用好 if 中的 test 命令

约定不等于承诺〃 2023-07-01 08:44 48阅读 0赞

# 什么是 test 命令 #

说起 shell 中的 test 命令，你可能有点陌生，但是说到 if 中的条件测试命令，你可能就很熟悉了

#!/bin/bash
    
    if [ -f ~/.bashrc ]; then
    	echo ...
    fi

其中 `[ -f ~/.bashrc ]` 就是一个完整的 test 命令，其实这个脚本可以用 test 命令进行改写

#!/bin/bash
    
    if test -f ~/.bashrc; then
    	echo ...
    fi

通常我们更习惯使用 `[]` 这种形式的 test 命令，但是要掌握 shell 的 test 命令不是一件容易的事情，至少对于初学者来说。

bash shell 对 shell 的 test 命令进行了功能增加，提供了一个更方便、更简洁、更符合现代的高级语言用法，并且我觉得最重要的一点，相对于 shell 的 test 命令，它就是可以避免很多语法错误。通过本文讲解，你将会爱上 bash shell 的 test 命令。

# 理解test命令 #

在深入学习 test 命令之前，我们需要理解 test 命令的括号形式语法，这是解开初学者所有困惑的关键所在。

以前面的`[ -f ~/.bashrc ]`为例，请记住以下一句话 :

**开括号`[` 表示 test 命令，括号中间的都是参数，闭括号 `]` 也是 test 命令的参数。**

当我们执行一个普通的命令时，命令和它的参数之间需要以一个空白字符分隔，因此 test 命令的 `[]` 形式也是如此，前后括号的内侧都需要一个空白字符。

# test 命令的表达式 #

test 命令的表达式有很多种，例如字符串表达式，整型表达式，文件表达式。下面我们来依次看看这些表达式如何使用，以及有哪些注意事项。

## 字符串表达式 ##

关于字符串表达式总结如下

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>表达式</th> 
   <th>何时为真</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>string</td> 
   <td>字符中不为空</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-n string</td> 
   <td>字符串长度大于0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-z string</td> 
   <td>字符串长为0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>string1 = string2 或 string1 == string2</td> 
   <td>字符串相等</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>string != string2</td> 
   <td>字符串不相等</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>string1 &gt; string2</td> 
   <td>以ASCII码的顺序，如果string1大于string2</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>string1 &lt; string2</td> 
   <td>以ASCII码的顺序，如果string1小于string2</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

字符串表达式看似非常简单，其实也许多小细节需要注意，否则可能导致语法错误。我用一个脚本来解释这些细节

#!/bin/bash
      
    str1=Z
    str2=a
    
    # 获取变量值要加引号，为了防止变量为空
    if [ -z "$str1" ]; then
        echo "str1 is empty."
        exit 1;
    fi
    
    if [ -z "$str2" ]; then
        echo "str2 is empty."
        exit 1;
    fi
    
    # 大于号一定要转义，否则会被当作重定向符
    if [ "$str1" \> "$str2" ]; then
        echo "$str1 > $str2"
    elif [ "$str1" == "$str2" ]; then
        echo "$str1 == $str2"
    else
        echo "$str1 < $str2"
    fi

从这个例子中，我们要注意的细节如下

1.  括号内侧要有空格，前面讲过原理。
2.  `[ -z "$str1" ]`中，获取变量 str1 的值是，一定要加引号。因为如果 str1 为空，那么这个test命令是变成了`[ -z ]`，这就变成了判断字符串(这里指-z)不为空的情况，很显然违背了原始的逻辑。
3.  `[ $str1 \> $str2 ]`中，大于号一定要转义或者加括号(小于号也一样)。记住，`[]` 就是一个 test 命令，而在一个命令中，大于号、小于号，都会被当成重定向操作符，因此这里需要进行转义。

想不到吧，一个小小的 test 字符串表达式，居然有这么多需要注意的事项。但是只要我们记住一点就可以避免这些错误，这一点就是`[]`是一个 test 命令，其余全部为参数。

> 判断字符串相等为何有两个操作符，= 是 shell 用的，== 是 bash 用的。

## 文件表达式 ##

test 命令的文件表达式有很多，我把它们进行了分类讲解，这样方便理解与记忆。

### 判断文件存在性，以及长度 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>表达式</th> 
   <th>何时为真</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>-a file 或 -e file</td> 
   <td>文件存在</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-s file</td> 
   <td>文件存在，并且长度大于0</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

