Linux基础之bash脚本编程初级-逻辑运算与测试

7865432

引言
前面介绍了bash编程的基础变量与算术表达式，本文介绍在脚本中的进阶知识：测试
在bash中测试大体分两部分：条件测试、组合测试。
而条件测试有分：数值测试、字符串测试、文件测试。
组合测试则有两种表达方式。具体是什么表达方式在文章中会有具体展示。
                                                       本文实验环境为CentOS7.2

---

Linux中为什么要学习测试（判断）?


当我第一次学习这部分内容时，觉得好难，好不爽。可是这又是想要继续学习Linux必须要掌握的知识点。为什么？我们在生活中面对各种选择时总要问问自己，我是否应该怎样，不这样会发生什么,在生活中就有诸多类似的“测试”，工作中也离不开，而我们学习Linux掌握这门技术是为了更好的工作，Linux的学习自然也离不开“测试”。当然这么说还有些抽象，那么就举个具体的例子：接受一个主机的IPv4地址做为参数，测试是否可连通。如果能ping通，则提示用户“该IP地址可访问”；如果不可ping通，则提示用户“该IP地址不可访问”。
如果你没有学过测试那么此时别人让你写这么一个脚本供他使用，你怎么办？

---

在正式介绍测试前，我们需要先介绍下在测试中必备的数学知识：逻辑运算

逻辑运算：
逻辑运算在希腊时期就已经出现，不过它正式被运用于数字电路及计算机则是20世纪的一个人物：香农。他在其硕士论文中提出将布尔代数应用于电子领域的概念，并给出能够构建任何逻辑和数值关系的逻辑电路的解决方法。有了香农的贡献才有了如今的计算机。

逻辑运算主要包括三种：与或非，之后在这三种基础上又出现了异或（这里不再介绍）。
在Linux中与或非的运算符号为：
    与 ： &&     在测试命令中有时也会用-a表示与
    或 ： ||     在测试命令中有时也会用-o表示或
    非 ： ！
    与、或、非运算：
    与运算： 1 && 1 = 1      1 && 0 = 0
    或运算： 1 || 1 = 1      1 || 0 = 1        0 || 1 = 1         0 || 0 = 0
    非运算：  ! 1 = 0        ! 0 = 1
在计算机中由于用1表示真，0表示假，故上面的三种运算也可以看做如下概念：
    与运算： 真 && 真 = 真   真 && 假 = 真

    或运算： 真 || 真 = 真   真 || 假 = 真     假 || 真 = 真      假 || 假 = 假

    非运算：  ! 真 = 假        ! 假 = 真

在测试中常用的逻辑运算中的定律
德摩根定律：

非(P 且 Q)=(非 P)或(非 Q)

非(P 或 Q)=(非 P)且(非 Q)

它在测试中的作用：通常为了化简逻辑表达式。
比如在一个测试表达式中出现了多个-a或-o使用德摩根定律可以减少其个数
! a == b -a ! c == d -a ! d == a 等价于!( a == b -o c == d -o d == a )
当前面-not或！很多时可以使用这种表示方式，这两种是等价的

---

测试表达式：
测试表达式分三种：
1、test EXPRESSION
2、[ EXPRESSION ]
3、[[ EXPRESSION ]]
上面三种使用各有其适用范围，限于所学有限没有能力对其进行一一归纳，我觉得刚开始学不需要求全责备，先掌握大体知识框架比较好。之后在实际中遇到再慢慢进行总结。脚本写的多，遇到的问题多，这三种的使用场景自然就心领神会了。

---

条件测试：数值测试、字符串传测试、文件测试


数值测试：判断两个数值的大小及是否相等，有如下
    -gt：是否大于      大于为真，否则为假
    -ge：是否大于等于  大于等于为真，否则为假
    -eq：是否等于      等于为真，否则为假
    -ne：是否不等于    不等于为真，否则为假
    -lt：是否小于      小于为真，否则为假
    -le：是否小于等于  小于等于为真，否则为假

下面是一个小例子显示其简单用法，$?是执行状态返回值，可以查看上一条命令执行结果的真与假，0表示为真，1-255为假。

1 2 3

[iyunv@localhost test]# [ 1 -eq 2 ] [iyunv@localhost test]# echo $? 1

我们判断1是否等于2，状态返回值为1判断执行结果为假，所以1不等于2.
………………………………………………………………………………………………………………………
字符串测试：判断字符串是否符合或等于给定的字符串
字符串的判断大小是依据ASCII中字符对应的数字大小进行
    ==：是否等于     等于为真，否则为假
    >：是否大于      大于为真，否则为假
    <：是否小于      小于为真，否则为假
    ！=：是否不等于  不等于为真，否则为假
    =~：左侧字符串是否能够被右侧的PATTERN（正则表达式）所匹配  若匹配则为真，否则为假
    -z “string” : 测试字符串是否为空，空则为真，否则为假
    -n “string” ：测试字符串是否不为空，不空为真，否则为假

