Shell脚本精读 · S05-03 | `[[` 与模式匹配：Bash 条件表达式

模块 ：S05 条件表达式

篇号 ：S05-03 / 42

预计阅读 ：50 分钟

主线 ：Bash（必读三星 · 读他人脚本的核心篇）

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文章目录

• • 本篇目标
  • [30 秒速览](#30 秒速览)
  • 正文
  • • [1. `[[` 是什么](#1. [[ 是什么)
    • [2. 为何脚本里常见 `[[`](#2. 为何脚本里常见 [[)
    • [3. 基本语法与空格](#3. 基本语法与空格)
    • [4. 字符串相等：`=` 与 `==`](#4. 字符串相等：= 与 ==)
    • [5. Shell 模式匹配（本篇核心）](#5. Shell 模式匹配（本篇核心）)
    • [6. 正则匹配：`=~`](#6. 正则匹配：=~)
    • [7. 模式 vs 正则：一张表](#7. 模式 vs 正则：一张表)
    • [8. 文件测试与空串（与 `[` 对照）](#8. 文件测试与空串（与 [ 对照）)
    • [9. 在 `[[` 内部用 `&&` `||` `!`](#9. 在 [[ 内部用 && || !)
    • [10. 变量要不要加引号](#10. 变量要不要加引号)
    • [11. `[` 与 `[[` 对照速查](#11. [ 与 [[ 对照速查)
    • [12. 读脚本时的典型片段](#12. 读脚本时的典型片段)
    • • [12.1 按环境名分支](#12.1 按环境名分支)
      • [12.2 按文件名过滤](#12.2 按文件名过滤)
      • [12.3 校验参数格式](#12.3 校验参数格式)
      • [12.4 与 `case` 的分工](#12.4 与 case 的分工)
    • [13. 大小写不敏感（可选）](#13. 大小写不敏感（可选）)
  • 读脚本检查清单
  • 练习
  • • 判断题
    • [实操题 1：模式匹配](#实操题 1：模式匹配)
    • [实操题 2：正则与 BASH_REMATCH](#实操题 2：正则与 BASH_REMATCH)
    • 改错题
    • 读脚本题
  • 下一篇预告

本篇目标

掌握 Bash 的 [[ ... ]] ：在 if、while 里写更稳、更顺的条件。会用它做字符串相等 、Shell 通配模式匹配 、正则 =~ ，并在 && / || / ! 内组合条件。能对照 [ 与 [[ 的差异，读懂现代 Bash 脚本里的判断写法。

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30 秒速览

• [[ 是 Bash 关键字 ，不是外部命令；语法与 [ 不同，不能 随便换成 test。
• 字符串相等常用 == （也可用 = ）；未加引号的右侧 可当作 Shell 模式 （* ? [...]）匹配。
• =~ regex 做正则匹配（右侧建议用变量存正则，避免转义地狱）。
• 变量在 [[ 里 通常不必为防拆词而加引号，但含空格、通配符时仍建议加引号。
• && || ! 可直接写在 [[ 内部 ；文件测试 -f -d 等与 S05-02 相同。
• 可移植脚本 用 [ ；Bash 脚本 （#!/usr/bin/env bash）优先 [[。

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正文

1. [[ 是什么

if [[ -f "$CONFIG" ]]; then
  source "$CONFIG"
fi

• [[ 与 ]] 成对出现，中间是条件表达式。
• Bash 解析阶段 处理 [[，不是像 [ 那样启动一个名为 [ 的命令。
• 成功（条件为真）→ 退出码 0 ；假 → 1（与 S04-01、S05-01 一致）。

与 [ 的第一条区别：

[ "$a" = "$b" ]          # [ 是命令，参数要按「单词」拆开
[[ $a == $b ]]           # [[ 由 Bash 解析，规则不同（见下文）

