Linux Shell之表达式

严格来说，shell中没有表达式的概念。Shell本身其实只是一堆命令的集合，当然也不是胡乱的堆在一起，而是有一定的组织。只是这个组织不那么严谨，所以本文不是要真的总结所谓的表达式，而是把shell中一些犄角旮旯的东西拼凑在一起，实在不知道它们属于那个分类。。

• 命令代换
  其实就是这篇文章中的反引号所起的作用。但是命令代换还有另一种形式，如下：

m@meng:~/scripts$ m=`date`
m@meng:~/scripts$ echo $m
2015年 06月 25日 星期四 10:40:24 CST
m@meng:~/scripts$ n=$(date)
m@meng:~/scripts$ echo $n
2015年 06月 25日 星期四 10:40:37 CST

也就是说，`command`和$(command)的效果是一样的。

• 算术代换
  前面说过，将一个变量声明为整数类型时，它就可以做算术运算，或者说，赋值给这个变量的数字不再被当成字符串，而是真正的数字。如果没有这个整数声明，那么把一个数字或算术表达式赋值给一个变量时，它的值仍被视为普通字符串。
  但是现在，有另一个方法可以达到这个效果，就是符号$((expr))。处于内括号中的变量将直接被视为整数，而不必事先声明其为整数类型。如下：

m@meng:~/scripts$ r=3+4
m@meng:~/scripts$ echo $r
3+4
m@meng:~/scripts$ echo $(($r))
7
m@meng:~/scripts$ echo $(($r+3))
10

不过，$(()) 中只能用+-*/和()运算符,并且只能做整数运算。

• 引号
  Shell脚本中的单引号和双引号一样都是字符串的界定符，两者的区别在于，单引号中的所有字符都被视为普通字符，而舍弃其功能含义。比如’$’是变量值提取符，但是放在单引号中就是’\$’的字面值，如下：

m@meng:~/scripts$ q=5
m@meng:~/scripts$ echo "$q"
5
m@meng:~/scripts$ echo ‘$q‘
$q

所以，在单引号中使用变量一定要小心。
所谓界定符，其实就是将界定符内的字符串视为一个整体，而不会被空格等分隔符打断。
在双引号内，所有的特殊字符将保持其转义含义，如上面的’$’。如果想让双引号中的某个特殊字符恢复其本来面目，即取其字面值，可以在它前面添加转义字符’\’，如下：

m@meng:~/scripts$ echo "\$q"
$q

• 退出状态
  在shell中，可以认为一条命令就是一个表达式。表达式都是有值的，而一条命令的值是什么呢？是它的执行结果吗？比如ls列出来的文件？实际上，可以把命令的出口状态视为“命令表达式”的值：命令执行完毕后，会有一个出口状态来表示这条命令是否执行成功，一般情况下，shell中命令执行成功出口状态为0；失败为1或其他非0值。可以使用系统变量“#?”来查询上一条命令的出口状态，如：

m@meng:~/scripts$ grep m new 
m@meng:~/scripts$ echo $?
1
m@meng:~/scripts$ cat new 
的
m@meng:~/scripts$ echo $?
0
m@meng:~/scripts$ m=4
m@meng:~/scripts$ echo $?
0

上例，grep命令在new文件中没有找到字符”m”，所以其出口状态为1；其他都为0，包括赋值语句。
退出状态经常用做if语句的判断条件。

• test表达式
  虽然可以直接使用命令的出口状态作为if、while等语句的判断条件，但是更常使用的却是test等专门的测试命令。
  test命令的语法为：
  test 表达式
  test主要用来执行三类测试：文件属性、数值比较、字符串比较。如果测试结果为真,则该命令的Exit Status为0,如果测试结果为假,则命令的Exit Status为1。

  • 文件测试
    格式为： test options file。主要的options包括：

    • -e 测试file的存在性，若存在则值为0；否则为1。这个结果跟执行普通命令得到的出口状态是一致的。
    • -d 测试file是否为目录，是为0；否为1。
    • -f 若file是普通文件，结果为真（即，值为0）.
    • -s 测试文件是否为非空，若file存在且非空，为0；否则，即不存在或者是空文件，为1。
    • -r file存在且只读，为真。
    • -w file存在且可写，为真。
    • -x file存在且可执行，为真。