> e 是 exist 的首字符，s 是 size 的首字符，这样就方便记忆了。

#!/bin/bash
      
    if [ -e ~/.bashrc ]; then
        echo "exist"
        if [ -s ~/.bashrc ]; then
            echo "size > 0"
        fi
    else
        echo "no exist"
    fi

这段脚本，很显示可以把`~/.bashrc`提取为一个变量。我这里这样写，是为了说明一个问题，这也是很多新手困惑的问题，看下面的脚本

#!/bin/bash
    # 这是一个错误脚本的写法，双引号阻止了波浪线的shell扩展
    if [ -e "~/.bashrc" ] ; then
    	echo "exist"
    else
    	echo "no exist"
    fi

这个输出结果是`no exist`！没错，我没有写错，你也没有看错。为什么呢？

所有的错误都是源于对 `[]` 形式的 test 命令的不理解，无论是 `~/.bashrc` 还是 `"~/.bashrc"` ，它们都是参数。而作为参数，双引号阻止了 shell 的波浪线展开。现在你能明白上面的错误了吗？

### 判断文件类型 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>表达式</th> 
   <th>何时为真</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>-f file</td> 
   <td>文件存在，且是普通文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-d file</td> 
   <td>文件存在，且是目录</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-L file 或 -h file</td> 
   <td>文件存在，且是符号链接</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-c file</td> 
   <td>文件存在，且是字符特殊文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-b file</td> 
   <td>文件存在，且是块特殊文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-p file</td> 
   <td>文件存在，且是一个命名管道文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-S file</td> 
   <td>文件存在，且是一个套接字文件</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 判断文件权限 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>表达式</th> 
   <th>何时为真</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>-r file</td> 
   <td>文件存在，且可读</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-w file</td> 
   <td>文件存在，且可写</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-x file</td> 
   <td>文件存在，且可执行</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-u file</td> 
   <td>文件存在，且设置用户ID被设置</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-g file</td> 
   <td>文件存在，且设置组ID被设置</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-k file</td> 
   <td>文件存在，且粘着位被设置</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-G file</td> 
   <td>文件存在，且被有效用户组ID拥有</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-O file</td> 
   <td>文件存在，且被有效用户ID拥有</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 文件之间的比较 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>表达式</th> 
   <th>何时为真</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>file1 -ef file1</td> 
   <td>file1和file2拥有相同的i节点号(硬链接创建的文件具有相同的i节点)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>file1 -nt file2</td> 
   <td>file1的修改日期要新于file2的，或者file1存在，file2不存在</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>file1 -ot file2</td> 
   <td>file1的修改日期要旧于file2的，或者file1存在，file2不存在</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 变量判断 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>表达式</th> 
   <th>何时为真</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>-v variable</td> 
   <td>如果变量已经被赋值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-R variable</td> 
   <td>如果变量已经被赋值，并且是名称引用(name reference)</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#!/bin/bash
    
    var=hello
    if [ -v var ]; then
    	echo "var has been set"
    fi

注意，这里是测试变量，不是测试变量的值，因此不需要加 var 前加美元符号。

## 整型表达式 ##

test 命令的整型表达式的形式为`int1 op int2`，其中`op`为`-eq`, `-ne`, `-lt`, `-le`, `-gt`, `-ge`。其中 `l`表示`less`，`g`表示`greater`，`e`表示`equal`，`n`表示`not`，`t`表示`than`。

#!/bin/bash
      
    int1=110
    int2=911
    
    if [ "$int1" -lt "$int2" ]; then
        echo "$int1 less then $int2"
    fi

整型比较的操作符为何这么复杂呢？ 为何不能用大于号、小于号等等的操作符呢？ 很可惜，shell 并不支持，而 bash 的复合命令 `(())` 支持这种写法，我们将在后面会看到。

# test命令中的逻辑操作符 #

test 命令的表达式之间支持逻辑操作符，与或非分别由`-a`, `-o`, `!` 表示。

#!/bin/bash
      
    a=5
    b=11
    FILE="test.txt"
    
    if [ "$a" -ge 0 -a "$a" -le 10 ]; then
        echo "$a is in range [0, 10]"
    fi
    
    if [ "$b" -lt 0 -o "$b" -gt 10 ]; then
        echo "$b is not in range [0, 10]"
    fi
    
