Linux Shell 条件测试与 if 语句全解析
Linux Shell 条件测试与 if 语句全解析文档
一、条件测试基础
1. 条件测试的核心类型
条件测试是 Shell 脚本中判断逻辑的基础，主要分为三大类，覆盖不同场景的判断需求：
| 测试类型 | 核心用途 | 典型场景 |
|---|---|---|
| 整数测试 | 比较两个整数的大小关系（如等于、大于、小于） | 判断用户输入的年龄是否达标、比较文件数量是否超过阈值 |
| 字符测试 | 验证字符串的内容、为空/非空状态 | 检查用户名是否正确、判断配置文件中的参数是否为空 |
| 文件测试 | 检测文件/目录的属性（如存在性、类型、权限、新旧） | 判断备份文件是否存在、检查脚本是否有执行权限、比较两个文件的修改时间 |
2. 条件测试的表达式格式
Shell 支持三种等价的条件测试表达式格式，需严格遵循语法规则（尤其空格），否则会导致语法错误：
| 表达式格式 | 语法示例 | 关键注意事项 |
|---|---|---|
test 条件表达式 | test -e /tmp/file | 老牌格式，兼容性强，需注意表达式内的空格 |
[ 条件表达式 ] | [ -e /tmp/file ] | 最常用格式，方括号与表达式之间必须有空格（如[ -e /tmp/file ]正确，[-e /tmp/file]错误） |
[[ 条件表达式 ]] | [[ -e /tmp/file ]] | Bash 扩展格式，支持正则匹配、逻辑运算符短路求值，空格规则同[ ] |
基础示例：验证文件是否存在
三种格式的执行效果完全一致，均通过$?（上一条命令的退出码）判断结果（0 为真，非 0 为假）：
# 1. test 格式
test -e /tmp/file && echo "文件存在" || echo "文件不存在"
# 2. [ ] 格式
[ -e /tmp/file ] && echo "文件存在" || echo "文件不存在"
# 3. [[ ]] 格式
[[ -e /tmp/file ]] && echo "文件存在" || echo "文件不存在"
关键概念：退出码与逻辑判断
- 0：条件成立（真），如文件存在时，
[ -e /tmp/file ]的退出码为 0。 - 1-255：条件不成立（假），如文件不存在时，退出码为 1。
- 可通过
echo $?直接查看上一条测试命令的退出码：[ -e /tmp/file ] # 假设文件不存在 echo $? # 输出 1（条件不成立） touch /tmp/file # 创建文件 [ -e /tmp/file ] echo $? # 输出 0（条件成立）
二、整数测试：比较整数关系
整数测试通过特定运算符比较两个整数（仅支持整数，不支持浮点数），核心运算符及示例如下：
| 运算符 | 含义 | 语法示例 | 说明 |
|---|---|---|---|
-eq | 等于（equal） | [ $a -eq $b ] | 判断变量a是否等于变量b |
-ne | 不等于（not equal） | [ $a -ne $b ] | 判断变量a是否不等于变量b |
-gt | 大于（greater than） | [ $a -gt $b ] | 判断变量a是否大于变量b |
-lt | 小于（less than） | [ $a -lt $b ] | 判断变量a是否小于变量b |
-ge | 大于等于（greater or equal） | [ $a -ge $b ] | 判断变量a是否大于或等于变量b |
-le | 小于等于（less or equal） | [ $a -le $b ] | 判断变量a是否小于或等于变量b |
实战案例：整数比较脚本
案例 1：通过命令行传递参数比较整数
需求：脚本接收两个命令行参数，先验证参数数量和是否为整数，再比较大小。
#!/bin/bash
# 脚本名：int_compare.sh
# 功能：比较两个命令行参数的大小# 1. 验证参数数量是否为 2
if [ $# -ne 2 ]; thenecho "错误：必须输入两个参数！"echo "用法：$0 <整数1> <整数2>"exit 1 # 退出码 1 表示参数错误
fi# 2. 验证参数是否为整数（通过 expr 计算，非整数会报错）
#2>&1：将标准错误输出（如参数不是数字时的错误信息）也重定向到标准输出，最终同样被丢弃
expr $1 + $2 > /dev/null 2>&1 # 重定向输出到空设备，避免错误信息干扰
if [ $? -ne 0 ]; thenecho "错误：输入的参数必须是整数！"exit 1
fi# 3. 比较两个整数的大小
a=$1
b=$2
if [ $a -gt $b ]; thenecho "$a 大于 $b"
elif [ $a -eq $b ]; thenecho "$a 等于 $b"
elseecho "$a 小于 $b"
fi
执行效果：
chmod +x int_compare.sh # 添加执行权限
./int_compare.sh # 无参数，输出"必须输入两个参数"
./int_compare.sh 10 a # 非整数参数，输出"必须是整数"
./int_compare.sh 25 18 # 正常执行，输出"25 大于 18"
./int_compare.sh 10 10 # 正常执行，输出"10 等于 10"
案例 2：通过 read 读取输入比较整数
需求：通过交互方式读取两个整数，验证合法性后比较大小。
#!/bin/bash
# 脚本名：int_compare_read.sh# 1. 读取用户输入
read -p "请输入第一个整数：" num1
