Linux：expr命令、测试条件表达式、正则表达式入门教程
在Udig.sh文件中，使用了测试条件表达式和正则表达式，还使用了expr命令。起初，我以为测试条件表达式和正则表达式是一种表达式，但是在学习了解后发现并不是如此。在Shell脚本中，测试条件表达式用于在条件语句（如if、while等）中进行条件判断；正则表达式是一种用于匹配和操作文本的强大工具，可用于查找、替换、提取文本中的特定模式；expr 命令主要用于计算表达式的值或进行简单的模式匹配。
3.1 expr命令
expr命令是一个在Shell脚本中常用的命令，用于执行各种表达式运算，包括算术运算、字符串操作和模式匹配等。它在早期的Unix系统中非常流行，现代Shell（如Bash）提供了更强大的内置表达式处理功能，但expr命令仍然在一些脚本中使用。其基本语法是：expr 表达式。expr常用功能如下所示：
（1）算数运算
expr命令可以执行常用的算术运算，包括加、减、乘（\*）、除（/）和取模（%）。例如，先定义变量 a 和 b，再进行他们的除法操作：
a=10
b=3
quot=$(expr $a / $b)
echo "Quotient: $quot"
# 输出：Quotient: 3
（2）字符串操作
expr命令可以执行常用的的字符串操作，如字符串长度、子字符串提取和字符串比较等。字符串长度：expr length "$string"；子字符串提取：expr substr "$string" $开始位数 $截取长度；字符串匹配：expr match "$string" '$匹配的内容'。下面的代码以常用的Hello, World!为例：
string="Hello, World!"
# 字符串长度计算
len=$(expr length "$string")
echo "Length: $len" # 输出：Length: 13
# 子字符串提取第1位开始，截取5位
sub=$(expr substr "$string" 1 5)
echo "Substring: $sub" # 输出：Substring: Hello
# 从字符串的开头开始匹配模式 Hello.*。
# .* 表示匹配任意字符（包括空字符）零次或多次，输出匹配到的字符串的长度
match=$(expr match "$string" 'Hello.*')
echo "Match: $match" # 输出：Match: 13；
上述代码匹配时使用了模式匹配返回匹配的字符串长度，如果要返回匹配的部分，可以使用 expr :结合正则表达式来返回匹配的部分，其中'Hello\(.*\)' 也是一个正则表达式。
match_part=$(expr "$string" : 'Hello\(.*\)')
echo "Match Part: $match_part"
# 输出：Match Part: , World!
3.2 测试条件表达式
在Shell脚本中，测试条件表达式用于在条件语句（如if、while等）中进行条件判断。测试条件表达式可以检查文件属性、比较字符串、数值运算等。测试条件表达式通常使用test 表达式 、方括号[]或双括号[[ ]]来表示，其中双括号[[ ]]是Bash的扩展，提供了更多的功能和更严格的语法检查。test 是一个内置的 Linux 命令，用于评估条件表达式，并根据结果返回一个0或1。基本语法：test expression，例如test -e hello.txt 检查 hello.txt 是否存在。而[ ] 可以说是 test 命令的另一种形式，[ -e file.txt ] 、[[ -e file.txt ]]与 test -e file.txt 功能相同。当具有多个条件时，可以使用逻辑与&&、逻辑或||来将多个条件连接。测试条件表达式常用于字符串测试、文件测试、数字测试，主要参数和功能如下：
（1）文件测试
| 命令 | 功能 |
|---|---|
| -f 文件 | 文件是否存在且为普通文件 |
| -d 文件 | 文件是否存在且为目录 |
| -e 文件 | 文件是否存在 |
| -r 文件 | 文件是否存在且可读 |
| -w 文件 | 文件是否存在且可写 |
| -x 文件 | 文件是否存在且可执行 |
| -s 文件 | 文件是否存在且大小大于 0 |
| -L 文件 | 文件是否存在且为符号链接 |
（2）字符串测试
| 命令 | 功能 |
|---|---|
| -z 字符串 | 字符串是否为空 |
| -n 字符串 | 字符串是否非空 |
| 字符串 1 = 字符串 2 | 字符串 1 是否等于字符串 2 |
