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            興海北路

            ---男兒仗劍自橫行
            <2008年7月>
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            統(tǒng)計

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            shell編程范例之布爾運算
            上個禮拜介紹了Shell編程范例之數(shù)值運算,對Shell下基本數(shù)值運算方法做了簡單的介紹,這周將一起探討布爾運算,即如何操作“真假值”。
                在bash里有這樣的常量(實際上是兩個內置命令,在這里我們姑且這么認為,后面將介紹),即true和false,一個表示真,一個表示假。對它們可以 進行與、或、非運算等常規(guī)的邏輯運算,在這一節(jié),我們除了討論這些基本邏輯運算外,還將討論SHELL編程中的條件測試和命令列表,并介紹它們和布爾運算 的關系。

            1. 常規(guī)的布爾運算

            這里主要介紹bash里頭常規(guī)的邏輯運算,與、或、非。

            1.1 概要示例:在shell下如何進行邏輯運算

            Quote:

            // 單獨測試true和false,可以看出true是真值,false為假
            $ if true;then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            YES
            $ if false;then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            NO
            // 與運算
            $ if true && true;then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            YES
            $ if true && false;then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            NO
            $ if false && false;then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            NO
            $ if false && true;then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            NO
            // 或運算
            $ if true || true;then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            YES
            $ if true || false;then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            YES
            $ if false || true;then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            YES
            $ if false || false;then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            NO
            // 非運算,即取反
            $ if ! false;then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            YES
            $ if ! true;then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            NO



            可以看出true和false按照我們對邏輯運算的理解進行著,但是為了能夠更好的理解shell對邏輯運算的實現(xiàn),我們還得弄清楚,true和false是怎么工作的?

            1.2 范例演示:bash里頭的true和false是我們通常認為的1和0么?

            回答是:否。

            Quote:

            // true和false它們本身并非邏輯值,它們是shell內置命令,返回了“邏輯值”
            $ true
            $ echo $?
            0
            $ false
            $ echo $?
            1
            // 看看true和false幫助和類型
            $ help true false
            true: true
                 Return a successful result.
            false: false
                 Return an unsuccessful result.
            $ type true false
            true is a shell builtin
            false is a shell builtin



            說明:$?是一個特殊的變量,存放有上一個程序的結束狀態(tài)(退出狀態(tài)碼)。

            從 上面的操作不難聯(lián)想到在C語言程序設計中為什么會強調在main函數(shù)前面加上int,并在末尾加上return 0。因為在shell里頭,將把0作為程序是否成功結束的標志,這就是shell里頭true和false的實質,它們用以反應某個程序是否正確結束,而 并非傳統(tǒng)的真假值(1和0),相反的,它們返回的是0和1。不過慶幸的是,我們在做邏輯運算時,無須關心這些。

            2. 條件測試

            從上一節(jié)中,我們已經(jīng)清楚的了解了shell下的“邏輯值”是什么:是程序結束后的返回值,如果成功返回,則為真,如果不成功返回,則為假。

            而條件測試正好使用了test這么一個指令,它用來進行數(shù)值測試(各種數(shù)值屬性測試)、字符串測試(各種字符串屬性測試)、文件測試(各種文件屬性測試),我們通過判斷對應的測試是否成功,從而完成各種常規(guī)工作,在加上各種測試的邏輯組合后,將可以完成更復雜的工作。

            2.1 概要示例:條件測試基本使用和各種測試的邏輯組合

            Quote:

            // 數(shù)值測試
            $ if test 5 -eq 5;then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            YES
            $ if test 5 -ne 5;then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            NO
            // 字符串測試
            $ if test -n "not empty";then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            YES
            $ if test -z "not empty";then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            NO
            $ if test -z "";then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            YES
            $ if test -n "";then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            NO
            // 文件測試
            $ if test -f /boot/System.map; then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            YES
            $ if test -d /boot/System.map; then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            NO
            // 各種測試的組合
            // 如果a,b,c都等于下面對應的值,那么打印YES,這里通過-a進行"與"測試
            $ a=5;b=4;c=6;
            $ if test $a -eq 5 -a $b -eq 4 -a $c -eq 6; then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            YES
            // 測試某個“東西”是文件或者目錄,這里通過-o進行“或”運算
            $ if test -f /etc/profile -o -d /etc/profile;then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            YES
            // 測試非運算
            $ if test ! -f /etc/profile; then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            NO



