03 元字符及运算符

元字符

元字符指的是能够被shell解释的特殊字符，每个特殊字符都有其特殊含义，这些字符一方面可用于变量值的运算、我们可以称之为运算符，另外一方面可以和shell命令配合使用来达到更高级的效果

算数运算符

运算符

/
%

算数运算符需要配合下述操作使用

# 浮点运算
bc  

# 整数运算
expr
$(())
$[]
let

详解如下

• 1、bc是比较常用的linux计算工具了，而且支持浮点运算

  [root@localhost ~]# res=`echo 1+1 | bc`
  [root@localhost ~]# echo $res
  2
  
  [root@localhost ~]# res=`echo 10 % 3 | bc`
  [root@localhost ~]# echo $res
  1
  
  [root@localhost ~]# res=`echo 1.2+1.3|bc`
  [root@localhost ~]# echo $res
  2.5
  
  [root@localhost ~]# res=`echo 5.0+3.0|bc`
  [root@localhost ~]# echo $res
  8.0
  
  [root@localhost ~]# res=`echo "scale=2;5.0/3.0"|bc`
  [root@localhost ~]# echo $res
  1.66
  
  [root@localhost ~]# res=`echo "scale=2;5.0/6.0"|bc`
  [root@localhost ~]# echo $res
  .83
  

• 2、expr不支持浮点数计算。而且要注意数字与运算符中的空格

  [root@localhost ~]# res=`expr 5 / 3` # 不支持浮点计算
  [root@localhost ~]# echo $res
  1
  
  [root@localhost ~]# res=`expr 1+1` # 注意：要有空格
  [root@localhost ~]# echo $res
  1+1
  [root@localhost ~]# res=`expr 1 + 1`
  [root@localhost ~]# echo $res
  2
  
  如果是乘法，如需要转义*
  [root@egon ~]# expr 3 * 10
  30
  

• 3、$(()) 同expr，不支持浮点数运算

  # 例如：
  [root@localhost ~]# echo $((1+1))
  2
  [root@localhost ~]# echo $((1.0+2.0)) # 不支持浮点运算符
  -bash: 1.0+2.0: 语法错误: 无效的算术运算符 （错误符号是 ".0+2.0"）
  
  # 注意：
  echo $(($num1+$num2)) # 也可以简写为 echo $((num1+num2))
  echo $(((5-3)*2)) # 可以嵌套括号
  

• 4、$[]同expr以及$(())，不支持浮点运算

  [root@egon ~]# echo $[$num1+$num2] # 等同于 echo $[num1+num2]
  333
  [root@egon ~]# echo $[1.3+3.1]
  -bash: 1.3+3.1: 语法错误: 无效的算术运算符 （错误符号是 ".3+3.1"）
  

• 5、let 不支持浮点数运算，而且不支持直接输出，只能赋值

  [root@localhost ~]# let res=1+1
  [root@localhost ~]# echo $res
  2
  [root@localhost ~]#
  [root@localhost ~]# let res=50/5
  [root@localhost ~]# echo $res
  10
  [root@localhost ~]# let c=1.3*3
  -bash: let: c=1.3*3: 语法错误: 无效的算术运算符 （错误符号是 ".3*3"
  

• 6、强调：整数与非整数之间运算会报错

  [root@egon ~]# expr 1 + a
  expr: 非整数参数
  [root@egon ~]# expr 1 + 1.3
  expr: 非整数参数
  

练习题

# 脚本案例: 编写判断输入参数是否是整数信息脚本
#!/bin/bash

a=$1
expr $a + 0 &>/dev/null  # 只有整型加0才不会报错，浮点数及字符与0详解都会报错
[ $? -eq 0 ] && echo "输入的是整数信息" || echo "输入的是非整数信息"

# 如何利用脚本计算1+2+3+4..10总和数值
方法一：
seq -s "+" 10|bc
 
方法二：
echo {1..10}|tr " " "+"|bc
 
方法三：
awk 'BEGIN{for (i=1; i<=10; i++) a=a+i; print a}'

测试运算符

测试命令：test，详细可用man test查询

测试符号：[]，注意只有一层中括号，中括号内左右两侧必须要有空格

test与[]效果都一样，参数也都一样

2.1 测试文件状态

参数	含义
-d	目录是否存在
-s	文件长度是否大于0
-f	是否为标准文件
-w	可写
-r	可读
-x	可执行
-L	符号连接
-u	文件有suid 位设置
-c	判断是否为磁盘文件