| 字符串 1!= 字符串 2 | 字符串 1 是否不等于字符串 2 |
| 字符串 1 | 字符串 1 是否非空（等同于 -n 字符串 1） |
（3）数字测试
| 命令 | 功能 |
|---|---|
| 数值 1 -eq 数值 2 | 数值 1 是否等于数值 2 |
| 数值 1 -ne 数值 2 | 数值 1 是否不等于数值 2 |
| 数值 1 -gt 数值 2 | 数值 1 是否大于数值 2 |
| 数值 1 -lt 数值 2 | 数值 1 是否小于数值 2 |
| 数值 1 -ge 数值 2 | 数值 1 是否大于或等于数值 2 |
| 数值 1 -le 数值 2 | 数值 1 是否小于或等于数值 2 |
3.3 正则表达式
正则表达式（Regular Expression）是一种用于匹配和操作文本的强大工具，其通过定义一系列的字符和特殊符号，来描述一个或多个文本模式，可用于搜索、替换、提取文本中的特定信息。正则表达式中的部分命令也可以用在测试条件表达式和expr命令中，并且不同语言都具有正则表达式，但是可能有一定的区别。
Python 中使用 re 模块进行正则表达式操作，JS中使用使用斜杠 / 包围正则表达式模式或者使用RegExp 构造函数。在 Bash 中，正则表达式还可以结合 grep、sed、awk 等工具使用，使用 grep 进行模式匹配，使用 sed 进行模式替换。
正则表达式的语法挺多，在bing中直接搜索正则表达式时，可以看到好几个正则表达式大全网页，并且还看到了一个在线练习网站：https://regexlearn.com/zh-cn。基于学多了也记不住、学多了也没用的原则，简单了解一下常用的正则表达式。推荐大家在吃饭或者坐车时，B站随便找个正则表达式的讲解视频看一下，这样就能明白一些常用的指令啦。例如: 30分钟正则表达式教程_哔哩哔哩_bilibili 对指令有一个大概的了解。
（1） 字符
| 命令 | 功能 | 案例 |
|---|---|---|
. | 匹配除换行符以外的任意单个字符 | a.c 可以匹配 "abc", "a1c", "a-c" 等 |
\d或[0-9] | 匹配任意一个数字 | \d\d 可以匹配 "12", "34" 等 |
\D或 [^0-9] | 匹配任意一个非数字字符 | |
\w 或 [a-zA-Z0-9_] | 匹配包括下划线的任意一个单词字符 | \w+ 可以匹配 "hello", "world_123" 等 |
\W 或 [^a-zA-Z0-9_] | 匹配任意一个非单词字符 | |
\s | 匹配任意一个空白字符，包括空格、制表符、换行符等 | a\sb 可以匹配 "a b" |
\S | 匹配任意一个非空白字符 | |
[abc] | 匹配 a, b, 或 c 中的任意一个字符 | [abc]d 可以匹配 "ad", "bd", "cd" |
[^abc] | 匹配除 a, b, c 以外的任意一个字符 | [^abc]d 可以匹配 "xd", "yd", "zd" 等 |
（2）量词
| 量词 | 功能 | 案例 |
|---|---|---|
* | 匹配前面的元素零次或多次 | a* 可以匹配 "", "a", "aa", "aaa" 等 |
+ | 匹配前面的元素一次或多次 | a+ 可以匹配 "a", "aa", "aaa" 等，但不能匹配 "" |
? | 匹配前面的元素零次或一次 | a? 可以匹配 "" 或 "a" |
{n} | 匹配前面的元素恰好 n 次 | a{3} 可以匹配 "aaa" |
{n,} | 匹配前面的元素至少 n 次 | a{3,} 可以匹配 "aaa", "aaaa", "aaaaa" 等 |
{n,m} | 匹配前面的元素 n 到 m 次 | a{2,4} 可以匹配 "aa", "aaa", "aaaa" |
（3）锚点/边界匹配符
| 边界匹配符 | 功能 | 案例 |
|---|---|---|
^ | 匹配行的开始位置 | ^a 会匹配以 "a" 开头的行 |
$ | 匹配行的结束位置 | a$ 会匹配以 "a" 结尾的行 |
此外，还可以使用()将多个字符分组，可以用于量词和捕获匹配的部分；也可以使用 | 逻辑或，匹配多个模式中的任意一个。在之前的代码中，使用了 expr "$ls" : '.*-> \(.*\)$'，这里模式匹配的内容便是正则表达式。这里第一个.\*来匹配任意字符（除换行符外）零次或多次，用于匹配从字符串开头到->之前的所有内容；\( 和 \)用于分组，但使用反斜杠\进行了转义；第二个.\*用于匹配->之后的所有内容，最后的$是匹配字符串的结束位置。