作者:IvanCodes
日期:2025年8月10日
专栏:Linux教程
思维导图
一、算术运算符:加减乘除取模
在我们写shell脚本时,做点基本的数学运算还是经常需要的。常用的算术运算符跟我们平时学的一样:
+
: 加
-
: 减
*
: 乘 (小提示:有时候在某些命令里可能需要写成\*
)
/
: 除 (在 Shell 里通常是取整数部分)
%
: 取余数 (求模)
想在 Shell 里算个数,有下面这几种方法:
方法一:用 expr
命令 (比较老资格的方法,语法稍微有点怪)
- 数字和运算符之间必须用空格隔开。
- 乘号
*
很多时候需要转义,写成\*
。
bash
#!/bin/bash
num1=10
num2=3
# 注意空格和乘号的转义
sum_result=$(expr $num1 + $num2)
product_result=$(expr $num1 \* $num2)
echo "expr 计算: $num1 + $num2 = $sum_result"
echo "expr 计算: $num1 * $num2 = $product_result"
方法二:用 let
命令 (比 expr
省事儿一点)
- 可以直接在
let
后面写数学表达式,变量名不用加$
,运算符不用空格,乘号也不用转义。 - 它通常是用来直接改变一个变量的值。
bash
#!/bin/bash
count=5
echo "初始计数: $count"
# 用 let 直接操作变量
let count=count+3
echo "加 3 后的计数: $count"
let count*=2 # 乘 2
echo "再乘 2 后的计数: $count"
方法三:用 $(( ))
(强烈推荐! 最现代、最方便)
- 这是目前最主流也最推荐的整数运算方式。
- 把你的算术表达式整个放进双圆括号
$((...))
里。 - 括号里面的写法就跟写普通数学题差不多,变量名前的
$
可加可不加(加上更清晰),运算符不需要特殊转义,空格也不强制要求(但可以有)。 - 它会直接返回计算结果。
- 注意: Bash 的
$(( ))
默认做的是整数运算,结果没有小数部分。
bash
#!/bin/bash
a=15
b=4
# 用 $(( )) 做各种运算
sum=$((a + b))
difference=$((a - b))
product=$((a * b))
quotient=$((a / b)) # 整数除法,结果是 3
remainder=$((a % b)) # 取余数,结果是 3
echo "$a + $b = $sum"
echo "$a - $b = $difference"
echo "$a * $b = $product"
echo "$a / $b (整除) = $quotient"
echo "$a % $b (取余) = $remainder"
# 也可以直接用在 echo 或其他地方
echo "$a 的平方是: $((a * a))"
一句话建议: 做整数计算?用 $(( ))
就对了,省心又好用!
二、关系运算符:比一比,谁大谁小谁相等
光会算还不够,脚本还得能比较。比如比较两个数谁大,或者两个字符串是不是一样。Shell 里比较数字和比较字符串(文本)用的符号不一样,这点要分清楚!
1. 数字大小比较
如果你要比较的是数字,那么在 if
语句的条件判断部分(通常是 [ ... ]
或 [[ ... ]]
里面)要用下面这些:
-eq
: 等于 (Equal)
-ne
: 不等于 (Not Equal)
-gt
: 大于 (Greater Than)
-lt
: 小于 (Less Than)
-ge
: 大于或等于 (Greater or Equal)
-le
: 小于或等于 (Less or Equal)
bash
#!/bin/bash
score=85
pass_mark=60
echo "你的得分: $score"
echo "及格分数线: $pass_mark"
# 用 [ ... ] 来比较数字
if [ $score -ge $pass_mark ]; then
echo "<font color='green'>恭喜你,通过了!</font>"
else
echo "<font color='red'>呃,还得再加把劲儿。</font>"
fi
val1=100
val2=100
if [ $val1 -eq $val2 ]; then
echo "这两个数值相等。"
fi
切记: 在单方括号 [ ... ]
里,运算符(像 -ge
)和它两边的数字/变量之间必须要有空格隔开!