下面也举一个简单的例子展示字符串测试用法

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

[iyunv@localhost test]# [ a == b ] [iyunv@localhost test]# echo $? 1 [iyunv@localhost test]# [ a < b ]    -bash: b: 没有那个文件或目录 [iyunv@localhost test]# [ "a" < "b" ] -bash: b: 没有那个文件或目录 [iyunv@localhost test]# [[ "a" < "b" ]] [iyunv@localhost test]# echo $? 0

这里我先对ab是否相等进行判断，之后查看结果是假，也就是a不是b。之后对其进行大小判断，然后报错，先为ab加""结果报错，之后又加了[]才未报错。这里我们可以看到在字符串测试中使用[[ ]]方式进行会比较靠谱，但也不一定。用[]还是[[ ]]就是在这种测试中摸索出来的。
下面再对字符是否为空举一个例子

1 2 3 4 5 6 7

[iyunv@localhost test]# name1= [iyunv@localhost test]# [ -z $name1 ] [iyunv@localhost test]# echo $? 0 [iyunv@localhost test]# [ -n $name1 ] [iyunv@localhost test]# echo $? 0

怎么会出现这种情况？字符测试为空竟然不灵！别慌，上面我们曾有经验，字符测试如果单中括号失败那就试试双中括号

1 2 3 4 5 6

[iyunv@localhost test]# [[ -z $name1 ]] [iyunv@localhost test]# echo $? 0 [iyunv@localhost test]# [[ -n $name1 ]] [iyunv@localhost test]# echo $? 1

结果终于如愿，上面的两个例子告诉我们，当测试结果并不是对时，调整下中括号往往有奇效。
………………………………………………………………………………………………………………………
文件测试：

1、存在性测试
    -a FILE （少用）
    -e FILE 文件存在性测试，存在为真，否则为假

1 2 3 4 5 6

[iyunv@localhost test]# [ -e /etc/fstab ] [iyunv@localhost test]# echo $? 0 [iyunv@localhost test]# [[ -e /etc/ftab ]] [iyunv@localhost test]# echo $? 1

2、存在性及类别测试
    -b FILE：是否存在且为块设备文件，存在为真否则为假
    -c FILE：是否存在且为字符设备文件，存在为真，否则为假
    -f FILE：是否存在且为普通文件，存在为真，否则为假
    -d FILE：是否存在且为目录文件，存在为真，否则为假
    -h FILE 或 -L FILE ：是否存在且为链接文件，存在为真，否则为假
    -p FILE：是否存在且为命名管道文件，存在为真，否则为假
    -S FILE：是否存在且为套接字文件，存在为真，否则为假

1 2 3 4 5 6

[iyunv@localhost test]# [ -f /test/if1 ] [iyunv@localhost test]# echo $? 0 [iyunv@localhost test]# [ -f /test/ ]    [iyunv@localhost test]# echo $? 1

3、文件权限测试
    -r FILE：是否存在且对当前用户可读，存在为真，否则为假
    -w FILE：是否存在且对当前用户可写，存在为真，否则为假
    -x FILE：是否存在且对当前用户可执行，存在为真，否则为假

1 2 3 4 5

[iyunv@localhost test]# echo $USER root [iyunv@localhost test]# [ -r /test/ ] [iyunv@localhost test]# echo $? 0

4、文件特殊权限测试

    -g FILE：是否存在且拥有sgid，存在为真，否则为假

    -u FILE：是否存在且拥有suid，存在为真，否则为假

    -k FILE：是否存在且拥有sticky，存在为真，否则为假

1 2 3 4 5

[iyunv@localhost test]# [ -g /test/if1 ] [iyunv@localhost test]# echo $? 1 [iyunv@localhost test]# ll /test/if1 -rwxr-xr-x. 1 root root 149 8月  15 10:34 /test/if1

5、文件大小测试
    -s FILE：是否存在且非空，存在为真，否则为假

1 2 3 4 5 6 7

[iyunv@localhost test]# [ -s /test/file1 ] [iyunv@localhost test]# echo $? 1 [iyunv@localhost test]# echo > file1 [iyunv@localhost test]# [ -s /test/file1 ] [iyunv@localhost test]# echo $? 0

6、文件时间戳测试
    -N FILE：文件自上一次被读取之后是否被修改过，被修改过为真，否则为假
选取刚刚被修改过得file1测试

1 2 3

[iyunv@localhost test]# [ -N /test/file1 ] [iyunv@localhost test]# echo $? 0

7、文件从属关系测试
    -O FILE：当前用户是否为文件的属主，是为真，否为假
    -G FILE：当前用户是否属于文件的属组，是为真，否为假

1 2 3 4 5

[iyunv@localhost test]# [ -O /test/if1 ] [iyunv@localhost test]# echo $? 0 [iyunv@localhost test]# ll /test/if1 -rwxr-xr-x. 1 root root 149 8月  15 10:34 /test/if1

