) 语法就宽松多了，它容许各种空白字符呈现在双括号内。这种写法不易出错，代码的可读性也要好得多，是咱们执行 bash 整数运算时的首选形式。

3、bash 中的赋值运算符

4、条件分支 if

条件判断，逻辑分支是任何一个语言都会遇到的问题，bash 中同其余语言相似，都是应用 if 进行条件判断，如下：

if [$# -lt 3]
then
 printf "%b" "Error. Not enough arguments.\n"
 printf "%b" "usage: myscript file1 op file2\n"
 exit 1
fi

或者：

if (($# < 3))
then
 printf "%b" "Error. Not enough arguments.\n"
 printf "%b" "usage: myscript file1 op file2\n"
 exit 1
fi

以下是一个带有 elif（bash 中的 else-if）和 else 子句的残缺 if 语句。如下：

if (($# < 3))
then
 printf "%b" "Error. Not enough arguments.\n"
 printf "%b" "usage: myscript file1 op file2\n"
 exit 1
elif (($# > 3))
then
 printf "%b" "Error. Too many arguments.\n"
 printf "%b" "usage: myscript file1 op file2\n"
 exit 2
else
 printf "%b" "Argument count correct. Proceeding...\n"
fi

对于 if，咱们有两个问题须要明确，别离是：

• if 语句的根本构造
• if 表达式的不同语法（括号或方括号，运算符或选项）

5、if 的根本构造

依照 bash 手册页中的形容，if 语句的个别模式如下所示。

if list; then list; [elif list; then list;] ... [else list;]
fi

[和] 用于划分语句中的可选局部（例如，有些 if 语句中就没有 else 子句）。咱们先来看看不带任何可选局部的 if 语句。

最简略的 if 语句模式如下所示。

if list; then list; fi

在 bash 中，和换行符一样，分号的作用也是完结某个语句。咱们能够用分号将解决方案局部中的示例塞进更少的行中，但应用换行符的可读性更好。then list 的存在看起来是有意义的，其中的语句在 if 条件为真的状况下执行（咱们也能够从其余编程语言中猜想进去）。然而，if list 算是怎么回事？难道不应该是 if expression 吗？

没错，但这是 shell，一个命令处理器。它的次要工作就是执行命令。因而，if 前面的 list 就是搁置命令列表的中央。你可能会问，决定分支走向（then 子句或 else 子句）的是什么呢？答案是list 中最初一个命令的返回值。

咱们通过一个有点奇怪的示例来阐明这一点。如下：

$ cat trythis.sh // 查看脚本内容，如下所示

if ls; pwd; cd $1; 

then

 echo success

else

 echo failed

fi

// 执行脚本，传递一个参数
$ bash ./trythis.sh /tmp

在这个奇怪的脚本中，shell 会在抉择分支前执行 3 个命令（ls、pwd、cd），其中 cd 命令的参数是调用该脚本时所提供的第一个命令行参数。如果没有提供参数，那就只执行 cd，返回到主目录中。后果会是怎么？你能够本人试试。最终是显示“success”还是“failed”，取决于 cd 命令是否执行胜利。在示例中，cd 是 if 语句命令列表中的最初一个命令。如果 cd 执行失败，就转到 else 子句；但如果执行胜利，则抉择 then 子句。

6、if 中的 [] 和 (())

咱们一起来看上面的例子：

if test $# -lt 3
then
 echo try again.
fi

后面讲到 if 前面是 list 是命令列表，尽管此处不是命令列表，但有没有从中看出起码相似于单个 shell 命令（内建命令 test 承受参数并比拟参数值）的货色？

在本章结尾，咱们给出的第一个示例中结尾的 if [$# -lt 3] 看起来很像 test 命令。这是因为 [其实只是雷同命令的不同名称而已。（出于可读性和好看方面的思考，调用 [ 时还要求将] 作为最初一个参数。）因而，对于该语法，if 语句中的表达式其实就是一个只蕴含单个命令（test 命令）的列表。

在晚期的 Unix 中，test 是一个独立的可执行文件，[只是指向该文件的链接。当初两者仍以可执行文件的模式存在，但 bash 也将它们实现为内建命令。

那么 if (($# < 3)) 又是什么意思？

双括号是复合命令的一种。因为它会对其中的算术表达式求值，所以能在 if 语句中派上用场。这是一处比拟新的 bash 改良，专门用于有 if 语句的场合。

可用于 if 语句的这两种语法之间的重要区别在于 测试的表达方式及其可能测试的对象品种。

双括号仅限于算术表达式，方括号 还能够 测试文件个性，但后者的算术测试语法远不如前者不便，尤其是用括号将表达式划分成若干子表达式时。

当咱们应用 [] 时，肯定要留神空格是必须存在的，如下图：

if [-d "/opt/"]

