Shell 运算符

在 Shell 脚本中，运算符是执行数学计算、逻辑判断、字符串操作和文件测试的核心工具。以下是 Shell 基本运算符的详细讲解，涵盖 算术运算符、关系运算符、布尔运算符、字符串运算符和文件测试运算符，并附有示例说明。

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1. 算术运算符

用于执行数学运算（加减乘除、取模、赋值等）。Shell 本身不支持浮点数运算，但可以通过 bc 命令实现。

常用算术运算符

运算符	说明	示例代码
+	加法	a=$((10 + 5))
-	减法	a=$((10 - 5))
*	乘法	a=$((10 * 5))
/	除法	a=$((10 / 3))（结果为 3）
%	取余	a=$((10 % 3))（结果为 1）
=	赋值	a=10
+=	加后赋值	a=10; a+=5（等价于 a=15）
-=	减后赋值	a=10; a-=5（等价于 a=5）

算术运算的实现方式

• expr 命令（较老，需注意空格和转义）：

  # 注意空格和乘号转义
  val=$(expr 10 + 5)       # 加法
  val=$(expr 10 \* 5)      # 乘法（* 需转义）
  

• let 命令（直接操作变量，无需 $ 符号）：

  let a=10+5               # a=15
  let a*=2                # a=30（a = a * 2）
  

• $(( )) 表达式（推荐方式，简洁高效）：

  a=10
  b=5
  sum=$((a + b))          # sum=15
  product=$((a * b))      # product=50
  

示例：计算表达式

#!/bin/bash
a=15
b=4
sum=$((a + b))            # 19
difference=$((a - b))     # 11
product=$((a * b))        # 60
quotient=$((a / b))       # 3（整数除法）
remainder=$((a % b))      # 3（取余）

echo "$a + $b = $sum"
echo "$a / $b (整除) = $quotient"

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2. 关系运算符

用于比较两个数值的大小关系，仅支持数字比较。

常用关系运算符

运算符	说明	示例代码
-eq	等于	[ 10 -eq 10 ]
-ne	不等于	[ 10 -ne 20 ]
-lt	小于	[ 5 -lt 10 ]
-le	小于等于	[ 10 -le 10 ]
-gt	大于	[ 20 -gt 10 ]
-ge	大于等于	[ 10 -ge 5 ]

示例：数值比较

#!/bin/bash
a=10
b=20

if [ $a -eq $b ]; then
  echo "$a 等于 $b"
else
  echo "$a 不等于 $b"
fi

if [ $a -lt $b ]; then
  echo "$a 小于 $b"
fi

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3. 布尔运算符

用于组合多个条件，构建复杂的逻辑判断。

常用布尔运算符

运算符	说明	示例代码
&&	逻辑与	[ $a -gt 5 ] && [ $a -lt 20 ]
||	逻辑或	[ $a -lt 5 ] || [ $a -gt 15 ]
!	逻辑非	[ ! $a -eq 10 ]

示例：布尔逻辑

#!/bin/bash
a=15

if [ $a -gt 10 ] && [ $a -lt 20 ]; then
  echo "$a 在 10 到 20 之间"
fi

if [ $a -lt 5 ] || [ $a -gt 20 ]; then
  echo "$a 不在 5 到 20 范围内"
else
  echo "$a 在 5 到 20 范围内"
fi

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4. 字符串运算符

用于字符串比较和操作。

常用字符串运算符

运算符	说明	示例代码
=	等于	[ "$str1" = "$str2" ]
!=	不等于	[ "$str1" != "$str2" ]
-z	字符串为空	[ -z "$str" ]
-n	字符串非空	[ -n "$str" ]

示例：字符串操作

#!/bin/bash
str1="Hello"
str2="World"
str3=""

if [ "$str1" = "$str2" ]; then
  echo "字符串相等"
else
  echo "字符串不等"
fi

if [ -z "$str3" ]; then
  echo "str3 是空字符串"
fi

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5. 文件测试运算符

用于检查文件或目录的属性（是否存在、是否为文件、权限等）。

常用文件测试运算符

操作符	说明
-b	检测文件是否是块设备文件，如果是，则返回 true。
-c	检测文件是否是字符设备文件，如果是，则返回 true。
-d	检测文件是否是目录，如果是，则返回 true。
-f	检测文件是否是普通文件（既不是目录，也不是设备文件），如果是，则返回 true。
-g	检测文件是否设置了 SGID 位，如果是，则返回 true。
-k	检测文件是否设置了粘着位(Sticky Bit)，如果是，则返回 true。
-p	检测文件是否是有名管道，如果是，则返回 true。
-u	检测文件是否设置了 SUID 位，如果是，则返回 true。
-r	检测文件是否可读，如果是，则返回 true。
-w	检测文件是否可写，如果是，则返回 true。
-x	检测文件是否可执行，如果是，则返回 true。
-s	检测文件是否为空（文件大小是否大于0），不为空返回 true。
-e	检测文件（包括目录）是否存在，如果是，则返回 true。

示例：文件检查

#!/bin/bash
file="example.txt"

if [ -e "$file" ]; then
  echo "$file 存在"
  if [ -f "$file" ]; then
    echo "$file 是普通文件"
  fi
else
  echo "$file 不存在"
fi

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6. 特殊运算符

• 命令替换（$(command)）：将命令的输出作为变量值。

  current_time=$(date)
  echo "当前时间：$current_time"
  

• 变量引用（${var}）：明确变量边界，避免歧义。

  name="John"
  echo "Hello, ${name}!"  # 输出 Hello, John!
  

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7. 注意事项

1. 空格问题：Shell 运算符两侧必须有空格，例如 [ $a -eq $b ]。
2. 变量引用：使用 ${var} 明确变量边界，例如 echo "Value: ${var}X"。
3. 运算符选择：优先使用 $(( )) 进行整数运算，bc 处理浮点数。
4. 转义字符：expr 中的乘号 * 需要转义为 \*。

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总结

Shell 运算符是编写脚本时不可或缺的工具，掌握它们可以帮助你高效处理数学计算、逻辑判断、字符串操作和文件测试。推荐使用 $(( )) 进行整数运算，结合 [ ] 或 [[ ]] 进行条件判断，灵活运用布尔运算符和文件测试运算符，提升脚本的健壮性和功能性。

千里之行，始于足下

希望对你有帮助！