02: 數值運算 條件測試 、 if選擇結構 總結和答疑
NSD SHELL DAY02
1 案例1:Shell中的數值運算
1.1 問題
本案例要求熟悉Linux Shell環境的特點,主要練習以下操作:
- 使用expr、$[ ]、let等整數運算工具:定義變數X=1234,然後計算X與78的四則運算及求模結果
- 使用bc實現小數運算操作:以互動方式計算12.34與56.78的四則運算結果,另外再以非互動方式重複上述計算,最多顯示4位小數
1.2 步驟
實現此案例需要按照如下步驟進行。
步驟一:整數運算工具
1)使用expr命令
乘法操作應採用 \* 轉義,避免被作為Shell萬用字元;參與運算的整數值與運算操作符之間需要以空格分開,引用變數時必須加$符號。
首先定義變數X=1234,然後分別計算與78的加減乘除和求模運算結果:
- [[email protected] ~]# X=1234 //定義變數X
- [[email protected] ~]# expr $X + 78 //加法
- 1312
- [[email protected] ~]# expr $X - 78 //減法
- 1156
- [[email protected] ~]# expr $X \* 78 //乘法,操作符應新增\轉義
- 96252
- [[email protected] ~]# expr $X / 78 //除法,僅保留整除結果
- 15
- [[email protected] ~]# expr $X % 78 //求模
- 64
2)使用$[]或$(())表示式
乘法操作*無需轉義,運算子兩側可以無空格;引用變數可省略 $ 符號;計算結果替換表示式本身,可結合echo命令輸出。
同樣對於變數X=1234,分別計算與78的加減乘除和求模運算結果:
- [[email protected] ~]# X=1234
- [[email protected] ~]# echo $[X+78]
- 1312
- [[email protected] ~]# echo $[X-78]
- 1156
- [[email protected] ~]# echo $[X*78]
- 96252
- [[email protected] ~]# echo $[X/78]
- 15
- [[email protected] ~]# echo $[X%78]
- 64
3)使用let命令
expr或$[]、$(())方式只進行運算,並不會改變變數的值;而let命令可以直接對變數值做運算再儲存新的值。因此變數X=1234,在執行let運算後的值會變更;另外,let運算操作並不顯示結果,但是可以結合echo命令來檢視:
- [[email protected] ~]# X=1234
- [[email protected] ~]# let y=X+22
- [[email protected] ~]# echo $y
- 1256
- [[email protected] ~]# let X++; echo $X # X++(X=X+1)
- [[email protected] ~]# let X--; echo $X # X--(X=X-1)
- [[email protected] ~]# let X+=78 ; echo $X # X+=78(X=X+78)
- [[email protected] ~]# let X-=78 ; echo $X # X-=78(X=X-78)
- [[email protected] ~]# let X*=78 ; echo $X # X*=78(X=X*78)
- [[email protected] ~]# let X/=78 ; echo $X # X/=78(X=X/78)
- [[email protected] ~]# let X%=78 ; echo $X # X%=78(X=X%78)
步驟二:小數運算工具
1)bc互動式運算
先執行bc命令進入互動環境,然後再輸入需要計算的表示式。以計算小數12.34與5.678的四則運算為例,相關操作如下:
- [[email protected] ~]# bc
- bc 1.06.95
- Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006 Free Software Foundation, Inc.
- This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
- For details type `warranty'.
- 12.34+56.78 //加法
- 69.12
- 12.34-56.78 //減法
- -44.44
- 12.34*56.78 //乘法
- 700.66
- 12.34/56.78 //除法
- 0
- quit //退出互動計算器
- [[email protected] ~]#
2)bc非互動式運算
將需要運算的表示式通過管道操作交給bc運算。注意,小數位的長度可採用scale=N限制,除此以外也受參與運算的數值的小數位影響。以計算小數12.34與5.678的四則運算為例,相關操作如下:
- [[email protected] ~]# echo 'scale=4;12.34+5.678' | bc
- 18.018
- [[email protected] ~]# echo 'scale=4;12.34*5.678' | bc
- 70.0665
- [[email protected] ~]# echo 'scale=4;12.34/5.678' | bc
- 2.1733
2 案例2:條件測試操作
2.1 問題
本案例要求參考PPT上的示例,分別練習以下條件測試操作:
- 字串匹配
- 比較整數值的大小
- 識別檔案/目錄的狀態
- 多個條件/操作的邏輯組合
2.2 步驟
實現此案例需要按照如下步驟進行。
步驟一:條件測試的基本用法
1)語法格式
使用“test 表示式”或者[ 表示式 ]都可以,表示式兩邊至少要留一個空格。
條件測試操作本身不顯示出任何資訊。測試的條件是否成立主要體現在命令執行後的返回狀態(即 $?),所以可以在測試後檢視變數$?的值來做出判斷,或者結合&&、||等邏輯操作顯示出結果(或作其他操作) 。
步驟二:字串測試
1)== 比較兩個字串是否相同
檢查當前使用者是否為root。
當root使用者執行時:
- [[email protected] ~]# [ $USER == "root" ] //測試
- [[email protected] ~]# echo $? //檢視結果0為對,非0為錯
當普通使用者執行時:
- [[email protected] ~]$ [ $USER == "root" ]
- [[email protected] ~]$ echo $? //檢視結果0為對,非0為錯
2)!= 比較兩個字串是否不相同
當普通使用者執行時:
- [[email protected] ~]$ [ $USER != "root" ]
當root使用者執行時:
- [[email protected] ~]# [ $USER != "root" ]
3)一行執行多條命令的情況
- # A && B //僅當A命令執行成功,才執行B命令
- # A || B //僅當A命令執行失敗,才執行B命令
- # A ; B //執行A命令後執行B命令,兩者沒有邏輯關係
- # A && B || C //思考?