  • 数字测试
    数字测试的比较运算符竟然使用的是文字，对比如下（左侧是C语言使用的传统的运算符，右侧是shell使用的）：
    == : -eq
    != : -ne
    > : -gt
    \< : -lt
    >= : -ge
    \<= : -le

  • 字符串测试
    -z str: 若str的长度是0，结果为真（谨记：真 <==> $? == 0）
    -n str: 若str的长度不是0，结果为真
    s1 = s2 : 两个字符串相等，结果为真
    s1 != s2 : 两个字符串不等，结果为真
    str ： 不加任何选项来测试str，效果同-n

    ---

• [ ] 表达式
  实际上，只有 [ 是命令，而 ] 只是界定符。[ 命令与test命令基本相同，唯一的区别就是格式不同，[ 命令需要将要测试的表达式置于括号中，###且表达式左右两边分别要和[ ]留一个空格###，如[ -z “empty” ]。据说，[ 命令的效率稍微高一些，我没验证过。
  还有一点：###[ 命令不支持运算符“>”和“<”###，所以对于字符串比较运算的支持可能差一点，这是唯二的区别。。。。

  ---

• [[ ]]表达式
  扩展了[ ]命令，首先就是支持了运算符“>”和“<”，另外还支持逻辑运算&&，||，!，如下：

m@meng:~/scripts$ [ er > et ]
m@meng:~/scripts$ echo $?
0
m@meng:~/scripts$ [[ er > et ]]
m@meng:~/scripts$ echo $?
1

显然，er > et结果应该为假，所以测试表达式的出口状态是1。但是[]没有效果，而[[ ]]测试正确。

m@meng:~/scripts$ [ er > et || er < et ]
bash: [: 缺少 `]`
er：未找到命令
m@meng:~/scripts$ [[ er > et || er < et ]]
m@meng:~/scripts$ echo $?
0
m@meng:~/scripts$ [[ er > et && er < et ]]
m@meng:~/scripts$ echo $?
1

• 算术表达式
  
  • (( ))表达式
    似乎有点凌乱了，(( ))与$(( ))的区别在于，后者可以把计算结果提取出来作为一个值使用，我个人感觉，’$’这个符号就是用来提取值的，比如引用变量的时候也用它。而符号(( ))只是完成计算本身，至于保存结果，虽然也可以，但是不是主业。还是直接看命令吧：

m@meng:~/scripts$ ((m=4-2))
m@meng:~/scripts$ echo $m
2
m@meng:~/scripts$ m=$((4-2))
m@meng:~/scripts$ echo $m
2

这意味着，((m=4-2))和m=$((4-2))效果是一样的，也就是说在(())内部可以直接完成赋值。
~~~~

m@meng:~/scripts$ echo $((4-2))
2
m@meng:~/scripts$ echo ((4-2))
bash: 未预期的符号 ‘(‘ 附近有语法错误

这说明，(())不负责保存结果，想要结果的话，用’$’来提取。
~~~~

m@meng:~/scripts$ m=3;n=2
m@meng:~/scripts$ echo $((m-n))
1

这说明，在(())内部使用变量时，不需要添加’$’符号。
~~~~

m@meng:~/scripts$ m=3;n=2
m@meng:~/scripts$ echo $((m<n))
0
m@meng:~/scripts$ echo $((m>n))
1

显然，(())还支持比较运算，唯一的问题是，它的出口状态与test等其他命令恰好相反！
~~~~
总结一下这个表达式：
1、只支持整数运算；
2、支持的运算包括：=(赋值)、==（相等）、>= <= < > % + - * / -= += /= *= %=，很丰富了。

• let表达式
  与上面那个基本一样，只是格式不同罢了，let中表达式写在let后面，而不是括号中。另外，由于不像(())有天然的界定符，所以算式中有空格时，需要用引号括起来。
• expr表达式
  以后再写吧，好累。。。上面的已经够用了。
  

  ---

逻辑运算
主要有&&、||、-a、-o、!和()，用来计算表达式之间的逻辑运算，支持用括号()来进行组合，逻辑运算符和表达式之间要有空格。
[[]]命令只支持符号，不支持-a和-o选项。

m@meng:~/scripts$ [[ er > et -o er < et ]]
bash: 条件表达式中有语法错误
bash: ‘-o‘ 附近有语法错误

完。