2.2 字符串测试

符号	含义
==	两个字符串相等
!=	两个字符串不相等
-z	字符串长度为零
-n	字符串长度不为零

2.3 测试数值

test与[]也可以测试数值，与 [[]]和(())效果一样，下一小节会详细介绍[[]]和(())

参数	含义
-eq （=）	等于则为真
-ne （！=）	不等于则为真
-gt （>）	大于则为真
-ge （>=）	大于等于则为真
-lt （<）	小于则为真
-le （<=）	小于等于则为真

• -a并且

• -o或者

关系运算符

<

>

<=

>=

==

!=

&&

||

上述关系运算符需要配合(())使用(注意(())属于C语言风格的比较)，最终都是用来当if判断或者while循环的条件

[root@egon ~]# x=100

[root@egon ~]# (($x>10))
[root@egon ~]# echo $?
0

[root@egon ~]# (($x < 10));echo $?
1

[root@egon ~]# (($x == 100));echo $?
0

[root@egon ~]# (($x != 100));echo $?
1

[root@egon ~]# (($x != 100)) && (("egon" == "egon"))
[root@egon ~]# echo $?
1

[root@egon ~]# (($x != 100)) || (("egon" == "egon"))
[root@egon ~]# echo $?
0

[root@egon ~]# (($x != 100 && "egon" == "egon"));echo $?
1

[root@egon ~]# (($x != 100 || "egon" == "egon"));echo $?
0

赋值运算符

• =
  [root@egon ~]# x=10
  [root@egon ~]# echo $x
  10
• +=
  [root@egon ~]# x=10
  [root@egon ~]# ((x%3))
  [root@egon ~]# echo $x
  10
  [root@egon ~]# ((x%=3))
  [root@egon ~]# echo $x
  1
• *=
  同上
• /=
  同上
• %=
  同上

补充

5.1 补充[[]]

[[]]与[]基本一样，不同的是[[]]支持正则匹配，不过要注意的是必须在内层中括号内左右两侧加空格

[root@egon ~]# [[ "$USER" ==  "root" ]];echo $?  # 注意内层[]中包含的内容必须左右两侧加空格
0
[root@egon ~]# [[ "$USER" ==  "root" ]];echo $?  # 一个等号也行两个等号也可以额
0



# 此外[[]]内部是可以使用正则的,注意：正则表达式不要加引号
[root@egon ~]# [[ "$USER" =~ "^root$" ]];echo $?  # 正则表达式不要加引号
1
[root@egon ~]# [[ "$USER" =~ ^root$ ]];echo $?  # 正则表达式不要加引号
0
[root@egon ~]# [[ ! "$USER" =~ t$ ]] && echo 此时不是管理员登录 || echo 是管理员登录
是管理员登录



[root@egon ~]# num1=123
[root@egon ~]# [[ "$num1" =~ ^[0-9]+$ ]];echo $?  # 判断是否是数字
0
[root@egon ~]# [[ "$num1" =~ ^[0-9]+$ ]] && echo "是数字"
是数字



[root@egon ~]# num2=abc123de
[root@egon ~]# [[ "$num2" =~ ^[0-9]+$ ]];echo $?
1
[root@egon ~]# [[ "$num2" =~ ^[0-9]+$ ]] || echo "num2不是数字"
num2不是数字

企业面试题1: 传入两个数值信息, 自动让脚本显示数值比较情况

[root@egon shell]# cat num.sh 
#!/bin/bash

[ $# -ne 2 ] && echo "只能传入两个整数" && exit
[[ ! $1 =~ ^[0-9]+$ ]] && echo "参数1必须是整数" && exit
[[ ! $2 =~ ^[0-9]+$ ]] && echo "参数2必须是整数" && exit

[[ $1 -lt $2 ]] && echo "$1 < $2"
[[ $1 -gt $2 ]] && echo "$1 > $2"
[[ $1 -eq $2 ]] && echo "$1 = $2"
[root@egon shell]# chmod +x num.sh 
[root@egon shell]# ./num.sh 17 37
17 < 37