4) -z 檢查變數的值是否未設定(空值)
- [[email protected] ~]# var1="nb" ; var2=""
- [[email protected] ~]# [ -z "$var1" ] && echo "空值" || echo "非空值"
- 非空值
- [[email protected] ~]# [ -z $var2 ] && echo "空值" || echo "非空值"
- 空值 //變數var2已設定,但無任何值,視為空
- [[email protected] ~]# [ ! -z $var1 ] //測試var1是否為非空
還有一個-n可以測試變數是否不為空(相當於! -z)。
步驟三:整數值比較
參與比較的必須是整數(可以呼叫變數),比較非整數值時會出錯:
- [[email protected] ~]# A=20.4
- [[email protected] ~]# [ $A -gt 10 ] //不支援小數比較
- -bash: [: 20.4: integer expression expected
1)-eq 比較兩個數是否相等。
- [[email protected] ~]# X=20 //定義一個測試變數
- [[email protected] ~]# [ $X -eq 20 ] && echo "相等" || echo "不相等"
- 相等
- [[email protected] ~]# [ $X -eq 30 ] && echo "相等" || echo "不相等"
- 不相等
2)-ne 比較兩個數是否不相等。
- [[email protected] ~]# X=20 //定義一個測試變數
- [[email protected] ~]# [ $X -ne 20 ] && echo "不等於" || echo "等於"
- 等於
- [[email protected] ~]# [ $X -ne 30 ] && echo "不等於" || echo "等於"
- 不等於
3)-gt 比較前面的整數是否大於後面的整數。
- [[email protected] ~]# X=20 //定義一個測試變數
- [[email protected] ~]# [ $X -gt 10 ] && echo "大於" || echo "否"
- 大於
- [[email protected] ~]# [ $X -gt 20 ] && echo "大於" || echo "否"
- 否
- [[email protected] ~]# [ $X -gt 30 ] && echo "大於" || echo "否"
- 否
4)-ge 比較前面的整數是否大於或等於後面的整數。
- [[email protected] ~]# X=20 //定義一個測試變數
- [[email protected] ~]# [ $X -ge 10 ] && echo "大於或等於" || echo "否"
- 大於或等於
- [[email protected] ~]# [ $X -ge 20 ] && echo "大於或等於" || echo "否"
- 大於或等於
- [[email protected] ~]# [ $X -ge 30 ] && echo "大於或等於" || echo "否"
- 否
5)-lt 比較前面的整數是否小於後面的整數。
- [[email protected] ~]# X=20 //定義一個測試變數
- [[email protected] ~]# [ $X -lt 10 ] && echo "小於" || echo "否"
- 否
- [[email protected] ~]# [ $X -lt 20 ] && echo "小於" || echo "否"
- 否
- [[email protected] ~]# [ $X -lt 30 ] && echo "小於" || echo "否"
- 小於
6)-le 比較前面的整數是否小於或等於後面的整數。
- [[email protected] ~]# X=20 //定義一個測試變數
- [[email protected] ~]# [ $X -le 10 ] && echo "小於或等於" || echo "否"
- 否
- [[email protected] ~]# [ $X -le 20 ] && echo "小於或等於" || echo "否"
- 小於或等於
- [[email protected] ~]# [ $X -le 30 ] && echo "小於或等於" || echo "否"
- 小於或等於
7)提取當前登入的使用者數,比較是否大於等於3。
- [[email protected] ~]# who | wc -l //確認已登入的使用者數
- 2
- [[email protected] ~]# N=$(who | wc -l) //賦值給變數N
- [[email protected] ~]# [ $N -ge 3 ] && echo "超過了" || echo "沒超過"
- 沒超過
上述賦值給變數N及與3比較的操作,可以簡化為如下形式:
- [[email protected] ~]# [ $(who | wc -l) -ge 3 ] && echo "超過了" || echo "沒超過"
- 沒超過
步驟四:識別檔案/目錄的狀態
1)-e 判斷物件是否存在(不管是目錄還是檔案)
- [[email protected] ~]# [ -e "/usr/" ] && echo "存在" || echo "不存在"
- 存在
- [[email protected] ~]# [ -e "/etc/fstab" ] && echo "存在" || echo "不存在"
- 存在
- [[email protected] ~]# [ -e "/home/nooby" ] && echo "存在" || echo "不存在"