read -p "请输入第二个整数：" num2# 2. 验证输入是否为整数
expr $num1 + $num2 > /dev/null 2>&1
if [ $? -ne 0 ]; thenecho "错误：输入的必须是整数！"exit 1
fi# 3. 比较大小
if [ $num1 -gt $num2 ]; thenecho "$num1 大于 $num2"
elif [ $num1 -eq $num2 ]; thenecho "$num1 等于 $num2"
elseecho "$num1 小于 $num2"
fi
三、字符测试：验证字符串属性
字符测试用于判断字符串的内容、为空/非空状态，核心运算符及示例如下：
| 运算符 | 含义 | 语法示例 | 说明 |
|---|---|---|---|
= | 字符串内容相等 | [ "$str1" = "$str2" ] | 等号两侧必须有空格，变量需加双引号（避免空值导致语法错误） |
!= | 字符串内容不相等 | [ "$str1" != "$str2" ] | 与=相反，判断两个字符串是否不同 |
-z "$str" | 字符串为空（长度为 0） | [ -z "$str" ] | 空字符串返回真，非空返回假 |
-n "$str" | 字符串非空（长度大于 0） | [ -n "$str" ] | 非空字符串返回真，空返回假 |
关键注意事项
-
变量必须加双引号：若变量为空（如
str=""），不加引号会导致表达式语法错误。例如：- 错误：
[ $str = "test" ]（$str 为空时，表达式变为[ = "test" ]，语法错误） - 正确：
[ "$str" = "test" ]（即使 $str 为空，表达式仍为[ "" = "test" ]，语法合法）
- 错误：
-
=与==的区别：在[ ]中推荐使用=（POSIX 标准），==是 Bash 扩展，兼容性稍差；在[[ ]]中两者均可。 -
避免无空格的错误：错误写法
[ "$a"="$b" ]（等号两侧无空格），Shell 会将"$a"="$b"视为一个整体字符串，永远返回真（非空），正确写法是[ "$a" = "$b" ]。
实战案例：字符测试脚本
需求：验证用户输入的用户名是否为“admin”，且密码不为空。
#!/bin/bash
# 脚本名：user_verify.sh# 1. 读取用户名和密码
read -p "请输入用户名：" username
read -p "请输入密码：" password# 2. 验证用户名是否为 admin
if [ "$username" != "admin" ]; thenecho "错误：用户名不正确！"exit 1
fi# 3. 验证密码是否为空
if [ -z "$password" ]; thenecho "错误：密码不能为空！"exit 1
fi# 4. 验证通过
echo "验证成功！欢迎您，$username！"
执行效果：
chmod +x user_verify.sh
./user_verify.sh
# 输入用户名：user → 输出"用户名不正确"
# 输入用户名：admin，密码：（空）→ 输出"密码不能为空"
# 输入用户名：admin，密码：123456 → 输出"验证成功！欢迎您，admin！"
四、文件测试：检测文件/目录属性
文件测试是 Shell 脚本中最常用的测试类型，可检测文件的存在性、类型、权限、新旧等属性，核心运算符及示例如下：
1. 存在性与类型测试
| 运算符 | 含义 | 语法示例 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
-e | 测试文件/目录是否存在 | [ -e /tmp/file ] | 判断备份文件、配置文件是否存在 |
-f | 测试是否为普通文件（非目录、链接） | [ -f /tmp/file ] | 确认目标是文件而非目录，避免误操作 |
-d | 测试是否为目录 | [ -d /tmp/dir ] | 判断目标是目录，用于cd前的验证 |
-L | 测试是否为符号链接文件 | [ -L /tmp/link ] | 区分真实文件和链接文件 |
-b | 测试是否为块设备文件（如硬盘、U盘） | [ -b /dev/sda ] | 硬件设备相关操作验证 |
-c | 测试是否为字符设备文件（如键盘、终端） | [ -c /dev/tty1 ] | 字符设备操作前验证 |
2. 权限测试
| 运算符 | 含义 | 语法示例 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
-r | 测试当前用户是否有读权限 | [ -r /etc/passwd ] | 读取文件前验证权限 |
-w | 测试当前用户是否有写权限 | [ -w /tmp/file ] | 修改文件前验证权限 |
-x | 测试当前用户是否有执行权限 | [ -x /usr/bin/ls ] | 执行脚本、命令前验证权限 |
3. 特殊权限与大小测试
| 运算符 | 含义 | 语法示例 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
-s | 测试文件是否非空（大小大于 0） | [ -s /tmp/log.txt ] | 判断日志文件是否有内容 |
-u | 测试文件是否有 SUID 权限（如passwd命令） | [ -u /usr/bin/passwd ] | 检查特殊权限是否配置 |
-g | 测试文件是否有 SGID 权限 | [ -g /tmp/dir ] | 目录权限继承验证 |
-k | 测试文件是否有 Sticky 权限（如/tmp目录） | [ -k /tmp ] | 防止目录下文件被随意删除的验证 |