5.2 补充浮点数的比较

# 需要注意的是：bc的结果为1代表真，为0代表假
[root@egon ~]# echo "10.3 >= 10.1" | bc
1
[root@egon ~]# echo "10.3 != 10.1" | bc
1
[root@egon ~]# echo "10.3 != 10.3" | bc
0

# 应用
[root@egon ~]# x=10.3
[root@egon ~]# y=10.1
[root@egon ~]# [ `echo "$x >= $y" | bc` -eq 1 ] && echo "$x 大于 $y"
10.3 大于 10.1

总结

条件测试：

格式1： test 条件表达式
格式2： [ 条件表达式 ]
格式3： (()) 数值比较，运算  C语言

格式4： [[ 条件表达式 ]]，支持正则  =~

结合$符号

$[]    # 整数运算
$(())  # 整数运算

$()    # 命令替换

其他

()     # 子shell中执行

其他元字符

- 1、`` 与$()：取命令的结果
  [root@localhost ~]# echo `pwd`
  /root
  [root@localhost ~]# echo $(pwd)
  /root

  不一样的地方在于$()可以嵌套，而``不能嵌套
  [root@localhost ~]# echo $(ls $(pwd))
  
  # 练习
  [root@aliyun test]# touch $(date +%F)_bak.tar.gz
  [root@aliyun test]# ls
  2020-08-24_bak.tar.gz
 
- 2、~家目录

- 3、.与..

- 4、!调用历史命令、取反
  # 1、调用历史命令
  [root@egon ~]# !1066
  [root@egon ~]# !ls # 匹配最近的一次历史命令

  # 2、取反1：对命令的结果取反
  [root@egon ~]# ! pwd
  /root
  [root@egon ~]# echo $?
  1

  # 3、取反2：效果与^雷同
  [root@localhost ~]# touch /test/{1.txt,2.txt,a.txt,aaa_bbb.txt}
  [root@localhost ~]# find /test ! -name 1.txt
  /test
  /test/2.txt
  /test/a.txt
  /test/aaa_bbb.txt
  
  [root@localhost ~]# ls /test/[!0-9].txt # .txt前只有一个字符，但是非数字
  /test/a.txt
  [root@localhost ~]# ls /test/[^0-9].txt # .txt前只有一个字符，但是非数字
  /test/a.txt

  [root@aliyun test]# ls -a /etc/skel/.[!.]*

- 5、@无特殊意义

- 6、#注释

- 4、$取变量值
  [root@localhost ~]# x=1
  [root@localhost ~]# echo $x
  1

- 5、%、-、+运算符，注意%可以与jobs配合“kill %工作号”杀后台进程。-减号还有区间及cd -回到上一级的意思
  # 数学运算
  # 1、bc是比较常用的linux计算工具了，而且支持浮点运算：
  [root@localhost ~]# res=`echo 1+1 | bc`
  [root@localhost ~]# echo $res
  2

  [root@localhost ~]# res=`echo 10 % 3 | bc`
  [root@localhost ~]# echo $res
  1

  [root@localhost ~]# res=`echo 1.2+1.3|bc`
  [root@localhost ~]# echo $res
  2.5

  [root@localhost ~]# res=`echo 5.0+3.0|bc`
  [root@localhost ~]# echo $res
  8.0

  [root@localhost ~]# res=`echo "scale=2;5.0/3.0"|bc`
  [root@localhost ~]# echo $res
  1.66

  [root@localhost ~]# res=`echo "scale=2;5.0/6.0"|bc`
  [root@localhost ~]# echo $res
  .83

  # 2、expr不支持浮点数计算。而且要注意数字与运算符中的空格
  [root@localhost ~]# res=`expr 5 / 3` # 不支持浮点计算
  [root@localhost ~]# echo $res
  1

  [root@localhost ~]# res=`expr 1+1` # 注意：要有空格
  [root@localhost ~]# echo $res
  1+1
  [root@localhost ~]# res=`expr 1 + 1`
  [root@localhost ~]# echo $res
  2

  [root@localhost ~]# res=`expr 5 * 3` # 在expr中*号要转义才能用，否则报语法错误
  [root@egon ~]# echo $res
  15