2. 字符串内容比较
如果要比较的是文本内容,运算符就换一套了。它们也经常出现在 if
语句里,尤其是在双方括号 [[ ... ]]
中用起来更方便([[ ... ]]
对字符串处理更强大一些)。
=
或==
: 判断字符串内容是否完全相同 (在[ ]
中建议用=
,在[[ ]]
中两者都行,==
可能更符合其他语言习惯)
!=
: 判断字符串内容是否不同
<
: 判断字符串按字典顺序是否小于 (在[[ ... ]]
中使用)
>
: 判断字符串按字典顺序是否大于 (在[[ ... ]]
中使用)
-z 字符串变量
: 判断这个字符串是不是空的 (Zero length)
-n 字符串变量
: 判断这个字符串是不是非空的 (Non-zero length)
bash
#!/bin/bash
str_a="apple"
str_b="banana"
str_c="apple"
empty_str=""
# 用 [[ ... ]] 来比较字符串
if [[ "$str_a" == "$str_c" ]]; then
echo "字符串 '$str_a' 和 '$str_c' 内容一样。"
fi
if [[ "$str_a" != "$str_b" ]]; then
echo "字符串 '$str_a' 和 '$str_b' 内容不一样。"
fi
# 字典顺序比较 (推荐在 [[ ]] 中用)
if [[ "$str_a" < "$str_b" ]]; then
echo "按字典顺序排,'$str_a' 在 '$str_b' 前面。"
fi
# 检查字符串是不是空的
if [[ -z "$empty_str" ]]; then
echo "变量 empty_str 是空的。"
fi
# 检查字符串是不是非空
if [[ -n "$str_a" ]]; then
echo "变量 str_a 不是空的。"
fi
几个关键点要记住:
- 比较字符串时,强烈推荐把变量用双引号
"
包起来 (像"$variable"
)!这样就算变量是空的或者里面有空格,脚本也不会出错。 - 字符串比较用的
>
和<
是按字典顺序(通常是 ASCII 码顺序)比的,不是比数字大小!要比数字大小,请一定用-gt
,-lt
这些。 - 在单方括号
[ ... ]
里,>
和<
有别的意思(是用来做重定向的),所以如果你想比较字符串的字典顺序,最好用双方括号[[ ... ]]
。
三、逻辑运算符:组合拳
有时候一个条件不够用,我们需要判断好几个条件是不是同时满足,或者满足其中一个就行。这时候就轮到逻辑运算符出场了。
&&
(逻辑与 AND): 两边都要同时为真,结果才为真。||
(逻辑或 OR): 两边只要有一个为真,结果就为真。!
(逻辑非 NOT): 取反。把真的变假的,假的变真的。
它们最常出现在 if
语句的 [[ ... ]]
条件里,用来把前面说的关系运算(数字比较、字符串比较)组合起来。
bash
#!/bin/bash
age=25
has_driving_license="yes"
echo "年龄: $age"
echo "是否有驾照: $has_driving_license"
# 逻辑与 && : 必须年满 18 岁 并且 有驾照
if [[ $age -ge 18 && -n "$has_driving_license" ]]; then
echo "<font color='green'>满足开车条件!</font>"
fi
# 逻辑或 || 示例:
is_student="yes"
if [[ $age -lt 18 || "$is_student" == "yes" ]]; then
echo "<font color='orange'>是未成年人或是学生。</font>"
fi
# 逻辑非 ! : 如果年龄 不是 25
if [[ ! $age -eq 25 ]]; then
echo "你的年龄不是 25 岁。"
else
echo "你的年龄正好是 25 岁。"
fi
# 组合复杂条件 (在 [[ ]] 里,括号可以直接用,不用转义)
credits=120
has_graduated="true"
if [[ ($age -gt 22 && $credits -ge 120) || "$has_graduated" == "true" ]]; then
echo "已达到毕业标准或已毕业。"
fi
还有一种巧妙用法: &&
和 ||
不光能用在 [[ ]]
里,还能直接连接两个命令,实现一种"短路"效果:
命令1 && 命令2
: 只有当命令1
成功执行(退出码是 0)了,才会去执行命令2
。命令1 || 命令2
: 只有当命令1
失败了(退出码不是 0),才会去执行命令2
。
bash
# 例子:如果成功创建了新目录,就立马进去
mkdir my_cool_project && cd my_cool_project && echo "成功创建并进入项目目录!"
# 例子:尝试 ping 一个可能不存在的主机,如果 ping 不通就提示一下
ping -c 1 a_non_existent_server || echo "<font color='red'>警告:无法连接到服务器!</font>"
练习题
题目一:算术运算
用 Shell 脚本计算 100
除以 7
的商和余数。请使用推荐的 $(( ))
方法。
题目二:数值比较
写一个 if
条件判断,检查变量 file_count
的值是否大于等于 5
。
题目三:字符串比较
怎么判断一个名叫 user_input
的变量是不是空字符串?请写出使用 [[ ... ]]
的条件判断。
题目四:比较辨析
比较变量 num1=5
和 num2=10
,判断 num1
是否小于 num2
,应该用 -lt
还是 <
?为什么?
题目五:逻辑与
假设要判断变量 score
是否大于等于 60 并且 小于 90。请写出使用 &&
的 [[ ... ]]
条件。
题目六:逻辑或与命令
如何用一行命令实现:尝试移动文件 old.log
到 backup/
目录下,如果移动失败 (比如 backup/
目录不存在),就打印一条消息 "移动失败,请检查目录"?
