shell 基本计算、逻辑运算、位运算详解

以下面的格式提供运算表达式：$(( expression ))

$ echo $((5*(3+3)))
30
$ result = $(($myvar-10))

shell提供方便的数之间的进制转换：
$ echo $((013))#八进制
$ echo $((0xa4))#十六进制

还可以使用以下格式指定 2 到 64 之间的任意进制：
$((base#number))
echo $((8#377))
echo $((16#d8))

在 shell 中进行进制转换的另一个诀窍是使用 bc， 它是一种任意精度运算语言，大多数 unix 安装程序都提供。因为它允许您指定输出进制，所以当您需要以十进制以外的进制输出时，这是一种很好的技术。
bc 的特殊变量 ibase 和 obase 分别包含用于输入和输出的进制的值。缺省情况下，都被设置为 10。要执行进制转换，需要改变其中的一个或两个值，然后提供一个数字。

$ echo 'obase=16; 47' | bc
2f
$ echo 'obase=10; ibase=16; a03' | bc
2563

了解了这些基本特性，下边再看看逻辑运算符和逻辑表达式，基本的 + – * / % 不再赘述。

一、逻辑运算符

逻辑卷标	表示意思
1.	关于档案与目录的侦测逻辑卷标！
-f	常用！侦测『档案』是否存在 eg: if [ -f filename ]
-d	常用！侦测『目录』是否存在
-b	侦测是否为一个『 block 档案』
-c	侦测是否为一个『 character 档案』
-s	侦测是否为一个『 socket 标签档案』
-l	侦测是否为一个『 symbolic link 的档案』
-e	侦测『某个东西』是否存在！
2.	关于程序的逻辑卷标！
-g	侦测是否由 gid 所执行的程序所拥有
-o	侦测是否由 uid 所执行的程序所拥有
-p	侦测是否为程序间传送信息的 name pipe 或是 fifo （老实说，这个不太懂！）
3.	关于档案的属性侦测！
-r	侦测是否为可读的属性
-w	侦测是否为可以写入的属性
-x	侦测是否为可执行的属性
-s	侦测是否为『非空白档案』
-u	侦测是否具有『 suid 』的属性
-g	侦测是否具有『 sgid 』的属性
-k	侦测是否具有『 sticky bit 』的属性
4.	两个档案之间的判断与比较 ；例如[ test file1 -nt file2 ]
-nt	第一个档案比第二个档案新
-ot	第一个档案比第二个档案旧
-ef	第一个档案与第二个档案为同一个档案（ link 之类的档案）
5.	逻辑的『和(and)』『或(or)』
&&	逻辑的 and 的意思
||	逻辑的 or 的意思

运算符号	代表意义
=	等于 应用于：整型或字符串比较 如果在[] 中，只能是字符串
!=	不等于 应用于：整型或字符串比较 如果在[] 中，只能是字符串
<	小于 应用于：整型比较 在[] 中，不能使用 表示字符串
>	大于 应用于：整型比较 在[] 中，不能使用 表示字符串
-eq	等于 应用于：整型比较
-ne	不等于 应用于：整型比较
-lt	小于 应用于：整型比较
-gt	大于 应用于：整型比较
-le	小于或等于 应用于：整型比较
-ge	大于或等于 应用于：整型比较
-a	双方都成立（and） 逻辑表达式 –a 逻辑表达式
-o	单方成立（or） 逻辑表达式 –o 逻辑表达式
-z	空字符串
-n	非空字符串

二、逻辑表达式

test 命令

使用方法：test expression
如：
[root@localhost ~]# test 1 = 1 && echo ‘ok'
ok
[root@localhost ~]# test -d /etc/ && echo ‘ok'
ok
[root@localhost ~]# test 1 -eq 1 && echo ‘ok'
ok
[root@localhost ~]# if test 1 = 1 ; then echo ‘ok'; fi
ok

注意：所有字符 与逻辑运算符直接用“空格”分开，不能连到一起。

精简表达式

[] 表达式
[root@localhost ~]# [ 1 -eq 1 ] && echo ‘ok'
ok
[root@localhost ~]# [ 2 < 1 ] && echo ‘ok'
-bash: 2: no such file or directory
[root@localhost ~]# [ 2 \< 1 ] && echo ‘ok'
[root@localhost ~]# [ 2 -gt 1 -a 3 -lt 4 ] && echo ‘ok'
ok
[root@localhost ~]# [ 2 -gt 1 && 3 -lt 4 ] && echo ‘ok'
-bash: [: missing `]‘
注意：在[] 表达式中，常见的>,<需要加转义字符，表示字符串大小比较，以acill码 位置作为比较。 不直接支持<>运算符，还有逻辑运算符|| && 它需要用-a[and] –o[or]表示
[[]] 表达式
[root@localhost ~]# [ 1 -eq 1 ] && echo ‘ok'
ok[root@localhost ~]$ [[ 2 < 3 ]] && echo ‘ok'
ok
[root@localhost ~]$ [[ 2 < 3 && 4 > 5 ]] && echo ‘ok'
ok

注意：[[]] 运算符只是[]运算符的扩充。能够支持<,>符号运算不需要转义符，它还是以字符串比较大小。里面支持逻辑运算符：|| &&

三、性能比较

bash的条件表达式中有三个几乎等效的符号和命令：test，[]和[[]]。通常，大家习惯用if [];then这样的形式。而[[]]的出现，根据abs所说，是为了兼容><之类的运算符。以下是比较它们性能，发现[[]]是最快的。

$ time (for m in {1..100000}; do test -d .;done;)
real 0m0.658s
user 0m0.558s
sys 0m0.100s

$ time (for m in {1..100000}; do [ -d . ];done;)
real 0m0.609s
user 0m0.524s
sys 0m0.085s

$ time (for m in {1..100000}; do [[ -d . ]];done;)
real 0m0.311s
user 0m0.275s
sys 0m0.036s

不考虑对低版本bash和对sh的兼容的情况下，用[[]]是兼容性强，而且性能比较快，在做条件运算时候，可以使用该运算符。

四、按位操作运算符

运算符	名称	举例	解释value的值
<<	左移	value=4>>2	4左移2位，value值为16
>>	右移	value=8<<2	8右移2位，value值为2
&	按位与	value=8&&4	8按位与4，value值为0
|	按位或	value=8|4	8按位或4，value值为12
~	按位非	value=~8	按位非8，value值为-9
^	按位异或	value=10^3	10按位异或3，value值为9

注： 对于按位非，若求“~a”则结果为-（a+1）举一个详细例子：求“~8”分析由于计算机通常
用补码进行符号运算，[[x]补]补=[x]所以
则8的二进制为00001000 求非为11110111
求反码为1001000求补码为1001001所以最后的结果为1001001，~8 即为-9。