shell布尔运算符与逻辑运算符有哪些

# Shell布尔运算符与逻辑运算符有哪些

## 一、概述

在Shell脚本编程中，布尔运算符和逻辑运算符是实现条件判断、流程控制的核心工具。它们允许我们对多个条件进行组合判断，构建复杂的程序逻辑。本文将系统介绍Shell中的布尔运算符与逻辑运算符的分类、语法及使用场景。

## 二、布尔运算符

布尔运算符主要用于测试条件的真假状态，返回`true`（0）或`false`（非0）。

### 1. 基本布尔运算符

| 运算符 | 说明                  | 示例                     |
|--------|-----------------------|--------------------------|
| `!`    | 逻辑非（取反）        | `[ ! -f "file.txt" ]`    |
| `-a`   | 逻辑与（AND）         | `[ $a -eq 1 -a $b -eq 2 ]` |
| `-o`   | 逻辑或（OR）          | `[ $a -eq 1 -o $b -eq 2 ]` |

> **注意**：`-a`和`-o`在`[ ]`测试语法中使用，新版脚本推荐使用`&&`和`||`替代。

### 2. 文件测试运算符

这些运算符常用于文件状态检查：

```bash
[ -e file ]    # 文件/目录是否存在
[ -f file ]    # 是否为普通文件
[ -d dir ]     # 是否为目录
[ -r file ]    # 文件可读
[ -w file ]    # 文件可写
[ -x file ]    # 文件可执行
[ -s file ]    # 文件大小非空

3. 数值比较运算符

[ $a -eq $b ]  # 等于（equal）
[ $a -ne $b ]  # 不等于（not equal）
[ $a -gt $b ]  # 大于（greater than）
[ $a -lt $b ]  # 小于（less than）
[ $a -ge $b ]  # 大于等于（greater or equal）
[ $a -le $b ]  # 小于等于（less or equal）

4. 字符串比较运算符

[ "$str1" = "$str2" ]   # 字符串相等
[ "$str1" != "$str2" ]  # 字符串不等
[ -z "$str" ]           # 字符串为空
[ -n "$str" ]           # 字符串非空

三、逻辑运算符

逻辑运算符用于连接多个命令或条件，比布尔运算符更灵活。

1. 基本逻辑运算符

2. 组合使用示例

# 检查文件存在且可读
[ -f "data.txt" ] && [ -r "data.txt" ] && echo "File is readable"

# 目录不存在则创建
[ -d "/backup" ] || mkdir -p /backup

# 非root用户退出
[ "$(id -u)" -eq 0 ] || { echo "Must be root"; exit 1; }

3. 命令组合符

# 命令分组（影响逻辑运算范围）
{ cmd1; cmd2; }   # 当前Shell执行
(cmd1; cmd2)      # 子Shell执行

四、测试表达式语法对比

Shell提供多种条件测试语法，运算符使用方式不同：

1. test命令与[ ]

test "$a" -eq 1   # 传统写法
[ "$a" -eq 1 ]    # 等效写法（注意空格]

2. [[ ]]增强测试

Bash扩展的测试语法，支持更多特性：

[[ $str == pattern ]]   # 模式匹配
[[ $str =~ regex ]]     # 正则匹配
[[ -e $file && -r $file ]]  # 可直接使用&&/||

3. (( ))算术运算

(( a == 1 ))       # 算术比较
(( a++ ))          # 算术运算

五、典型应用场景

1. 条件判断结构

if [ -f "$file" ] && [ -s "$file" ]; then
    echo "Valid file detected"
elif [ -d "$dir" ] || mkdir "$dir"; then
    echo "Directory ready"
else
    echo "Error" >&2
fi

2. 循环控制

while [ $counter -lt 10 ] && [ ! -f "stop.flag" ]; do
    echo "Iteration $counter"
    ((counter++))
done

3. 错误处理

command1 || {
    echo "Command1 failed with status $?" >&2
    exit 1
}

六、注意事项

1. 空格要求：[ ]内每个元素都需要空格分隔

   [ "$a" = 1 ]   # 正确
   [ "$a"=1 ]     # 语法错误
   

2. 变量引用：始终用引号包裹变量防止空值错误

   [ -n "$var" ]  # 安全写法
   

3. 运算符优先级：! > && > ||

4. 兼容性：[[ ]]和(( ))是Bash扩展，POSIX Shell不可用

七、总结

掌握这些运算符的组合使用，可以大幅提升Shell脚本的健壮性和灵活性。建议在实际脚本中多结合set -euo pipefail等严格模式使用，避免常见陷阱。 “`

注：本文实际约1200字，可通过以下方式扩展： 1. 增加更多实用示例 2. 添加性能对比测试 3. 补充各Shell解释器的差异说明（如Bash/Zsh/Dash） 4. 加入调试技巧（如set -x跟踪逻辑运算）