  # 3、$(()) 同expr，不支持浮点数运算
  [root@localhost ~]# echo $((1+1))
  2
  [root@localhost ~]# echo $((1.0+2.0))
  -bash: 1.0+2.0: 语法错误: 无效的算术运算符 （错误符号是 ".0+2.0"）

  # 4、$[]同expr以及$(())，不支持浮点运算
  [root@localhost ~]# x=1
  [root@localhost ~]# echo $[$x+1]
  2

  # 5、let 不支持浮点数运算，而且不支持直接输出，只能赋值
  [root@localhost ~]# let res=1+1
  [root@localhost ~]# echo $res
  2
  [root@localhost ~]#
  [root@localhost ~]# let res=50/5
  [root@localhost ~]# echo $res
  10
  [root@localhost ~]# let c=1.3*3
  -bash: let: c=1.3*3: 语法错误: 无效的算术运算符 （错误符号是 ".3*3"

  [root@aliyun test]# x=1
  [root@aliyun test]# let x+=10
  [root@aliyun test]# echo $x
  11

- 6、^同!一样

- 7、&后台运行
  [root@localhost home]# echo "hello";sleep 3;echo "world" &

- 8、*任意多个字符
  [root@localhost ~]# touch 1.txt 2.txt aa.txt aaa.txt
  [root@localhost ~]# rm -rf *.txt
  [root@localhost ~]# touch 1.txt 2.txt aa.txt aaa.txt a1c.txt
  [root@localhost ~]# ls *.txt
  1.txt 2.txt a1c.txt aaa.txt aa.txt

- 9、()在子shell中执行
  [root@localhost ~]# (x=1)
  [root@localhost ~]# echo $x

  应用
  [root@localhost ~]# (umask 066;touch a.txt) # umask的设置只在子shell中有效
  [root@localhost ~]# ll a.txt
  -rw-------. 1 root root 0 8月 13 15:22 a.txt
  [root@localhost ~]# touch b.txt
  [root@localhost ~]# ll b.txt
  -rw-r--r--. 1 root root 0 8月 13 15:23 b.txt

- 10、_下划线：无特殊意义，可以用于名字的声明
  [root@localhost ~]# tar -czvf `date +%F_%H:%M:%S`_bak.tar.gz /etc/

- 11、=赋值，==判断相等性
  [root@localhost ~]# [ 1 == 1 ] # 条件1 == 1的左右两边必须有空格
  [root@localhost ~]# echo $? # 判断上一条命令的结果是否为真，0=》true
  0

- 12、|管道：把一个进程的处理结果传递给另外一个进程
  [root@localhost ~]# ps aux | grep python


  |管道命令的作用，是将左侧命令的标准输出转换为标准输入，提供给右侧命令作为参数。但是，大多数命令都不接受标准输入作为参数，只能直接在命令行输入参数，这导致无法用管道命令传递参数。比如echo命令就不接受管道传参。
  $ echo "hello world" | echo
  xargs命令的作用，是将标准输入转为命令行参数，例如
  $ echo "hello world" | xargs echo
  hello world

  [root@localhost ~]# find /home/ -type d -name "test*" |xargs ls
  1.txt 2.txt 3.txt
  [root@localhost ~]# ls /home/test
  1.txt 2.txt 3.txt

- 13、转义特殊字符
  [root@localhost ~]# mkdir a b.txt # 虽然可以，但不推荐
  [root@localhost ~]# ll
  总用量 0
  drwxr-xr-x. 2 root root 6 8月 13 15:35 a b.txt

  
  [root@localhost ~]# echo $RMB # 默认会当成变量

  [root@localhost ~]# echo '$RMB' # 取消特殊意义
  $RMB
  [root@localhost ~]# echo $RMB # 取消特殊意义
  $RMB

- 14、[]条件测试，后续会详细介绍
  [root@localhost ~]# name="egon"
  [root@localhost ~]# [ $name == "egon" ];echo $?
  0
  [root@localhost ~]# name="adf"
  [root@localhost ~]# [ $name == "egon" ];echo $?
  1

  [root@localhost ~]# [ -d /test ];echo $?
  0
  [root@localhost ~]#

- 15、引号
  '' 强引用（在单引号中都视为普通字符）
  " " 弱引用 （在双引号中保留变量）

  [root@localhost ~]# x=111
  [root@localhost ~]# echo "$x"
  111
  [root@localhost ~]# echo '$x'
  $x
  [roo

- 16、;与&&与||连接多条命令
  [root@localhost home]# gagaga;ls # 不论前一条命令运行成功与否，都会执行后续命令
  bash: gagaga: 未找到命令...
  egon
  [root@localhost home]# gagaga && ls # 只有前一条命令执行成功，才会执行后续命令
  bash: gagaga: 未找到命令...