7、测试文件的个性

为了进步脚本的稳健性，你心愿在读取输出文件前先查看该文件是否存在；另外，还想在写入输入文件前确认其是否具备写权限，在用 cd 切换目录前看看到底有没有这个目录。这些该如何在 bash 脚本中实现呢？如下所示：

#!/usr/bin/env bash
# 实例文件：checkfile
#
DIRPLACE=/tmp
INFILE=/home/yucca/amazing.data
OUTFILE=/home/yucca/more.results

if [-d "$DIRPLACE"] // 判断是否目录
then
    cd $DIRPLACE
    if [-e "$INFILE"] // 判断文件是否存在
    then
        if [-w "$OUTFILE"] // 判断文件是否领有写权限
        then
            doscience < "$INFILE" >> "$OUTFILE"
        else
               echo "cannot write to $OUTFILE"
        fi
    else
        echo "cannot read from $INFILE"
    fi
else
    echo "cannot cd into $DIRPLACE"
fi

将各种文件名援用全都放入了引号，以防路径名中蕴含空格。在下面的例子，咱们应用了测试文件是否是目录(-d)、文件是否存在(-e)、文件是否有写权限(-w), 咱们也能够测试一些别的文件个性，其中有 3 个个性要用到双目运算符（承受两个文件名）。

• FILE1 -nt FILE2 是否更新（查看文件的批改工夫）。现有文件要比不存在的文件“新”。
• FILE1 -ot FILE2 是否更旧。同样，不存在的文件要比现有文件“旧”。
• FILE1 -ef FILE2 具备雷同设施和 inode 编号（即使由不同链接所指向，也视为雷同的文件）

后面应用的 -e、-d、- w 都属于单目运算符，其模式为 option filename，例如，if [-e myfile]

8、测试多个个性

后面，咱们测试每个个性都是应用独自一个 if 语句，那么咱们测试多个个性时，必须嵌套 if 语句吗？

应用 -a（逻辑与）和 -o（逻辑或）运算符将多个测试条件组合成一个表达式。例如：

if [-r $FILE -a -w $FILE]

该 if 语句会测试指定文件是否可读 并且 可写。

测试时，为啥不加上 - e 呢？因为所有的文件测试条件都隐含了该文件存在的测试，所以测试文件可读性时不必测试文件是否存在。如果文件不存在，天然也就不可读。这些逻辑运算符（-a 示意 AND，-o 示意 OR）可用于所有的测试条件，并不局限于文件测试。

同一个语句中能够呈现多个 AND/OR。你可能要用括号来取得正确的优先级，比方 a and (b or c)，但肯定要记得在括号前加上反斜杠或将括号放进引号，以打消其非凡含意。如下：

if [-r "$FN" -a \( -f "$FN" -o -p "$FN" \) ]

9、测试字符串个性

你心愿在应用字符串前先检查一下它们的值。这些字符串能够是用户输出、读入的文件或传入脚本的环境变量。如何用 bash 脚本实现呢？

你能够在 if 语句中应用单方括号模式的 test 命令进行一些简略的测试，其中包含查看变量是否蕴含文本以及两个变量中的字符串是否雷同。如下脚本所示：

# 应用命令行参数
VAR="$1"
#
# if ["$VAR"]这种模式通常也管用，但并不是一种好的写法，加上 - n 会更清晰

if [-n "$VAR"]
then
    echo has text
else
    echo zero length
fi

if [-z "$VAR"]
then
    echo zero length
else echo has text
fi

长度为 0 的变量有两种：设置为空串的变量和不存在的变量。示例中的测试并不辨别这两种状况。它只关怀变量中是否有字符存在。

重要的是要将 $VAR 放进引号，否则测试会被一些怪异的用户输出烦扰。如果 $VAR 的值是 x -a 7 -lt 5 且没有应用引号，那么下列语句：

if [-z $VAR]

就会变成（在变量扩大之后）：

if [-z x -a 7 -lt 5]