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2. 为何脚本里常见 [[

能力	[ / test	[[
可移植（POSIX sh）	✅	❌ Bash 等
右侧 Shell 模式 *.log	❌（只能比字面串）	✅ == / !=
正则 =~	❌	✅
内部 **&& `		!`**
未加引号变量	易拆词、易踩坑	相对安全（仍建议引号）

读开源 Bash 脚本时，大量 if [[ ... ]] 是正常现象；若 shebang 是 sh 却满篇 [[，说明作者假设了 Bash（S13）。

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3. 基本语法与空格

[[ "$name" == "prod" ]]
[[ -f "$file" && -r "$file" ]]
[[ ! -d "$DIR" ]]

• [[ 后、]] 前 要有条件；运算符两侧通常加空格（与 [ 类似，便于阅读）。
• 不要 写成 [[-f file]]（会解析失败）。

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4. 字符串相等：= 与 ==

在 [[ 里 ，= 与 == 都表示字符串相等（Bash 中二者等价）：

env="staging"
[[ "$env" = "prod" ]]    && echo "prod"
[[ "$env" == "staging" ]] && echo "staging"   # 输出 staging

POSIX 的 [ 里请用 = 做字符串比较（S05-01）；== 在 [ 里是历史扩展，别依赖。

整数大小 不要写在 [[ 里用 > <（那是重定向符号）。用 -eq -lt 或 (( ))（S05-04）：

n=10
[[ "$n" -lt 20 ]] && echo "ok"
(( n >= 10 )) && echo "ok"

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5. Shell 模式匹配（本篇核心）

当 == 或 != 右侧未加引号 时，Bash 把右侧当作 Shell 模式（pathname expansion 同款规则，不是正则）：

模式元字符	含义
*	任意长度任意字符
?	恰好一个字符
[abc]	匹配括号内任一字符
[!abc] 或 [^abc]	不匹配括号内字符

file="app.log"
[[ $file == *.log ]] && echo "日志文件"    # 真

host="api-v2.example.com"
[[ $host == api-* ]] && echo "api 前缀"     # 真

[[ $host != prod-* ]] && echo "非 prod 主机名"

右侧加引号 → 只做字面字符串 比较，不做模式匹配：

pattern='*.log'
[[ $file == "$pattern" ]]   # 假：比的是字面量 *.log，不是后缀 .log
[[ $file == $pattern ]]     # 真：右侧是模式 *.log

左侧 一般也会参与匹配语义；变量含 *、? 时要小心：

# 若 user 未加引号且值为 a*b，* 会按模式解释
[[ $user == admin-* ]]

稳妥写法 ：左侧加引号，需要模式时只让右侧承担通配：

[[ "$file" == *.log ]]
[[ "$name" == [Pp]rod ]]    # 匹配 prod 或 Prod

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6. 正则匹配：=~

email="user@example.com"
[[ $email =~ ^[A-Za-z0-9._%+-]+@[A-Za-z0-9.-]+\.[A-Za-z]{2,}$ ]] && echo "像邮箱"

line="error: timeout"
[[ $line =~ ^error: ]] && echo "错误行"

要点：

项	说明
运算符	=~ （不是 ==）
右侧	扩展正则（ERE），不是 Shell 模式
引用	右侧加双引号 时，部分版本会按字面串 比，不要随便给整个正则加引号
推荐	正则放进变量，右侧写 $re 或 "$re"（按你需要的字面/正则语义选）

re='^[0-9]+$'
val="42"
[[ $val =~ $re ]] && echo "纯数字"

# 从用户输入读模式时，用变量，避免在 [[ 行里手写大量反斜杠

捕获分组 （Bash 3.2+）：匹配成功后可用 BASH_REMATCH：

ver="v1.2.3"
if [[ $ver =~ ^v([0-9]+)\.([0-9]+)\.([0-9]+)$ ]]; then
  echo "major=${BASH_REMATCH[1]}"   # 1
  echo "full=${BASH_REMATCH[0]}"    # 整段匹配
fi

