shell基本计算、逻辑运算、位运算详解

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Published on: 2012 年 01 月 21 日

Shell 提供大量的基本运算操作,在脚本中非常有用。Shell 对您提供的算术表达式求值,执行运算展开式,此时使用得出的结果替换表达式。以下面的格式提供运算表达式:$(( expression ))

$ echo $((5*(3+3)))
30
$ result = $(($myvar-10))

shell提供方便的数之间的进制转换:
$ echo $((013))#八进制
$ echo $((0xA4))#十六进制

还可以使用以下格式指定 2 到 64 之间的任意进制:
$((BASE#NUMBER))
echo $((8#377))
echo $((16#D8))

在 Shell 中进行进制转换的另一个诀窍是使用 bc, 它是一种任意精度运算语言,大多数 UNIX 安装程序都提供。因为它允许您指定输出进制,所以当您需要以十进制以外的进制输出时,这是一种很好的技术。
bc 的特殊变量 ibase 和 obase 分别包含用于输入和输出的进制的值。缺省情况下,都被设置为 10。要执行进制转换,需要改变其中的一个或两个值,然后提供一个数字。

echo 'obase=16; 47' | bc
2F
$ echo 'obase=10; ibase=16; A03' | bc
2563

了解了这些基本特性,下边再看看逻辑运算符和逻辑表达式,基本的 + - * / % 不再赘述。

一、逻辑运算符

逻辑卷标 表示意思
1. 关于档案与目录的侦测逻辑卷标!
-f 常用!侦测『档案』是否存在 eg: if [ -f filename ]
-d 常用!侦测『目录』是否存在
-b 侦测是否为一个『 block 档案』
-c 侦测是否为一个『 character 档案』
-S 侦测是否为一个『 socket 标签档案』
-L 侦测是否为一个『 symbolic link 的档案』
-e 侦测『某个东西』是否存在!
2. 关于程序的逻辑卷标!
-G 侦测是否由 GID 所执行的程序所拥有
-O 侦测是否由 UID 所执行的程序所拥有
-p 侦测是否为程序间传送信息的 name pipe 或是 FIFO (老实说,这个不太懂!)
3. 关于档案的属性侦测!
-r 侦测是否为可读的属性
-w 侦测是否为可以写入的属性
-x 侦测是否为可执行的属性
-s 侦测是否为『非空白档案』
-u 侦测是否具有『 SUID 』的属性
-g 侦测是否具有『 SGID 』的属性
-k 侦测是否具有『 sticky bit 』的属性
4. 两个档案之间的判断与比较 ;例如[ test file1 -nt file2 ]
-nt 第一个档案比第二个档案新
-ot 第一个档案比第二个档案旧
-ef 第一个档案与第二个档案为同一个档案( link 之类的档案)
5. 逻辑的『和(and)』『或(or)』
&& 逻辑的 AND 的意思
|| 逻辑的 OR 的意思
运算符号 代表意义
= 等于 应用于:整型或字符串比较 如果在[] 中,只能是字符串
!= 不等于 应用于:整型或字符串比较 如果在[] 中,只能是字符串
< 小于 应用于:整型比较 在[] 中,不能使用 表示字符串
> 大于 应用于:整型比较 在[] 中,不能使用 表示字符串
-eq 等于 应用于:整型比较
-ne 不等于 应用于:整型比较
-lt 小于 应用于:整型比较
-gt 大于 应用于:整型比较
-le 小于或等于 应用于:整型比较
-ge 大于或等于 应用于:整型比较
-a 双方都成立(and) 逻辑表达式 –a 逻辑表达式
-o 单方成立(or) 逻辑表达式 –o 逻辑表达式
-z 空字符串
-n 非空字符串

二、逻辑表达式

  • test 命令

使用方法:test EXPRESSION

如:

[root@localhost ~]# test 1 = 1 && echo 'ok'
ok

[root@localhost ~]# test -d /etc/ && echo 'ok'
ok

[root@localhost ~]# test 1 -eq 1 && echo 'ok'
ok

[root@localhost ~]# if test 1 = 1 ; then echo 'ok'; fi
ok

注意:所有字符 与逻辑运算符直接用“空格”分开,不能连到一起。

  • 精简表达式
  • [] 表达式

[root@localhost ~]# [ 1 -eq 1 ] && echo 'ok'
ok

[root@localhost ~]# [ 2 < 1 ] && echo 'ok'
-bash: 2: No such file or directory

[root@localhost ~]# [ 2 \< 1 ] && echo 'ok'

[root@localhost ~]# [ 2 -gt 1 -a 3 -lt 4 ] && echo 'ok'

ok

[root@localhost ~]# [ 2 -gt 1 && 3 -lt 4 ] && echo 'ok'
-bash: [: missing `]'

注意:在[] 表达式中,常见的>,<需要加转义字符,表示字符串大小比较,以acill码 位置作为比较。 不直接支持<>运算符,还有逻辑运算符|| && 它需要用-a[and] –o[or]表示

  • [[]] 表达式

[root@localhost ~]# [ 1 -eq 1 ] && echo 'ok'
ok[root@localhost ~]$ [[ 2 < 3 ]] && echo 'ok'
ok

[root@localhost ~]$ [[ 2 < 3 && 4 > 5 ]] && echo 'ok'
ok

注意:[[]] 运算符只是[]运算符的扩充。能够支持<,>符号运算不需要转义符,它还是以字符串比较大小。里面支持逻辑运算符:|| &&

三、性能比较

bash的条件表达式中有三个几乎等效的符号和命令:test,[]和[[]]。通常,大家习惯用if [];then这样的形式。而[[]]的出现,根据ABS所说,是为了兼容><之类的运算符。以下是比较它们性能,发现[[]]是最快的。

$ time (for m in {1..100000}; do test -d .;done;)
real    0m0.658s
user    0m0.558s
sys     0m0.100s

$ time (for m in {1..100000}; do [ -d . ];done;)
real    0m0.609s
user    0m0.524s
sys     0m0.085s

$ time (for m in {1..100000}; do [[ -d . ]];done;)
real    0m0.311s
user    0m0.275s
sys     0m0.036s

不考虑对低版本bash和对sh的兼容的情况下,用[[]]是兼容性强,而且性能比较快,在做条件运算时候,可以使用该运算符。

四、按位操作运算符

运算符 名称 举例 解释value的值
<< 左移 value=4>>2 4左移2位,value值为16
>> 右移 value=8<<2 8右移2位,value值为2
& 按位与 value=8&&4 8按位与4,value值为0
| 按位或 value=8|4 8按位或4,value值为12
~ 按位非 value=~8 按位非8,value值为-9
^ 按位异或 value=10^3 10按位异或3,value值为9

注: 对于按位非,若求“~a”则结果为-(a+1)举一个详细例子:求“~8”分析由于计算机通常
用补码进行符号运算,[[x]补]补=[x]所以
则8的二进制为00001000 求非为11110111
求反码为1001000求补码为1001001所以最后的结果为1001001,~8 即为-9。

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