  [root@localhost home]# ls /test || mkdir /test # 前一条命令执行不成功才会执行后续命令
  0.txt 1.txt 2.txt 3.txt 4.txt 5.txt 6.txt 7.txt 8.txt 9.txt

- 17、:空命令，真值
  [root@egon ~]# :
  [root@egon ~]# echo $?
  0

- 18、/路径分隔符

- 19、{}循环列表
  [root@localhost home]# touch /test/{0..9}.txt
  [root@localhost home]# ls /test/
  0.txt 1.txt 2.txt 3.txt 4.txt 5.txt 6.txt 7.txt 8.txt 9.txt
  [root@localhost ~]# touch {1..3}{a..d}.txt
  [root@localhost ~]# ls
  1a.txt 1b.txt 1c.txt 1d.txt 2a.txt 2b.txt 2c.txt 2d.txt 3a.txt 3b.txt 3c.txt 3d.txt

  [root@egon ~]# x=100
  [root@egon ~]# echo ${x}% # 控制变量名的范围
  100%
  [root@egon ~]#
  [root@egon ~]# echo $xrmb

  [root@egon ~]# echo ${x}rmb
  100rmb

- 20、重定向
  > >> 输出重定向
  < << 输入重定向
  > 覆盖 >> 追加
  [root@localhost home]# cat >> a.txt << EOF
  > 111
  > 222
  > 333
  > EOF
  
  0标准输入、1标准正确输出、2标准错误输出，&标准正确和错误输出
  [root@localhost home]# pwd 1>a.txt
  [root@localhost home]# cat a.txt
  /home
  [root@localhost home]# gagag 2>a.txt
  [root@localhost home]# cat a.txt
  bash: gagag: 未找到命令...
  [root@localhost home]# gagaga &>/dev/null
  
  < << 输入重定向
  [root@localhost ~]# mysql -uroot -p123 < bbs.sql
  [root@localhost home]# grep root < /etc/passwd
  root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
  operator:x:11:0:operator:/root:/sbin/nologin
  

  [root@localhost home]# dd if=/dev/zero of=/a.txt bs=1M count=10
  记录了10+0 的读入
  记录了10+0 的写出
  10485760字节(10 MB)已复制，0.024387 秒，430 MB/秒
  [root@localhost home]# dd </dev/zero >/b.txt bs=1M count=10
  记录了10+0 的读入
  记录了10+0 的写出
  10485760字节(10 MB)已复制，0.0202365 秒，518 MB/秒
 
  [root@localhost home]# ll /a.txt
  -rw-r--r--. 1 root root 10485760 8月 13 16:02 /a.txt
  [root@localhost home]# ll /b.txt
  -rw-r--r--. 1 root root 10485760 8月 13 16:03 /b.txt

- 21、?任意一个字符
  [root@localhost ~]# ls ??.txt
  aa.txt
  [root@localhost ~]# ls a?c.txt
  a1c.txt
  [root@localhost ~]# rm -rf *.txt

- 22、范围中的任意一个字符 [12] [ac] [a-z] [0-9]
  [root@localhost ~]# touch a1c a2c axc aXc axd
  [root@localhost ~]# ls a?c
  a1c a2c axc aXc
  [root@localhost ~]# ls a[1x]c
  a1c axc
  [root@localhost ~]# ls a[a-z]c
  axc aXc
  [root@localhost ~]# ls a[A-Z]c # 不区分大小写
  axc aXc
  [root@localhost ~]# ls a[x]c
  axc
  [root@localhost ~]# ls a[X]c
  aXc
  [root@localhost ~]# ls a[0-9]c
  a1c a2c
  [root@localhost ~]# ls /dev/sd[a-z]*
  /dev/sda /dev/sda1 /dev/sda2 /dev/sda3 /dev/sdb1