题目七:自增运算
变量 counter
的初始值为 0
。请使用 let
命令和 $(( ))
两种方式,分别将其值增加 1
。
题目八:字符串字典序比较
比较字符串 version1="1.10.0"
和 version2="1.2.0"
,使用 [[ ... ]]
判断哪个版本号在字典序上更大。
题目九:逻辑非与字符串
写一个 if
条件,判断变量 username
的内容不是 "root"
。
题目十:组合命令与逻辑判断
写一条命令,先检查 /tmp/lockfile
文件是否存在,如果不存在,则创建该文件。
题目十一:混合条件判断
假设一个脚本需要检查两个条件:变量 mem_free
的值是否小于 1024,或者变量 load_avg
(字符串) 是否等于 "high"
。请写出 [[ ... ]]
的条件判断。
参考答案
答案一:
bash
#!/bin/bash
dividend=100
divisor=7
quotient=$((dividend / divisor))
remainder=$((dividend % divisor))
echo "$dividend 除以 $divisor 的商是: $quotient"
echo "$dividend 除以 $divisor 的余数是: $remainder"
解析: $((...))
是进行整数算术运算的标准方式。/
用于整除求商,%
用于求余数。
答案二:
bash
file_count=8 # 假设变量已有值
if [ $file_count -ge 5 ]; then
echo "文件数量 ($file_count) 达到或超过 5 个。"
fi
或者使用双方括号(更推荐):
bash
file_count=8
if [[ $file_count -ge 5 ]]; then
echo "文件数量 ($file_count) 达到或超过 5 个。"
fi
解析: -ge
是用于比较数值是否"大于或等于"的运算符。
答案三:
bash
user_input="" # 假设变量是空的
if [[ -z "$user_input" ]]; then
echo "用户输入是空的。"
fi
(别忘了用双引号把变量包起来是个好习惯!)
解析: -z
是专门用来测试字符串长度是否为零(即是否为空)的运算符。
答案四:
应该使用 -lt
(Less Than)。
原因: 因为 num1
和 num2
存的是数字,我们要比较的是它们的数值大小,所以必须用数字比较运算符 (-eq
, -ne
, -gt
, -lt
, -ge
, -le
)。符号 <
是用来比较字符串的字典顺序的(主要在 [[ ... ]]
里用),用它来比数字大小是不对的。
答案五:
bash
score=75 # 假设变量已有值
if [[ $score -ge 60 && $score -lt 90 ]]; then
echo "分数 ($score) 在 60 到 90 之间 (含60, 不含90),良好。"
fi
解析: &&
(逻辑与) 用于连接两个条件,表示这两个条件必须同时成立。
答案六:
利用逻辑或 ||
的短路特性:
bash
mv old.log backup/ || echo "移动失败,请检查目录"
解析: 如果 mv
命令成功执行(退出码为 0),||
后面的 echo
就不会执行。只有当 mv
命令失败时(比如目录不存在,退出码非 0),||
后面的 echo
命令才会执行。
答案七:
bash
counter=0
# 使用 let
let counter=counter+1
echo "使用 let 后: $counter"
counter=0 # 重置
# 使用 $(( ))
counter=$((counter + 1))
echo "使用 dollar-paren 后: $counter"
解析: let
直接修改变量,而 $(( ))
返回计算结果,需要用赋值操作符 =
将结果赋给变量。两者都能实现自增。
答案八:
bash
version1="1.10.0"
version2="1.2.0"
if [[ "$version1" > "$version2" ]]; then
echo "$version1 在字典序上大于 $version2"
else
echo "$version2 在字典序上大于 $version1"
fi
解析: 字符串比较是逐字符进行的。"1.10.0"
的第三个字符是 1
,而 "1.2.0"
的第三个字符是 2
。因为 "2"
在字典序上大于 "1"
,所以 "1.2.0"
字典序上更大。这与我们期望的版本号比较结果 (1.10.0
> 1.2.0
) 不符,突显了字符串比较和数值/版本号比较的区别。
答案九:
bash
username="testuser" # 假设变量已有值
if [[ "$username" != "root" ]]; then
echo "用户名不是 'root'。"
fi
解析: 使用 !=
操作符来判断字符串内容是否不同。
答案十:
bash
[ -f /tmp/lockfile ] || touch /tmp/lockfile
解析: [ -f /tmp/lockfile ]
是一个 test
命令,用于检查文件是否存在且为普通文件。如果文件存在,命令成功 (退出码0),||
后面的 touch
命令不会执行。如果文件不存在,命令失败 (退出码非0),||
后面的 touch
命令就会被执行。
答案十一:
bash
mem_free=512
load_avg="high"
if [[ $mem_free -lt 1024 || "$load_avg" == "high" ]]; then
echo "系统资源紧张:内存不足或负载过高!"
fi
解析: 这个 if
条件使用了 ||
(逻辑或),将一个数字比较 (-lt
) 和一个字符串比较 (==
) 组合在一起。只要其中任意一个条件为真,整个表达式就为真。