Shell基础：中括号的使用
在Shell脚本中，中括号（[ ... ] 和 [[ ... ]]）是一种常见的条件测试结构。它们用于进行文件类型检查、值比较以及逻辑判断。通过了解它们的不同特点和用法，能够帮助你编写更加高效、安全且易读的脚本。本文将详细介绍Shell中单中括号和双中括号的区别、语法、常见用法及一些注意事项。
单中括号
单中括号（[ ... ]）也叫做 test 命令，它是Shell中最基本的条件判断工具之一。这个结构用于测试文件属性、比较数值和字符串，以及进行简单的逻辑判断。
有些人可能会感到困惑，为什么一个是符号，另一个是命令，二者却可以等价。其实，原理很简单：当Shell遇到左中括号（[）时，它会将其视作一个命令，并将中括号内的内容作为 test 命令的参数来解析，直到遇到右中括号（]）为止。因此，[ ... ] 其实就是 test 命令的一种简写形式。
1. 基本语法
单中括号的基本语法如下：
[ expression ]
在单中括号中，expression 代表一个条件表达式。其返回值为真（0）或假（1），这通常用于 if 语句的条件判断中。例如：
if [ "$var" == "hello" ]; then
echo "字符串匹配"
fi
2. 使用限制与特点
- 空格要求：在
[和]之间以及表达式的各个元素之间需要留有空格。例如，[ $x -gt 10 ]是正确的，而[ $x-gt 10]会报错。 - 特殊字符需要转义：在单中括号中，一些特殊字符（如
<,>,|等）需要使用反斜杠（\）进行转义。
下面重点介绍双中括号，因为它更现代、更强大。
双中括号
双中括号（[[ ... ]]）是Bash中引入的一种条件测试结构。它比传统的 [ ... ]（即 test 命令）更加强大和灵活。双中括号不仅支持更多的比较操作符，还具备更强的语法功能和更少的限制，使得它成为编写Bash脚本时更推荐使用的工具。
1. 基本语法
双中括号的基本语法如下：
[[ expression ]]
它和 [ ... ] 类似，但有许多额外的功能和改进。最常见的用法包括字符串比较、数值比较、文件测试等。
2. 与单中括号的区别
-
扩展的比较操作符：
双中括号支持更多的比较操作符。例如，字符串的模式匹配、正则表达式匹配等。 -
无需转义特殊字符：
在双中括号中，许多特殊字符（如<,>,|等）不需要像[ ... ]中那样进行转义。 -
支持逻辑运算符：
双中括号允许直接使用&&（与）、||（或）等逻辑运算符来组合多个条件。 -
无需引号保护字符串和变量：
在[[ ... ]]中，空格或特殊字符的字符串和变量无需额外的引号保护。即使字符串中包含空格，它也能正确处理。
3. 常用操作符
3.1 字符串比较
-
==：匹配字符串（支持模式匹配）if [[ "$str" == "hello" ]]; then echo "字符串匹配成功" fi -
!=：不匹配字符串if [[ "$str" != "world" ]]; then echo "字符串不匹配" fi -
=~：匹配正则表达式（需注意正则表达式与grep的略微不同）if [[ "$str" =~ ^[0-9]+$ ]]; then echo "字符串只包含数字" fi
3.2 数值比较
与 [ ... ] 中使用的数值比较类似，双中括号也提供了数值比较操作符：
-eq：等于-ne：不等于-lt：小于-le：小于或等于-gt：大于-ge：大于或等于
x=10
y=20
if [[ $x -lt $y ]]; then
echo "$x 小于 $y"
fi
3.3 文件测试操作符
-e：文件存在-d：是目录-f：是普通文件-r：可读-w：可写-x：可执行-s：文件非空-L：是符号链接
if [[ -e "$file" ]]; then
echo "文件存在"
fi
4. 逻辑运算符
&&：逻辑与运算符，两个条件都成立时返回真。||：逻辑或运算符，两个条件中只要有一个成立就返回真。!：逻辑非运算符，反转条件的真假。
例如：
if [[ $x -gt 10 && $x -lt 20 ]]; then
echo "$x 在 10 到 20 之间"
fi
if [[ $x -le 10 || $x -ge 20 ]]; then
echo "$x 小于等于 10 或大于等于 20"
fi
if [[ ! -e "$file" ]]; then
echo "文件不存在"
fi
5. [[ ... ]] 内部的模式匹配
Bash中的 [[ ... ]] 还支持通配符模式匹配，这对于字符串匹配尤为有用。
*：匹配零个或多个字符?：匹配一个字符[...]：匹配字符集中的一个字符
示例：
filename="test_file.txt"
if [[ "$filename" == *.txt ]]; then
echo "这是一个文本文件"
fi
if [[ "$filename" == test_?ile.txt ]]; then
echo "这是符合模式的文件名"
fi
6. [[ ... ]] 的优点
- 更安全：
[[ ... ]]可以自动处理字符串中的空格和特殊字符，无需像[ ... ]那样手动引用字符串。 - 更强大：提供了正则表达式支持、模式匹配等功能，能够处理更复杂的条件判断。
- 更简洁：
[[ ... ]]允许直接使用&&和||连接多个条件，而无需像[ ... ]那样使用转义字符。
7. 常见错误与陷阱
尽管 [[ ... ]] 更加灵活和安全，但仍然需要注意一些常见的错误。
下面的例子演示了由于没有加引号，导致的通配符绕过问题：
read -p "请输入密码: " user_input
correct_password="secret123"
if [[ $user_input == $correct_password ]]; then
echo "密码匹配成功"
else
echo "密码错误"
fi
在这个例子中，如果用户输入了 * 作为密码，Shell 会将 * 作为通配符，匹配任意字符，从而意外地使密码验证成功。
为了解决这个问题，应该始终使用引号将变量包裹起来，确保其内容不被Shell解释为通配符或其他特殊字符：
read -p "请输入密码: " user_input
correct_password="secret123"
if [[ "$user_input" == "$correct_password" ]]; then
echo "密码匹配成功"
else
echo "密码错误"
fi
通过正确使用引号，我们能够防止通配符等特殊字符的干扰，确保变量内容按字面意义进行比较。
8. 小结
[[ ... ]]是Bash中用于条件判断的高级结构，比[ ... ]提供了更多的功能和更高的灵活性。- 它支持更多的比较操作符、模式匹配、正则表达式，并且能够处理字符串中的空格和特殊字符。
- 使用
[[ ... ]]可以编写更安全、简洁且易于维护的脚本，尤其是在处理复杂条件时。
掌握了 [[ ... ]] 的用法，你会发现 Bash 脚本的编写变得更加得心应手。