            上 面僅僅演示了test命令一些非常簡單的測試,你可以通過help test獲取test的更多使用方法。在這里需要注意的是,test命令內部的邏輯運算和shell的邏輯運算符有一些區(qū)別,對應的為-a和& &,-o與||,這兩者不能混淆使用。而非運算都是!,下面對它們進行比較。

            2.2 范例演示:-a與&&, -o與||,!與!

            Quote:

            // 要求某個文件有可執(zhí)行權限并且有內容,用-a和&&分別實現(xiàn)
            $ vim test.sh
            $ cat test.sh
            #!/bin/bash

            echo "test"
            $ chmod +x test.sh
            $ if test -s test.sh -a -x test.sh; then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            YES
            $ if test -s test.sh && test -x test.sh; then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            YES
            // 要求某個字符串要么為空,要么和某個字符串相等
            $ str1="test"
            $ str2="test"
            $ if test -z "$str2" -o "$str2" == "$str1"; then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            YES
            $ if test -z "$str2" || test "$str2" == "$str1"; then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            YES
            // 測試某個數(shù)字不滿足指定的所有條件
            $ i=5
            $ if test ! $i -lt 5 -a $i -ne 6; then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            YES
            $ if ! test $i -lt 5 -a $i -eq 6; then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            YES



            很容易找出它們的區(qū)別,-a和-o使用在測試命令的內部,作為測試命令的參數(shù),而&&和||是用來運算測試的返回值,!為兩者通用。需要關注的是:
            1)有時候我們可以不用!運算符,比如-eq和-ne剛好是相反的,用來測試兩個數(shù)值是否相等;-z與-n也是對應的,用來測試某個字符串是否為空。
            2)在bash里,test命令可以用[  ]運算符取代,但是需要注意,[之后與]之前需要加上額外的空格。
            3)在測試字符串的時候,所有變量建議用雙引號包含起來,以防止變量內容為空的時候出現(xiàn)僅有測試參數(shù),沒有測試內容的情況。

            下面我們用實例來演示上面三個注意事項:
            Quote:

            // -ne和-eq對應的,我們有時候可以免去!運算
            $ i=5
            $ if test $i -eq 5; then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            YES
            $ if test $i -ne 5; then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            NO
            $ if test ! $i -eq 5; then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            NO
            // 用[  ]可以取代test,這樣看上去會“美觀”很多
            $ if [ $i -eq 5 ]; then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            YES
            $ if [ $i -gt 4 ] && [ $i -lt 6 ]; then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            YES
            // 記得給一些字符串變量加上"",記得[之后與]之前多加一個空格
            $ str=""
            $ if [ "$str" = "test"]; then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            -bash: [: missing `]'
            NO
            $ if [ $str = "test" ]; then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            -bash: [: =: unary operator expected
            NO
            $ if [ "$str" = "test" ]; then echo "YES"; else echo "NO"; fi
            NO



            到 這里,條件測試就介紹完了,下面我們將介紹“命令列表”,實際上在上面我們似乎已經(jīng)使用過了,即多個test命令的組合,通過&&,|| 和!組合起來的命令序列。這個命令序列可以有效替換if/then的條件分支結構。這不難想到我們在C語言程序設計中經(jīng)常做的如下的選擇題(很無聊的例 子,但是有意義):下面是否會打印j,如果打印,將打印什么?



