shell基本計算、邏輯運算、位運算詳解

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Shell 提供大量的基本運算操作,在腳本中非常有用。Shell 對您提供的算術表達式求值,執行運算展開式,此時使用得出的結果替換表達式。以下面的格式提供運算表達式:$(( expression ))

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

shell提供方便的數之間的進制轉換:
$ echo $((013))#八進制
$ echo $((0xA4))#十六進制

還可以使用以下格式指定 2 到 64 之間的任意進制:
$((BASE#NUMBER))
echo $((8#377))
echo $((16#D8))

在 Shell 中進行進制轉換的另一個訣竅是使用 bc, 它是一種任意精度運算語言,大多數 UNIX 安裝程序都提供。因爲它允許您指定輸出進制,所以當您需要以十進制以外的進制輸出時,這是一種很好的技術。
bc 的特殊變量 ibase 和 obase 分別包含用於輸入和輸出的進制的值。缺省情況下,都被設置爲 10。要執行進制轉換,需要改變其中的一個或兩個值,然後提供一個數字。

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

瞭解了這些基本特性,下邊再看看邏輯運算符和邏輯表達式,基本的 + – * / % 不再贅述。

一、邏輯運算符

邏輯卷標 表示意思
1. 關於檔案與目錄的偵測邏輯卷標!
-f 常用!偵測『檔案』是否存在 eg: if [ -f filename ]
-d 常用!偵測『目錄』是否存在
-b 偵測是否爲一個『 block 檔案』
-c 偵測是否爲一個『 character 檔案』
-S 偵測是否爲一個『 socket 標籤檔案』
-L 偵測是否爲一個『 symbolic link 的檔案』
-e 偵測『某個東西』是否存在!
2. 關於程序的邏輯卷標!
-G 偵測是否由 GID 所執行的程序所擁有
-O 偵測是否由 UID 所執行的程序所擁有
-p 偵測是否爲程序間傳送信息的 name pipe 或是 FIFO (老實說,這個不太懂!)
3. 關於檔案的屬性偵測!
-r 偵測是否爲可讀的屬性
-w 偵測是否爲可以寫入的屬性
-x 偵測是否爲可執行的屬性
-s 偵測是否爲『非空白檔案』
-u 偵測是否具有『 SUID 』的屬性
-g 偵測是否具有『 SGID 』的屬性
-k 偵測是否具有『 sticky bit 』的屬性
4. 兩個檔案之間的判斷與比較 ;例如[ test file1 -nt file2 ]
-nt 第一個檔案比第二個檔案新
-ot 第一個檔案比第二個檔案舊
-ef 第一個檔案與第二個檔案爲同一個檔案( link 之類的檔案)
5. 邏輯的『和(and)』『或(or)』
&& 邏輯的 AND 的意思
|| 邏輯的 OR 的意思
運算符號 代表意義
= 等於 應用於:整型或字符串比較 如果在[] 中,只能是字符串
!= 不等於 應用於:整型或字符串比較 如果在[] 中,只能是字符串
< 小於 應用於:整型比較 在[] 中,不能使用 表示字符串
> 大於 應用於:整型比較 在[] 中,不能使用 表示字符串
-eq 等於 應用於:整型比較
-ne 不等於 應用於:整型比較
-lt 小於 應用於:整型比較
-gt 大於 應用於:整型比較
-le 小於或等於 應用於:整型比較
-ge 大於或等於 應用於:整型比較
-a 雙方都成立(and) 邏輯表達式 –a 邏輯表達式
-o 單方成立(or) 邏輯表達式 –o 邏輯表達式
-z 空字符串
-n 非空字符串

二、邏輯表達式

  • 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 與邏輯運算符直接用“空格”分開,不能連到一起。

  • 精簡表達式
  • [] 表達式

[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[] 表達式中,常見的>,<需要加轉義字符,表示字符串大小比較,以acill碼 位置作爲比較。 不直接支持<>運算符,還有邏輯運算符|| && 它需要用-a[and] –o[or]表示

  • [[]] 表達式

[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:[[]] 運算符只是[]運算符的擴充。能夠支持<,>符號運算不需要轉義符,它還是以字符串比較大小。裏面支持邏輯運算符:|| &&

三、性能比較

bash的條件表達式中有三個幾乎等效的符號和命令:test,[]和[[]]。通常,大家習慣用if [];then這樣的形式。而[[]]的出現,根據ABS所說,是爲了兼容><之類的運算符。以下是比較它們性能,發現[[]]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

不考慮對低版本bash和對sh的兼容的情況下,用[[]]是兼容性強,而且性能比較快,在做條件運算時候,可以使用該運算符。

四、按位操作運算符

運算符 名稱 舉例 解釋value的值
<< 左移 value=4>>2 4左移2位,value值爲16
>> 右移 value=8<<2 8右移2位,value值爲2
& 按位與 value=8&&4 8按位與4,value值爲0
| 按位或 value=8|4 8按位或4,value值爲12
~ 按位非 value=~8 按位非8,value值爲-9
^ 按位異或 value=10^3 10按位異或3,value值爲9

注: 對於按位非,若求“~a”則結果爲-(a+1)舉一個詳細例子:求“~8”分析由於計算機通常
用補碼進行符號運算,[[x]補]補=[x]所以
則8的二進制爲00001000 求非爲11110111
求反碼爲1001000求補碼爲1001001所以最後的結果爲1001001,~8 即爲-9。


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