shell布爾運算符與邏輯運算符有哪些

# Shell布爾運算符與邏輯運算符有哪些

## 一、概述

在Shell腳本編程中，布爾運算符和邏輯運算符是實現條件判斷、流程控制的核心工具。它們允許我們對多個條件進行組合判斷，構建復雜的程序邏輯。本文將系統介紹Shell中的布爾運算符與邏輯運算符的分類、語法及使用場景。

## 二、布爾運算符

布爾運算符主要用于測試條件的真假狀態，返回`true`（0）或`false`（非0）。

### 1. 基本布爾運算符

| 運算符 | 說明                  | 示例                     |
|--------|-----------------------|--------------------------|
| `!`    | 邏輯非（取反）        | `[ ! -f "file.txt" ]`    |
| `-a`   | 邏輯與（AND）         | `[ $a -eq 1 -a $b -eq 2 ]` |
| `-o`   | 邏輯或（OR）          | `[ $a -eq 1 -o $b -eq 2 ]` |

> **注意**：`-a`和`-o`在`[ ]`測試語法中使用，新版腳本推薦使用`&&`和`||`替代。

### 2. 文件測試運算符

這些運算符常用于文件狀態檢查：

```bash
[ -e file ]    # 文件/目錄是否存在
[ -f file ]    # 是否為普通文件
[ -d dir ]     # 是否為目錄
[ -r file ]    # 文件可讀
[ -w file ]    # 文件可寫
[ -x file ]    # 文件可執行
[ -s file ]    # 文件大小非空

3. 數值比較運算符

[ $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. 字符串比較運算符

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

三、邏輯運算符

邏輯運算符用于連接多個命令或條件，比布爾運算符更靈活。

1. 基本邏輯運算符

2. 組合使用示例

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

# 目錄不存在則創建
[ -d "/backup" ] || mkdir -p /backup

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

3. 命令組合符

# 命令分組（影響邏輯運算范圍）
{ cmd1; cmd2; }   # 當前Shell執行
(cmd1; cmd2)      # 子Shell執行

四、測試表達式語法對比

Shell提供多種條件測試語法，運算符使用方式不同：

1. test命令與[ ]

test "$a" -eq 1   # 傳統寫法
[ "$a" -eq 1 ]    # 等效寫法（注意空格]

2. [[ ]]增強測試

Bash擴展的測試語法，支持更多特性：

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

3. (( ))算術運算

(( a == 1 ))       # 算術比較
(( a++ ))          # 算術運算

五、典型應用場景

1. 條件判斷結構

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. 循環控制

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

3. 錯誤處理

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

六、注意事項

1. 空格要求：[ ]內每個元素都需要空格分隔

   [ "$a" = 1 ]   # 正確
   [ "$a"=1 ]     # 語法錯誤
   

2. 變量引用：始終用引號包裹變量防止空值錯誤

   [ -n "$var" ]  # 安全寫法
   

3. 運算符優先級：! > && > ||

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

七、總結

掌握這些運算符的組合使用，可以大幅提升Shell腳本的健壯性和靈活性。建議在實際腳本中多結合set -euo pipefail等嚴格模式使用，避免常見陷阱。 “`

注：本文實際約1200字，可通過以下方式擴展： 1. 增加更多實用示例 2. 添加性能對比測試 3. 補充各Shell解釋器的差異說明（如Bash/Zsh/Dash） 4. 加入調試技巧（如set -x跟蹤邏輯運算）