            Code:

            [Ctrl+A Select All]



            很 容易知道將打印數(shù)字5,因為i==5這個條件成立,而且隨后是&&,要判斷整個條件是否成立,我們得進行后面的判斷,可是這個判斷并非常 規(guī)的判斷,而是先把j修改為5,再轉換為真值,所以條件為真,打印出5。因此,這句可以解釋為:如果i等于5,那么把j賦值為5,如果j大于1(因為之前 已經(jīng)為真),那么打印出j的值。這樣用&&連結起來的判斷語句替代了兩個if條件分支語句。

            正是基于邏輯運算特有的性質,我們可以通過&&,||來取代if/then等條件分支結構,這樣就產(chǎn)生了命令列表。

            3. 命令列表

            3.1 概要示例:命令列表的執(zhí)行規(guī)律

            命令列表的執(zhí)行規(guī)律符合邏輯運算的運算規(guī)律,用&&連接起來的命令,如果前者成功返回,將執(zhí)行后面的命令,反之不然;用||連接起來的命令,如果前者成功返回,將不執(zhí)行后續(xù)命令,反之不然。

            Quote:

            // 如果ping通www.lzu.edu.cn,那么打印連通信息
            $ ping -c 1 www.lzu.edu.cn -W 1 && echo "=======connected======="
            // 這種情況下,只執(zhí)行第一條命令
            $ echo "iiii" || echo "jjjj"
            iiii



            非常有趣的問題出來了,即我們上面已經(jīng)提到的:為什么要讓C程序在main函數(shù)的最后返回0?如果不這樣,把這種程序放入命令列表會有什么樣的結果?你自己寫個簡單的C程序看看,然后放入命令列表看看。

            3.2 范例演示:命令列表的作用

            在有些時候取代if/then等條件分支結構,這樣可以省略一些代碼,而且使得程序比較美觀、易讀,例如:

            在腳本里判斷程序的參數(shù)個數(shù),和參數(shù)類型


            Code:

            [Ctrl+A Select All]


            上例要求參數(shù)個數(shù)為1并且類型為數(shù)字。

            再加上exit 1,我們將省掉if/then結構


            Code:

            [Ctrl+A Select All]



            這樣處理后,對程序參數(shù)的判斷僅僅需要簡單的一行代碼,而且變得更美觀。

            4. 總結

            這一節(jié)介紹了shell編程中的邏輯運算,條件測試和命令列表。但是貌似沒介紹實用一點的范例,是不是得綜合起來寫一個,或者分析一個現(xiàn)成的程序呢?

            還是寫一個吧:獲取某個ftp服務器根目錄下文件信息?



            Code:

            [Ctrl+A Select All]



            說明:

            剛開始檢查參數(shù)個數(shù),至少需要一個,接著檢查系統(tǒng)中是否安裝有ftp,awk,iconv命令,然后處理參數(shù),最后用ftp命令登錄到服務器上下載根目錄下的文件信息,最后分離出文件名,并處理編碼。關于iconv的用法,請參考man iconv。

            演示:

            Quote:

            $ chmod +x ftpls.sh
            $ ./ftpls.sh mirror.lzu.edu.cn
            about.html
            cldp
            doc
            gentoo
            gnu.org
            index.html
            kernel.org
            knoppix
            os
            rfc
            slackware
            slind
            software
            tldp
            tmp
            ubuntu
            ubuntu-cn
            welcome.msg
            $ ./ftpls.sh xxxy.lzu.edu.cn ftp ftp gb2312
            incoming
            pub
            xxxy.lzu.edu.cn.url
            管理員的信箱是xxxylzu@gmail.com
            近期由于大量非校園網(wǎng)用戶連接FTP,導致正常用戶無法訪問,故暫時關閉外網(wǎng)訪問



            再 看看上面的代碼,對參數(shù)的判斷沒有用到一個條件分支語句,用命令列表就非常簡單的實現(xiàn)了。另外,你是不是想到對這個代碼進行改寫呢?實現(xiàn)ftp匿名站點的 掃描,結合數(shù)據(jù)庫和CGI實現(xiàn)一個簡單的ftp搜索引擎?試試看。不過做這些工作實際上還有很多其他潛在的方法呢,比如用專門的掃描工具(比如nmap, hping之類),或者自己用C寫一個(參考該blog里頭的相關帖子)。

            關于SHELL編程之布爾運算就到此結束了,歡迎您指出不足、提出意見。很多后續(xù)例子將直接回帖發(fā)布。

            在下一節(jié)中,我們將討論shell編程中非常有趣的字符串操作。

            posted on 2008-03-14 15:43 隨意門 閱讀(5979) 評論(0)  編輯 收藏 引用

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