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7. 模式 vs 正则：一张表

需求	写法	右侧类型
后缀是 .log	[[ $f == *.log ]]	Shell 模式
主机名像 api- 开头	[[ $h == api-* ]]	Shell 模式
纯数字	[[ $n =~ ^[0-9]+$ ]]	正则
邮箱粗略校验	[[ $e =~ @.+ ]]	正则

Shell 模式 简单、快；正则 表达力强。不要写 [[ $x == ^[0-9]+$ ]]（那是把 ^ 当普通字符去模式匹配，不是正则）。

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8. 文件测试与空串（与 [ 对照）

文件谓词 与 S05-02 相同，可直接写在 [[ 里：

[[ -f "$CONFIG" && -r "$CONFIG" ]]
[[ -d "$OUT" || -L "$OUT" ]]

空串：

[[ -z "$OPT" ]]
[[ -n "${1:-}" ]]

组合示例（读脚本高频）：

if [[ -f "$LOCK" && -s "$LOCK" ]]; then
  echo "已有非空锁文件"
fi

if [[ ! -d "$WORKDIR" ]]; then
  mkdir -p "$WORKDIR"
fi

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9. 在 [[ 内部用 && || !

[[ "$env" == "prod" && -n "$API_KEY" ]]
[[ -z "$f" || -z "$g" ]]
[[ ! "$SKIP" == "yes" ]]

对比 POSIX 用 -a -o 或两个 [：

# 老式
[ "$env" = "prod" -a -n "$API_KEY" ]

# 更清晰（仍用 [）
[ "$env" = "prod" ] && [ -n "$API_KEY" ]

# Bash 脚本里常合并为一个 [[
[[ "$env" == "prod" && -n "$API_KEY" ]]

! 取反整个子表达式或谓词：

[[ ! -f "$SKIP_FILE" ]] && run_job

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10. 变量要不要加引号

场景	建议
普通字符串比较	"$var"
右侧要当 模式	右侧不加引号 ；左侧建议 "$var"
正则	用 $re 变量 ；慎给含 \ 的整段加引号
文件路径	始终 "$path"

# 未定义变量
[[ -n "${OPT:-}" ]]

# set -u 下安全
[[ "${DEBUG:-}" == "1" ]]

[[ 不会对未加引号的变量做 pathname 展开 （不会像裸写 $f 在命令行里那样扫目录），但仍可能触发模式匹配（上一节）。

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11. [ 与 [[ 对照速查

写法	[	[[
字符串相等	[ "$a" = "$b" ]	[[ "$a" == "$b" ]]
模式匹配	不支持（除非外部 case）	[[ "$a" == foo* ]]
正则	不支持	[[ "$a" =~ ^foo ]]
与 / 或	-a -o 或 && 两个 [	[[ a && b ]]
存在文件	[ -f "$f" ]	[[ -f "$f" ]]
命令形式	test / [ 命令	关键字，无 test 等价

不要混用语法：

# 错：[[ 里抄 POSIX 的 = 有时可以，但把 [ 的 -a 带进 [[ 会乱
[[ "$a" = "$b" -a -n "$c" ]]   # 避免 -a，改用 &&

# 错：把 [[ 当成命令去跑
/usr/bin/[[ -f file ]]         # 不存在这种用法

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12. 读脚本时的典型片段

12.1 按环境名分支

if [[ "$DEPLOY_ENV" == "prod" || "$DEPLOY_ENV" == "production" ]]; then
  STRICT=1
fi

12.2 按文件名过滤

for f in *.tar.gz; do
  [[ -f "$f" && "$f" == release-*.tar.gz ]] || continue
  process "$f"
done

12.3 校验参数格式

if [[ ! "$PORT" =~ ^[0-9]+$ ]]; then
  echo "PORT must be numeric" >&2
  exit 1
fi

