Bash 条件判断

10/23 2018

其实本文不是介绍条件分支语法的，只介绍测试（test）语法，也就是说：本文只介绍如何写条件语法中的表达式。其实本文介绍的内容也并未针对 Bash，多数 Shell 都是适用的。

与其他编程语言类似，if 的条件可以接受任何 表达式，计算为真就进入分支。只是在 Bash 中表达式是一个命令调用。

真与假

在 POSIX 标准下，程序的退出状态为零表示成功，非零表示失败。而 Bash 的 表达式 就是命令调用，因此 0 为真（命令调用成功）1 为假（命令调用失败）。

> true
> echo $?   # 查看上一个命令的退出状态
0
> false
> echo $?
1

有些 Shell 中 true 是 built-in 命令，有些 Shell 中是 /usr/bin/true 二进制文件，但它们都会给出退出码零。

() subshell

如果命令很复杂可能会破坏 if 的结构，这时可以通过 ( expression ) 来强制在 subshell 中执行。其中 () 是 Shell 特殊字符。没错，跟管道一样这会开一个 subshell。这里提一下 subshell 和子进程的区别： subshell 是一种特殊的子进程，可以访问父进程的任何变量（不需要 export）。下面的例子来自 wooledge.org：

unset a; a=1
(echo "a is $a in the subshell")            # a is 1 in the subshell
sh -c 'echo "a is $a in the child shell"'   # a is  in the child shell

但 subshell 仍然是一种子进程，这意味着 subshell 中环境变量的定义和赋值对父 shell 是不可见的。这一点是 subshell 的主要用途。

test 命令

test 命令可以用来测试文件是否存在、文件类型，也可以进行字符串判等、数字比较等操作。在测试为真时 test 命令的退出码为 0，测试为假时退出码为 1，发生错误时大于 1。

使用示例

多数 Shell 实现中它们都属于 built-in 命令，它有两种使用方式：

test expression
[ expression ]

例如：

if test -e harttle.png; then
    echo file exists
fi

等价于：

if [ -e harttle.png ]; then
    echo file exists
fi

注意第二种用法中 [ 是一个命令，expression 和 ] 是它的两个参数。因此如果 [ 后没有空格会发生 command not found 错误。

常用参数

下面介绍常见的几种用法，完整列表请 man test 或 man [。

文件判断

可以检查文件是否存在，文件类型，权限状态等。下面常见的文件判断参数：

-e file: file 存在
-d file: file 是一个目录
-f file: file 是一个普通文件（regular file）
-s file: file 非空（大小不为零）
-w file: file 是否有可写标志
-x file: file 是否有可执行标志

字符串判断

主要包括字符串长度判断，和字符串判等两类：

-n string: 字符串长度非零
-z string: 字符串长度为零
string1 = string2: 字符串相等
string1 != string2: 字符串不相等
string: 字符串不是null时为真，否则为假

数字判断

数字测试参数包括：

num1 -eq num2: 等于
num1 -ne num2: 不等于
num1 -le num2: 小于等于
num1 -lt num2: 小于
num1 -ge num2: 大于等于
num1 -gt num2: 大于

这里有一个陷阱，既然 num1, -gt, num2 都是以参数的形式传递给 test 命令的，那么如果参数替换的结果是空，那么就会因为缺少参数而崩掉。例如：

> a=
> test 1 -eq $a
zsh: parse error: condition expected: 1

所以需要引号包裹所有变量来保证参数总是存在的，字符串判断也需要一样的处理。

> a=
> test 1 -eq "$a"
> echo $?
1

逻辑运算

当然，与（-a）或（-o）非（!）都是支持的。但括号要转义，因为括号是 Shell 特殊字符，用来开启子 Shell 的。一个复杂的例子如下：

if [ ! \( -f harttle.png \) ]; then
    echo file not found
fi

需要强调的仍然是注意空格！即使 $ 也是需要单独一个参数传递给 [ 命令。下面的代码会产生错误：[: (-f: unary operator expected，因为 ! 是单目运算符（Unary Operator），但后面跟着的是两个参数：\(-f 和 harttle.png$。

if [ ! \(-f harttle.png\) ]; then
    echo file not found
fi

[[ 条件表达式

可以把 [[ expression ]] 看做是 [ 的现代版本，它与 test 命令有几乎一样的参数。但它是一个新的语法结构，不再是一个普通的 test 命令，因此不受制与 Shell 的 参数展开，比如不需要用引号包裹所有变量，也支持类似 &&，|| 这样的逻辑操作而不需要用类似 -a，-o 这样的参数。例如：

if [[ $string1 == 'harttle' ]]; then
    echo The author for this article is harttle
fi

[[ 语法还支持正则匹配，文章评论中有具体的例子，感谢 yantze。详细的文档见 https://www.gnu.org/software/bash/manual/html_node/Conditional-Constructs.html#Conditional-Constructs。

算术展开（Arithmetic Expansion）

算术展开的语法是 $((expression))，这是从其他编程语言来的人最顺手的算术操作方式。与 test 命令相比，

C 风格的算术操作语法
Shell 会把 expression 内容的每一项都当做就像被引号包裹了一样。
会依次进行参数展开、命令替换，和 引号移除。

因此可以不需要像 test 命令那样用引号包裹所有变量，也不需要注意空格，也可以写 C 风格的操作：

> a=2
> echo $(($a+3))
5

这只是一种 shell 展开并没有 subshell，因此在括号内进行的赋值会直接反映到当前的变量上。需要注意的是 C 风格的判等 1 为 True，0 为 False。因此用作 if 命令的条件时需要反过来：

if test $(( 1 == 1 )) -eq 1; then
    echo one equals one
fi

是不是很变态？是的。因为 C 风格与 Shell 风格就是不同，下面介绍的 [[ 条件表达式 更加 Bash 风格，用起来表现地更一致。

总结

Shell 中的 if 通过命令的退出码来确定成功与否，而成功（True）的退出码是零。
test 是最基本的 Shell 风格的判断命令，它是一个命令所以要命令行参数的方式去使用，要小心参数替换。
[[ expression ]] 是现代版的 test，是一个语法构造而非命令。因此在传参上可以舒服很多。
如果你是来自 C 的程序员，算术展开 会很适合你进行任何算术操作，包括条件判断。

需要注意的是，所有空格仍然需要保留，因为它仍然依赖 Bash 的词法解析。更多使用方式请参考 Bash Hackers Wiki。

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