10、测试等量关系

你想要查看两个 shell 变量是否相等，然而存在两种测试运算符：-eq 和 =（或 ==）。该用哪个呢？

你须要的比拟类型决定了该用哪种运算符。

• 如果是进行数值比拟，能够应用 -eq 运算符。
• 如果是进行字符串比拟，则应用 =（或 ==）运算符。

上面，咱们通过一个简略的脚本例子来演示，如下：

#
# 陈词滥调的字符串与数值比拟
#

VAR1="05"
VAR2="5"
printf "%s" "do they -eq as equal?"
if ["$VAR1" -eq "$VAR2"]
then
    echo YES
else
    echo NO
fi

printf "%s" "do they = as equal?"

if ["$VAR1" = "$VAR2"]
then
    echo YES
else
    echo NO
fi

如果，咱们运行脚本，则会失去如下后果：

$ ./ 脚本名
do they -eq as equal? YES
do they = as equal? NO
$

只管两个变量的数值相等（5），但从字符角度来看，前导字符 0 和空白字符意味着这两个字符串并不相同。

= 和 == 都能够应用，但 = 合乎 POSIX 规范，可移植性更好。

应用 if，咱们能够在脚本中进行分支判断。然而对于零碎而言，循环同分支一样是常见需要。所以 Shell 一样反对循环操作

11、循环一段时间

对于算术条件，应用 while 循环：

while ((COUNT < MAX)) // 判断条件是否成立
do // 语法要求，以 do 开始
 some stuff
 let COUNT++
done // 语法要求，以 done 完结

对于文件系统相干的条件：

while [-z "$LOCKFILE"]
do
 some things
done

第一个 while 语句中的双括号界定了算术表达式，这很像 shell 变量赋值中用到的 $(())。双括号内呈现的变量名示意取值。也就是说，不须要写成 $VAR，间接在括号中应用 VAR 就行了。

while [-z”$LOCKFILE”] 中的方括号和 if 语句中的一样，等同于应用 test 命令。

应用(()) 时，shell 会对其中的表达式求值，如果后果为非 0，那么 (()) 就返回 0；如果后果为 0，则返回 1。这意味着咱们能够像 Java 或 C 程序员那些书写表达式，但 while 语句沿用的仍旧是 bash 那一套，视 0 为真。实际上，这意味着咱们能够编写一个有限循环：

while ((1))
do

 ...dosomething

done

12、循环若干次

如果须要循环够肯定次数。能够应用 while 循环，在计数时进行测试，不过编程语言中的 for 循环正是针对这种状况设计的。那么，如何在 bash 中实现呢？

应用 for 循环语法的一种特例，看起来和 C 语言中的差不多，但应用的是双括号。

for ((i=0 ; i < 10 ; i++)) ; do echo $i ; done

在晚期的 shell 版本中，for 循环只能依照固定的列表项进行迭代。和文件名之类的打交道时，shell 脚本是面向单词的，就此而言，这算得上是一个不错的翻新。但如果须要计数，用户会发现自己可能写出了如下代码。

for i in 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
do
 echo $i
done

看起来还行，尤其是循环次数不多时。可是说实话，换成 500 次循环可就不好使了。

bash 2.04 版开始引入一种 for 循环的变体，语法与 C 语言相似。其个别模式如下所示。

for ((expr1 ; expr2 ; expr3)) ; do list ; done

双括号表明这是算术表达式，在其中援用变量时，不必加 $（但 $1 等地位参数除外），只有是 bash 中呈现双括号的中央，均是如此。该表达式是整数表达式，能够应用包含逗号（用于在一个表达式中放入多个操作）在内的大量运算符。

for ((i=0, j=0 ; i+j < 10 ; i++, j++))
do
 echo $((i*j))
done

for 循环先初始化了两个变量（$i 和 $j），而后在第二个更简单的子表达式中对 $i 和 $j 求和，接着判断是否小于 10。第三个子表达式再次用逗号运算符累加这两个变量。

13、在循环中应用浮点值

带有算术表达式的 for 循环只能执行整数运算。如果是浮点值，该怎么办呢？

如果零碎提供了 seq 命令，则能够用它来生成浮点值。

for fp in $(seq 1.0 .01 1.1)
do
 echo $fp; other stuff too
done

seq 命令会生成一系列浮点值，每行一个。该命令的参数顺次是起始值、增量、完结值。$() 在子 shell 中执行命令，返回后果中的换行符会被空白字符替换，因而，就 for 循环而言，每个值都是字符串。

本文由 传智教育博学谷 教研团队公布。

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