12.4 与 case 的分工

场景	更合适的工具
多个离散取值	case（S06-02）
前缀/后缀通配	[[ == pattern ]]
复杂结构校验	[[ =~ regex ]]

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13. 大小写不敏感（可选）

默认 区分大小写 。打开 shopt -s nocasematch 后，[[ 的模式匹配 与 case 不区分大小写：

shopt -s nocasematch
[[ "$ans" == y ]] && echo "yes"    # Y、y 都行
shopt -u nocasematch

=~ 是否受 nocasematch 影响 因 Bash 版本而异；敏感逻辑请用显式字符类 [Yy]。

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读脚本检查清单

• shebang 是 bash 还是 sh ？[[ 仅适用于前者生态。
• 想匹配 *.log 时，右侧是否误加了引号变成字面量？
• 需要正则 时是否用了 =~ ，而不是 == ^...$？
• 比数值是否误用了 > （应 -lt 或 (( ))）？
• 路径、含空格变量是否仍加了 "$var"？
• 复杂条件是一个 [[ ... && ... ]] 还是多个 [ 嵌套？能否读懂短路？

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练习

判断题

1. [[ 和 [ 一样，都是 /usr/bin/[ 这条命令。
2. [[ $f == "*.log" ]] 能判断 $f 是否以 .log 结尾。
3. [[ $n =~ ^[0-9]+$ ]] 表示用正则判断 $n 是否为纯数字。
4. [[ -f "$a" && -r "$a" ]] 表示文件存在、可读且为普通文件。
5. 在 [ 里应优先用 == 做字符串比较以与 [[ 一致。

参考答案

1. 错（[[ 是 Bash 关键字）。
2. 错（右侧有引号，比的是字面 *.log）。
3. 对。
4. 对。
5. 错（[ 里用 =；== 在 [ 中不可靠）。

实操题 1：模式匹配

names=(app.log app.txt access.log README)
for n in "${names[@]}"; do
  if [[ $n == *.log ]]; then
    echo "log: $n"
  fi
done

在本地运行，写出输出；再给 n=release-1.0.log 单独测 [[ $n == release-*.log ]]。
参考答案

输出：

log: app.log
log: access.log

release-1.0.log 与 release-*.log 匹配为真。

实操题 2：正则与 BASH_REMATCH

tag="build-20240519-rc1"
if [[ $tag =~ ^build-([0-9]{8})-(rc[0-9]+)$ ]]; then
  echo "date=${BASH_REMATCH[1]} rel=${BASH_REMATCH[2]}"
fi

写出 echo 行内容。
参考答案

date=20240519 rel=rc1

改错题

#!/bin/sh
file="$1"
if [[ $file == "*.log" ]]; then
  gzip "$file"
fi
if [[ $count > 10 ]]; then
  echo "many"
fi
if [[ $id =~ "^[0-9]+$" ]]; then
  echo "numeric id"
fi

参考

#!/usr/bin/env bash
file="$1"
if [[ "$file" == *.log ]]; then
  gzip -- "$file"
fi
if (( count > 10 )); then
  echo "many"
fi
re='^[0-9]+$'
if [[ $id =~ $re ]]; then
  echo "numeric id"
fi

要点：shebang 与 [[ 一致；模式右侧无引号；数值用 (( ))；正则用变量避免给整段加引号。

读脚本题

说明下面两段各自为真时 $name 的大致形态：

# A
[[ $name == api-* ]]

# B
[[ $name =~ ^api-[a-z0-9]+$ ]]

参考答案

• A ：Shell 模式，api- 开头，后面任意字符（如 api-v1、api-）。
• B ：正则，整体须为 api- + 一串小写字母或数字（如 api-v2，api-V2 不匹配）。

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下一篇预告

S05-04 ：《算术判断 (( )) 与 let：数值比较与自增》--- 在条件里写 (( n > 0 ))、((i++))，与 [[、-eq 的分工。