    # 注意，感叹号前后都要有空格，因为它是一个参数
    if [ ! -e "$FILE" ]; then
        echo "$FILE not exist"
    fi

我们还可以使用括号把某些表达式结合到一起，但是使用起来要注意一些事项

#!/bin/bash
    
    INT=5
    
    if [ ! $ "$INT" -ge 0 -a "$INT" -le 10 $ ]; then
        echo "INT not in range [0, 10]"
    else
        echo "INT in range [0, 10]"
    fi

我们可以注意到，括号使用了转义，并且由于括号也是 test 命令的参数，因此需要用空白字符分隔。

说实话，这段代码写的真的是很累，在后面我们可以看到 bash 的复合命令 `(())` 会有更方便的写法。

# bash 中的 test 命令 #

前面我们已经介绍了 shell 中的 test 命令的用法，我们可以发现使用起来还是有难度的，难度之一在于陷阱太多，难度之二在于语法晦涩。

bash 对 shell 的 test 命令进行了增强，避免了很多陷阱，也使语法更简单易用，只是它不兼容 POSIX 而已。

## (())命令 ##

bash 中的复合命令 `(())` 是针对算术表达式的，凡事能在高级语言( 例如 C，Java )中使用的算术表达式，都能在这个命令中使用，脚本代码如下

#!/bin/bash
    
    INT=5
    
    if ((!(INT >= 0 && INT <= 10))); then
        echo "INT not in range [0, 10]"
    else
        echo "INT in range [0, 10]"
    fi

可以注意到`(())`有如下几点好处

1.  获取变量时，不需要美元符号
2.  括号内侧不需要空白字符。但是通常为了养成一个好习惯，在双括号内侧还是加上空白字符。
3.  可以使用 `&&`, `|`, `!` 这样的逻辑操作符，而不需要再使用 `-a`, `-o`, `!` 这样的复杂的逻辑操作符。

用这个脚本，对比下前面的 test 命令的整型表达式部分所使用的脚本，你会发现这简直是让人爽多了。

## \[\[\]\]命令 ##

凡是可以在 test 命令中使用的表达式，都可以在 bash 的 `[[ expression ]]` 中使用，但是 bash 的 `[[]]`比`[]` 强在下面两点

1.  `==`和`!=`支持通配符匹配。
2.  `=~`支持 POSIX 正则表达式匹配。

#!/bin/bash
    
    FILE=~/.bashrc
    
    # == 或 != 使用模式进行匹配
    if [[ "$FILE" == *rc ]]; then
        echo "$FILE is rc file".
    fi
    
    INT=-10
    
    # #~ 是使用正则表达式进行匹配的
    if [[ "$INT" =~ ^-?[0-9]+$ ]]; then
        echo "$INT is a number"
    fi

通过这个例子，我们需要注意以下几点

1.  由于`[[]]`是一个命令，因此与test的`[]`形式一样，括号内侧需要括号。
2.  由于`[[]]`命令不支持 shell 文件展开，因此模式 `*rc` 中的星号，不会被展开。如果被加上引号或者被转义，那么将按原字符进行匹配。因此，上面的例子不能写成 `[["$FILE" == "*rc"]]`。同理，正则表达式 `^-?[0-9]+$` 也下能加引号。
3.  `[[]]`中的逻辑操作符也高级语言一样，使用`&&`，`||`，`!`。

# 关于兼容性的一些想法 #

在日常工作中，我都是使用 bash 的 test 命令，因为简洁而且不容易出错。但是它破坏了 POSIX 兼容。

其实事物都有两面性，例如，Linux 平台中默认的 shell 为 bash，而 Mac 默认为 zsh，Android 源码为了能在两个平台下编译，必须写出 POSIX 的代码，而不能使用 bash 独有的功能代码。

但是如果我们平时中不必考虑这样的 POSIX 问题，我们可以随意使用 bash shell 独有的高级功能，加快开发效率，殊不知，浪费时间就是谋财害命。

# 参考 #

`[[]]`复合命令  
https://www.gnu.org/software/bash/manual/bash.html\#Conditional-Constructs

Linux命令行中对test命令的的说明

https://www.kancloud.cn/thinkphp/linux-command-line/39459

GNU Bash Reference Manual

https://www.gnu.org/software/bash/manual/bash.html\#Invoking-Bash