Shell 基本运算符

Shell 基本运算符

🎉 欢迎来到《Shell 基本运算符》学习章节！在这一章中，你将掌握 Linux Shell 中常用的基本运算符及其使用方式。这些运算符是编写 Shell 脚本时非常基础且强大的工具，能够帮助你进行条件判断、数学计算、字符串比较等操作。

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🎯 学习目标

• 理解 Shell 中常见的运算符类型：算术运算符、关系运算符、布尔运算符、字符串运算符、文件测试运算符
• 掌握如何在 bash 脚本中使用这些运算符
• 学会结合实际场景（如自动化脚本、日志分析、权限检查）灵活运用运算符
• 了解不同运算符的优先级和常见错误处理方式

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⭐ 核心重点

类型	运算符	描述
算术运算符	+, -, *, /, %, **, ++, --	支持基本数学计算
关系运算符	-eq, -ne, -gt, -lt, -ge, -le	用于整数比较
布尔运算符	!, -o, -a	逻辑非、或、与
字符串运算符	=, !=, -z, -n, str	字符串比较与判断
文件测试运算符	-f, -d, -r, -w, -x, -e	判断文件属性

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📖 详细讲解

1️⃣ 算术运算符 Arithmetic Operators

✅ 支持的运算符：

• + 加法
• - 减法
• * 乘法
• / 除法
• % 取模
• ** 幂运算
• ++ 自增
• -- 自减

🔧 使用方式：

a=10
b=3

echo $(( a + b ))   # 输出 13
echo $(( a - b ))   # 输出 7
echo $(( a * b ))   # 输出 30
echo $(( a / b ))   # 输出 3（整除）
echo $(( a % b ))   # 输出 1
echo $(( a ** b ))  # 输出 1000（10^3）

# 自增自减
let c=5
let c++
echo $c    # 输出 6

let c--
echo $c    # 输出 5

⚠️ 注意事项：

• Bash 默认只支持整数运算。
• 浮点数需借助 bc 或其他外部命令。
• 使用 $(( ... )) 是最推荐的方式。

💡 应用场景举例：

# 计算磁盘使用率
used=$(df -h / | awk 'NR==2 {print $3}' | sed 's/G//')
total=$(df -h / | awk 'NR==2 {print $2}' | sed 's/G//')

# 使用 bc 来做浮点数计算
percent=$(echo "scale=2; ($used / $total) * 100" | bc)
echo "当前根目录使用率为: ${percent}%"

df -h /            → 显示磁盘使用情况
     |
     ↓
awk 'NR==2 {print $3}' → 提取已使用空间（第三列）
     |
     ↓
sed 's/G//'         → 去除单位 G
     |
     ↓
赋值给变量 used    → 得到一个数字（例如：15）

2️⃣ 关系运算符 Relational Operators

主要用于比较两个数值之间的关系，返回布尔值（true/false）。

运算符	含义
-eq	等于
-ne	不等于
-gt	大于
-lt	小于
-ge	大于等于
-le	小于等于

📌 示例：

a=10
b=20

if [ $a -eq $b ]; then
    echo "a 等于 b"
elif [ $a -gt $b ]; then
    echo "a 大于 b"
else
    echo "a 小于 b"
fi

输出：

a 小于 b

⚠️ 注意事项：

• 必须使用 [ ] 或 [[ ]] 进行比较
• 仅适用于整数，不适用于浮点数

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3️⃣ 布尔运算符 Boolean Operators

运算符	含义
!	非（取反）
-o	或（OR）
-a	与（AND）

📌 示例：

a=10
b=20

if [ $a -lt 20 -a $b -gt 15 ]; then
    echo "a < 20 且 b > 15 成立"
fi

输出：

a < 20 且 b > 15 成立

⚠️ 注意事项：

• -a 和 -o 在现代脚本中更推荐使用 && 和 || 替代
• 推荐使用双括号 [[ ... ]] 提升可读性和安全性

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4️⃣ 字符串运算符 String Operators

运算符	含义
=	是否相等
!=	是否不等
-z	是否为空
-n	是否非空
str	字符串是否存在

📌 示例：

str1="hello"
str2="world"

if [ "$str1" = "$str2" ]; then
    echo "两个字符串相等"
else
    echo "两个字符串不相等"
fi

if [ -z "$str1" ]; then
    echo "字符串为空"
else
    echo "字符串非空"
fi

输出：

两个字符串不相等
字符串非空

⚠️ 注意事项：

• 字符串必须加引号，否则可能出错
• = 左右两边要有空格

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5️⃣ 文件测试运算符 File Test Operators

运算符	含义
-f file	是否为普通文件
-d dir	是否为目录
-r file	是否可读
-w file	是否可写
-x file	是否可执行
-e file	是否存在

📌 示例：

file="/etc/passwd"

if [ -f "$file" ]; then
    echo "$file 是一个普通文件"
fi

if [ -r "$file" ]; then
    echo "$file 可读"
fi

if [ -w "$file" ]; then
    echo "$file 可写"
else
    echo "$file 不可写"
fi

输出（取决于你的系统）：

/etc/passwd 是一个普通文件
/etc/passwd 可读
/etc/passwd 不可写

⚠️ 注意事项：

• 执行前请确保路径正确
• 需要对应权限才能检测某些属性（如 -w）

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🧪 综合案例：自动备份脚本 + 条件判断

#!/bin/bash

backup_dir="/home/ubuntu/backups"
log_file="/var/log/backup.log"
date=$(date +%Y%m%d)

# 创建备份目录（如果不存在）
if [ ! -d "$backup_dir" ]; then
    mkdir -p "$backup_dir"
    echo "[$(date)] 备份目录已创建" >> "$log_file"
fi

# 判断源文件是否存在
src_file="/etc/passwd"

if [ -f "$src_file" ]; then
    cp "$src_file" "$backup_dir/passwd_$date.bak"
    echo "[$(date)] $src_file 已备份" >> "$log_file"
else
    echo "[$(date)] 错误：$src_file 不存在" >> "$log_file"
fi

# 判断是否备份成功
if [ $? -eq 0 ]; then
    echo "✅ 备份成功完成"
else
    echo "❌ 备份失败，请检查日志"
fi

运行后你会在 /home/ubuntu/backups/ 下看到类似 passwd_20250618.bak 的备份文件，并在 /var/log/backup.log 中记录日志。

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🧠 总结 & 小贴士

• Shell 运算符是构建复杂逻辑的基础
• 推荐使用 [[ ]] 而不是 [ ]，更安全且支持更多功能
• 使用 man test 查看完整测试表达式说明
• 多使用 echo $? 检查上一条命令是否成功执行
• 编写脚本时务必加上 #!/bin/bash 并赋予执行权限 chmod +x script.sh

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📚 推荐练习题（可选）

1. 编写一个脚本，判断用户输入的数字是奇数还是偶数？
2. 写一个脚本，判断某个服务是否运行（例如 nginx），如果没有就启动它。
3. 实现一个简易计算器，接收两个参数和一个运算符（+、-、*、/），输出结果。
4. 编写一个脚本，检查 /tmp 目录下是否有超过 10MB 的文件，如果有则删除。

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🎯 下一章预告：《流程控制语句 —— if、case、for、while》

如果你完成了本章内容并理解了所有示例，那么你已经可以开始尝试写一些简单的自动化脚本啦！

需要我继续为你生成下一章内容吗？😊