- 不存在
2)-d 判斷物件是否為目錄(存在且是目錄)
- [[email protected] ~]# [ -d "/usr/" ] && echo "是目錄" || echo "不是目錄"
- 是目錄
- [[email protected] ~]# [ -d "/etc/fstab" ] && echo "是目錄" || echo "不是目錄"
- 不是目錄
- [[email protected] ~]# [ -d "/home/nooby" ] && echo "是目錄" || echo "不是目錄"
- 不是目錄
3)-f 判斷物件是否為檔案(存在且是檔案)
- [[email protected] ~]# [ -f "/usr/" ] && echo "是檔案" || echo "不是檔案"
- 不是檔案
- [[email protected] ~]# [ -f "/etc/fstab" ] && echo "是檔案" || echo "不是檔案"
- 是檔案
- [[email protected] ~]# [ -f "/home/nooby" ] && echo "是檔案" || echo "不是檔案"
- 不是檔案
4)-r 判斷物件是否可讀
此測試對root使用者無效,無論檔案是否設定r許可權,root都可讀:
- [[email protected] ~]# cp /etc/hosts /tmp/test.txt //複製一個檔案做測試
- [[email protected] ~]# chmod -r /tmp/test.txt //去掉所有的r許可權
- [[email protected] ~]# [ -r "/tmp/test.txt" ] && echo "可讀" || echo "不可讀"
- 可讀 //root測試結果仍然可讀
切換為普通使用者,再執行相同的測試,結果變為“不可讀”:
- [[email protected] ~]$ [ -r "/tmp/test.txt" ] && echo "可讀" || echo "不可讀"
- 不可讀
5)-w 判斷物件是否可寫
此測試同樣對root使用者無效,無論檔案是否設定w許可權,root都可寫:
- [[email protected] ~]# chmod -w /tmp/test.txt //去掉所有的w許可權
- [[email protected] ~]# ls -l /tmp/test.txt //確認設定結果
- ---------- 1 root root 33139 12-11 10:43 /tmp/test.txt
- [[email protected] ~]# [ -w "/tmp/test.txt" ] && echo "可寫" || echo "不可寫"
- 可寫
切換為普通使用者,可以正常使用-w測試:
- [[email protected] ~]$ ls -l /tmp/test.txt
- ---------- 1 root root 33139 12-11 10:52 /tmp/test.txt
- [[email protected] ~]$ [ -w "/tmp/test.txt" ] && echo "可寫" || echo "不可寫"
- 不可寫
6)-x 判斷物件是否具有可執行許可權
這個取決於檔案本身、檔案系統級的控制,root或普通使用者都適用:
- [[email protected] ~]# chmod 644 /tmp/test.txt //重設許可權,無x
- [[email protected] ~]# ls -l /tmp/test.txt //確認設定結果
- -rw-r--r-- 1 root root 33139 12-11 10:52 /tmp/test.txt
- [[email protected] ~]# [ -x "/tmp/test.txt" ] && echo "可執行" || echo "不可執行"
- 不可執行
- [[email protected] ~]# chmod +x /tmp/test.txt //新增x許可權
- [[email protected] ~]# [ -x "/tmp/test.txt" ] && echo "可執行" || echo "不可執行"
- 可執行
步驟五:多個條件/操作的邏輯組合
1)&&,邏輯與
給定條件必須都成立,整個測試結果才為真。
檢查變數X的值是否大於10,且小於30:
- [[email protected] ~]# X=20 //設定X變數的值為20
- [[email protected] ~]# [ $X -gt 10 ] && [ $X -lt 30 ] && echo "YES"
- YES
2)||,邏輯或
只要其中一個條件成立,則整個測試結果為真。
只要/tmp/、/var/spool/目錄中有一個可寫,則條件成立:
- [[email protected] ~]# [ -w "/tmp/" ] || [ -w "/var/spool/" ] && echo "OK"
- OK
3 案例3:使用if選擇結構
3.1 問題
本案例要求編寫3個Shell指令碼,分別實現以下目標:
- 檢測/media/cdrom目錄,若不存在則建立
- 檢測並判斷指定的主機是否可ping通
- 從鍵盤讀取一個論壇積分,判斷論壇使用者等級,等級分類如下:
大於等於90 神功絕世
大於等於80,小於90 登峰造極
大於等於70,小於80 爐火純青
大於等於60,小於70 略有小成
小於60 初學乍練
3.2 方案
if單分支的語法組成:
- if 條件測試
- then
- 命令序列
- fi
if雙分支的語法組成:
- if 條件測試
- then
- 命令序列1
- else
- 命令序列2
- fi
if多分支的語法組成:
- if 條件測試1 ;then
- 命令序列1
- elif 條件測試2 ;then
- 命令序列2
- else
- 命令序列n
- fi
3.3 步驟
實現此案例需要按照如下步驟進行。
步驟一:檢測/media/cdrom目錄,若不存在則建立
1)編寫指令碼如下:
- [[email protected] ~]# vim mountdir.sh
- #!/bin/bash
- dir="/media/cdrom/"
- if [ ! -d $dir ]
- then
- mkdir -p $dir
- fi
- [[email protected] ~]# chmod +x mountdir.sh //新增可執行許可權
2)測試、驗證指令碼功能
- [[email protected] ~]# ls -ld /media/cdrom //本來沒有/media/cdrom目錄
- ls: /media/cdrom: 沒有那個檔案或目錄
- [[email protected] ~]# ./mountdir.sh //執行指令碼
- [[email protected] ~]# ls -ld /media/cdrom //再檢查已經有了
- drwxr-xr-x 2 root root 4096 12-11 15:16 /media/cdrom
有了/media/cdrom資料夾以後,再次執行上述指令碼,實際上不做任何有效操作:
- [[email protected] ~]# ./mountdir.sh
步驟二:檢測並判斷指定的主機是否可ping通
1)分析任務需求
使用ping命令檢測目標主機時,人工可直接判斷反饋結果,而指令碼卻不方便。但是當ping測試成功時,執行狀態$?的值為0;而ping測試失敗時,$?的值不為0。因此在Shell指令碼中可以利用這一點來判斷ping目標主機的成敗。
為了節省ping測試時間,可以只發送3個測試包(-c 3)、縮短髮送測試包的間隔秒數(-i 0.2)、等待反饋的超時秒數(-W 1)。比如,檢查可ping通的主機:
- [[email protected] ~]# ping -c 3 -i 0.2 -W 1 192.168.4.5
- PING 192.168.4.5 (192.168.4.5) 56(84) bytes of data.
- 64 bytes from 192.168.4.5: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.131 ms
- 64 bytes from 192.168.4.5: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.076 ms
- 64 bytes from 192.168.4.5: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.073 ms
- --- 192.168.4.5 ping statistics ---
- 3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 402ms
- rtt min/avg/max/mdev = 0.073/0.093/0.131/0.027 ms
- [[email protected] ~]# echo $? //執行狀態表示成功
- 0
2)指令碼編寫參考如下:
- [[email protected] ~]# vim pinghost.sh
- #!/bin/bash
- ping -c 3 -i 0.2 -W 1 $1 &> /dev/null
- if [ $? -eq 0 ] ; then
- echo "Host $1 is up."
- else
- echo "Host $1 is down."
- fi
- [[email protected] ~]# chmod +x pinghost.sh
3)測試、驗證指令碼功能
- [[email protected] ~]# ./pinghost.sh 192.168.4.5
- Host 192.168.4.5 is up.
- [[email protected] ~]# ./pinghost.sh 192.168.4.50
- Host 192.168.4.50 is down.
步驟三:從鍵盤讀取一個論壇積分,判斷論壇使用者等級
1)指令碼編寫參考如下:
大於等於90 神功絕世
大於等於80,小於90 登峰造極
大於等於70,小於80 爐火純青
大於等於60,小於70 略有小成
小於60 初學乍練
- [[email protected] ~]# vim grade.sh
- #!/bin/bash
- read -p "請輸入積分(0-100):" JF
- if [ $JF -ge 90 ] ; then
- echo "$JF 分,神功絕世"
- elif [ $JF -ge 80 ] ; then
- echo "$JF 分,登峰造極"
- elif [ $JF -ge 70 ] ; then
- echo "$JF 分,爐火純青"
- elif [ $JF -ge 60 ] ; then
- echo "$JF 分,略有小成"
- else
- echo "$JF 分,初學乍練"
- fi
- [[email protected] ~]# chmod +x grade.sh
3)測試、驗證指令碼
- [[email protected] ~]# ./grade.sh
- 請輸入積分(0-100):74
- 74 分,爐火純青
- [[email protected] ~]# ./grade.sh
- 請輸入分數(0-100):68
- 68 分,略有小成
- [[email protected] ~]# ./grade.sh
- 請輸入分數(0-100):87
- 87 分,登峰造極