# 布尔运算 **关注作者公众号**： \ ![](/files/-MRfZZWty4bKGjJ7aqBQ)
## 布尔运算 * [前言](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_1) * [常规的布尔运算](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_2) * [在 Shell 下如何进行逻辑运算](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_3) * [范例：true or false](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_4) * [范例：与运算](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_5) * [范例：或运算](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_6) * [范例：非运算，即取反](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_7) * [Bash 里头的 true 和 false 是我们通常认为的 1 和 0 么？](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_8) * [范例：返回值 v.s. 逻辑值](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_9) * [范例：查看 true 和 false 帮助和类型](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_10) * [条件测试](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_11) * [条件测试基本使用](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_12) * [范例：数值测试](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_13) * [范例：字符串测试](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_14) * [范例：文件测试](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_15) * [各种逻辑测试的组合](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_16) * [范例：如果 a，b，c 都等于下面对应的值，那么打印 YES，通过 -a 进行与测试](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_17) * [范例：测试某个“东西”是文件或者目录，通过 -o 进行“或”运算](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_18) * [范例：测试某个“东西”是否为文件，测试 `!` 非运算](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_19) * [比较 -a 与 &&, -o 与 ||， ! test 与 test !](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_20) * [范例：要求某文件可执行且有内容，用 -a 和 && 分别实现](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_21) * [范例：要求某个字符串要么为空，要么和某个字符串相等](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_22) * [范例：测试某个数字不满足指定的所有条件](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_23) * [命令列表](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_24) * [命令列表的执行规律](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_25) * [范例：如果 ping 通 www.lzu.edu.cn，那么打印连通信息](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_26) * [命令列表的作用](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_27) * [范例：在脚本里判断程序的参数个数，和参数类型](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_28) * [小结](/shellbook/01-chapter3.md#toc_17877_9500_29) ### 前言 上个礼拜介绍了[Shell编程范例之数值运算](/shellbook/01-chapter2.md)，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"; fi YES $ if false;then echo "YES"; else echo "NO"; fi NO ``` **范例：与运算** ``` $ if true && true;then echo "YES"; else echo "NO"; fi YES $ if true && false;then echo "YES"; else echo "NO"; fi NO $ if false && false;then echo "YES"; else echo "NO"; fi NO $ if false && true;then echo "YES"; else echo "NO"; fi NO ``` **范例：或运算** ``` $ if true || true;then echo "YES"; else echo "NO"; fi YES $ if true || false;then echo "YES"; else echo "NO"; fi YES $ if false || true;then echo "YES"; else echo "NO"; fi YES $ if false || false;then echo "YES"; else echo "NO"; fi NO ``` **范例：非运算，即取反** ``` $ if ! false;then echo "YES"; else echo "NO"; fi YES $ if ! true;then echo "YES"; else echo "NO"; fi NO ``` 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，它们都是 Shell 的内置命令，只是它们的返回值是一个“逻辑值”： ``` $ true $ echo $? 0 $ false $ echo $? 1 ``` 可以看到 `true` 返回了 0，而 `false` 则返回了 1 。跟我们离散数学里学的真值 1 和 0 并不是对应的，而且相反的。 **范例：查看 true 和 false 帮助和类型** ``` $ help true false true: true Return a successful result. false: false Return an unsuccessful result. $ type true false true is a shell builtin false is a shell builtin ``` 说明：`$?` 是一个特殊变量，存放有上一次进程的结束状态（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，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），相反地，它们返回的是 0 和 1 。不过庆幸地是，我们在做逻辑运算时，无须关心这些。 ### 条件测试 从上节中，我们已经清楚地了解了 Shell 下的“逻辑值”是什么：是进程退出时的返回值，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，再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"; fi YES $ if test 5 -ne 5;then echo "YES"; else echo "NO"; fi NO ``` **范例：字符串测试** ``` $ if test -n "not empty";then echo "YES"; else echo "NO"; fi YES $ if test -z "not empty";then echo "YES"; else echo "NO"; fi NO $ if test -z "";then echo "YES"; else echo "NO"; fi YES $ if test -n "";then echo "YES"; else echo "NO"; fi NO ``` **范例：文件测试** ``` $ if test -f /boot/System.map; then echo "YES"; else echo "NO"; fi YES $ if test -d /boot/System.map; then echo "YES"; else echo "NO"; fi NO ``` #### 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，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"; fi YES ``` **范例：测试某个“东西”是文件或者目录，通过 -o 进行“或”运算** ``` $ if test -f /etc/profile -o -d /etc/profile;then echo "YES"; else echo "NO"; fi YES ``` **范例：测试某个“东西”是否为文件，测试 ! 非运算** ``` $ if test ! -f /etc/profile; then echo "YES"; else echo "NO"; fi NO ``` 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` 的更多用法。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：要求某文件可执行且有内容，用 -a 和 && 分别实现** ``` $ cat > test.sh #!/bin/bash echo "test" [CTRL+D] # 按下组合键CTRL与D结束cat输入，后同，不再注明 $ chmod +x test.sh $ if test -s test.sh -a -x test.sh; then echo "YES"; else echo "NO"; fi YES $ if test -s test.sh && test -x test.sh; then echo "YES"; else echo "NO"; fi YES ``` **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"; fi YES $ if test -z "$str2" || test "$str2" == "$str1"; then echo "YES"; else echo "NO"; fi YES ``` **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"; fi YES $ if ! test $i -lt 5 -a $i -eq 6; then echo "YES"; else echo "NO"; fi YES ``` 很容易找出它们的区别，`-a` 和 `-o` 作为测试命令的参数用在测试命令的内部，而 `&&` 和 `||` 则用来运算测试的返回值，`!` 为两者通用。需要关注的是： * 有时可以不用 `!` 运算符，比如 `-eq` 和 `-ne` 刚好相反，可用于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 * 在测试字符串时，所有变量建议用双引号包含起来，以防止变量内容为空时出现仅有测试参数，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"; fi YES $ if test $i -ne 5; then echo "YES"; else echo "NO"; fi NO $ if test ! $i -eq 5; then echo "YES"; else echo "NO"; fi NO ``` * 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"; fi YES $ if [ $i -gt 4 ] && [ $i -lt 6 ]; then echo "YES"; else echo "NO"; fi YES ``` * 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 expected NO $ if [ "$str" = "test" ]; then echo "YES"; else echo "NO"; fi NO ``` 到这里，**条件测试**就介绍完了，下面介绍**命令列表**，实际上在上面我们已经使用过了，即多个test命令的组合，通过 `&&`，`||` 和 `!` 组合起来的命令序列。这种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 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](http://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，然后放入命令列表看看。 #### 命令列表的作用 有时用命令列表取代 `if/then` 等条件分支结构可以省掉一些代码，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/bash echo $# echo $1 if [ $# -eq 1 ] && (echo $1 | grep '^[0-9]*$' >/dev/null);then echo "YES" fi ``` 说明：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/bash echo $# echo $1 ! ([ $# -eq 1 ] && (echo $1 | grep '^[0-9]*$' >/dev/null)) && exit 1 echo "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。 ### 小结 这一节介绍了 Shell 编程中的逻辑运算，条件测试和命令列表。 --- # Agent Instructions: Querying This Documentation If you need additional information that is not directly available in this page, you can query the documentation dynamically by asking a question. Perform an HTTP GET request on the current page URL with the `ask` query parameter: ``` GET https://tinylab-1.gitbook.io/shellbook/01-chapter3.md?ask= ``` The question should be specific, self-contained, and written in natural language. The response will contain a direct answer to the question and relevant excerpts and sources from the documentation. Use this mechanism when the answer is not explicitly present in the current page, you need clarification or additional context, or you want to retrieve related documentation sections.