8、双目测试
    FILE1 -ef FILE2 ：FILE1与FILE2是否指向同一个文件系统的相同inode的硬链接，是则为真，否为假
    FILE1 -nt FILE2 ：FILE1的mtime是否新于FILE2，是为真，否为假
    FILE1 -ot FILE2 ：FILE1的mtime是否旧于FILE2，是为真，否为假

1 2 3

[iyunv@localhost test]# [ /test/if1 -nt /test/file1 ] [iyunv@localhost test]# echo $? 1

因为file1刚刚被修改过，所以它比if1文件的mtine要新，因为使用-nt故测试结果为假

---

组合测试


第一种方式：

与  COMMAND1 && COMMAND2   第一条命令为假后不再执行第二条命令，为真方执行。
或  COMMAND1 || COMMAND2   第一条命令为真后不再执行第二条命令，为假方执行。
非  ！ COMMAND              对命令结果的真假取反

第二种方式：

EXPRESSION -a EXPRESSION  第一条命令为假后不再执行第二条命令，为真方执行。
EXPRESSION -o EXPRESSION  第一条命令为真后不再执行第二条命令，为假方执行。
！ EXPRESSION              对命令结果的真假取反

示例：比较1是否比2小若其为真则进而比较字符name是否等于Name

第一种表达方式：

1	[iyunv@localhost test]# [[ 1 -lt 2 ]] && [[ name == Name ]]

第二种表达方式：

1 2 3 4

[iyunv@localhost test]# [[ 1 -lt 2 -a name == Name ]]    -bash: 条件表达式中有语法错误 -bash: `-a' 附近有语法错误 [iyunv@localhost test]# [ 1 -lt 2 -a name == Name ]

用[]还是[[ ]]有时真的需要一遍遍的测试。

---

脚本实践


简要介绍下脚本相关内容
shell脚本也属于一种语言，这种语言属于弱类型，不需要声明数据的存储格式，bash中均当做字符处理，它靠解释器运行。
写脚本前需要在所打开文件第一行顶格给出shebang，解释器路径对于bash就是#!/bin/bash。
运行脚本
1、赋予执行权限，并直接运行此程序文件常见格式为：./文件名
2、直接运行解释器，将脚本以命令参数传递给解释器程序：bash <脚本文件>

脚本实例

1、写一个脚本/root/bin/argsnum.sh，接受一个文件路径作为参数；如果参数个数小于1，则提示用户“至少应该给一个参数”，并立即退出；如果参数个数不小于1，则显示第一个参数所指向的文件中的空白行数

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

[iyunv@localhost test]# cat scrip1 #!/bin/bash # [ $# -lt 1 ] && echo "At least provide one path" && exit 1 lines_space=`grep '^$' $1 | wc -l` [ $# -eq 1 ] && echo "The space lines of the first file are :$lines_space" [ $# -gt 1 ] && echo "None message" && exit 2 [iyunv@localhost test]# chmod +x scrip1 [iyunv@localhost test]# ./scrip1 /etc/fstab The space lines of the first file are :1 [iyunv@localhost test]# ./scrip1 /etc/fstab /etc None message [iyunv@localhost test]# ./scrip1 At least provide one path

脚本中用到了特殊变量$#，位置变量$1，数值测试，组合测试，变量引用

2、写一个脚本/root/bin/hostping.sh，接受一个主机的IPv4地址做为参数，先判断是否合格IP，否，提示IP格式不合法并退出，是，测试是否可连通。如果能ping通，则提示用户“该IP地址可访问”；如果不可ping通，则提示用户“该IP地址不可访问”

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

[iyunv@localhost test]# cat scrip2 #!/bin/bash # [ $# -lt 1 ] && echo "please give one IP address" && exit 1 [ $# -gt 1 ] && echo "this script just match one IP address" && exit 2 [ $# -eq 1 ] && [[ $1 =~ (([1-9]|[1-9][0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-4])\.){3}([1-9]|[1-9][0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-4]) ]] && ping -c 1 $1 | sed -n '2p'|grep -o '^64' >> /dev/null && echo "该IP地址可访问" || echo "该IP地址不可访问" [iyunv@localhost test]# chmod +x scrip2 [iyunv@localhost test]# ./scrip2 please give one IP address [iyunv@localhost test]# ./scrip2 192.168.1.1 该IP地址不可访问 [iyunv@localhost test]# ./scrip2 192.168.85.3 该IP地址可访问 [iyunv@localhost test]# ./scrip2 192.168.85.3 192.168.168.1 this script just match one IP address

上面思路，先判断参数个数，也就是是否在脚本后加IP。然后判断IP是否符合规范，之后进行若IP可ping通给出相应提示，这个脚本的大致思路就是这样。

---

关于脚本的个人感受

写脚本前先要理清楚思路，这个问题要怎么解决，对哪些内容要进行测试，都需要用到哪些测试方法，需要设置哪些变量，用到哪些组合测试...
上述确定后就开始写，写完再进行调试。很多时候就算自己想的都没错，可是脚本写完依旧不能成功执行或达成想要的结果，因为初学总会出现各种意料不到的情况比如[]与[[ ]]的错误使用，比如命令引用忘记加``等等细节。