4. 双目测试（文件间比较）
| 运算符 | 含义 | 语法示例 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
file1 -ef file2 | 测试两个文件是否为同一文件（硬链接，同 inode） | [ /tmp/file1 -ef /tmp/file2 ] | 判断是否为硬链接 |
file1 -nt file2 | 测试 file1 是否比 file2 新（修改时间） | [ /tmp/new.log -nt /tmp/old.log ] | 备份时判断是否需要更新文件 |
file1 -ot file2 | 测试 file1 是否比 file2 旧（修改时间） | [ /tmp/old.log -ot /tmp/new.log ] | 日志归档时判断新旧 |
实战案例：文件属性检测脚本
需求：创建脚本，检测指定路径的文件/目录属性（存在性、类型、权限、新旧）。
#!/bin/bash
# 脚本名：file_check.sh
# 用法：./file_check.sh <文件/目录路径># 1. 验证参数数量
if [ $# -ne 1 ]; thenecho "用法：$0 <文件/目录路径>"exit 1
fifile_path=$1# 2. 检测是否存在
if [ ! -e "$file_path" ]; then # ! 表示逻辑非echo "错误：$file_path 不存在！"exit 1
fi# 3. 检测文件类型
echo "=== $file_path 的属性检测结果 ==="
if [ -f "$file_path" ]; thenecho "文件类型：普通文件"
elif [ -d "$file_path" ]; thenecho "文件类型：目录"
elif [ -L "$file_path" ]; thenecho "文件类型：符号链接（指向：$(readlink "$file_path")）" # readlink 查看链接目标
elif [ -b "$file_path" ]; thenecho "文件类型：块设备文件"
elif [ -c "$file_path" ]; thenecho "文件类型：字符设备文件"
fi# 4. 检测当前用户权限
echo -n "当前用户权限："
perm=""
[ -r "$file_path" ] && perm+="读(r) "
[ -w "$file_path" ] && perm+="写(w) "
[ -x "$file_path" ] && perm+="执行(x) "
echo "${perm:-无权限}" # 若 perm 为空，输出"无权限"# 5. 比较与 /tmp/test 文件的新旧（若 /tmp/test 存在）
if [ -e "/tmp/test" ]; thenif [ "$file_path" -nt "/tmp/test" ]; thenecho "与 /tmp/test 比较：$file_path 更新"elif [ "$file_path" -ot "/tmp/test" ]; thenecho "与 /tmp/test 比较：$file_path 更旧"elseecho "与 /tmp/test 比较：两者修改时间相同"fi
fi
执行效果：
chmod +x file_check.sh
# 检测普通文件
touch /tmp/test.txt && ./file_check.sh /tmp/test.txt
# 输出：
# === /tmp/test.txt 的属性检测结果 ===
# 文件类型：普通文件
# 当前用户权限：读(r) 写(w)
# （若 /tmp/test 存在，会显示新旧比较结果）# 检测目录
mkdir /tmp/test_dir && ./file_check.sh /tmp/test_dir
# 输出：
# === /tmp/test_dir 的属性检测结果 ===
# 文件类型：目录
# 当前用户权限：读(r) 写(w) 执行(x)
五、组合测试：多条件逻辑判断
当需要同时判断多个条件时，需使用逻辑运算符组合测试表达式，Shell 支持三种核心逻辑关系：
| 逻辑关系 | 运算符（[ ]中） | 运算符（[[ ]]或命令间） | 语法示例 | 短路特性 |
|---|---|---|---|---|
| 逻辑与（AND） | -a | && | [ $a -gt 5 -a $a -lt 10 ] 或 [ $a -gt 5 ] && [ $a -lt 10 ] | 第一个条件为假时，后续条件不判断 |
| 逻辑或（OR） | -o | ` | ` | |
| 逻辑非（NOT） | ! | ! | [ ! -e /tmp/file ] 或 ! [ -e /tmp/file ] | 取反条件结果 |
关键建议：优先使用&&/||而非-a/-o
在[ ]中使用-a/-o时，若表达式中包含变量或复杂条件，容易因优先级问题导致判断错误。推荐将多个条件拆分为独立的[ ]表达式，用&&/||连接，可读性和稳定性更强：
- 不推荐（易出错）：
[ $num -gt 5 -a $num -lt 10 ] - 推荐（清晰稳定）：
[ $num -gt 5 ] && [ $num -lt 10 ]
实战案例：组合条件验证脚本
需求：验证用户输入的年龄是否在 18-60 岁之间（包含边界），且输入的职业不为空。
#!/bin/bash
# 脚本名：age_job_verify.sh# 1. 读取用户输入
read -p "请输入您的年龄：" age
read -p "请输入您的职业：" job# 2. 组合条件验证
# 条件1：年龄是整数；条件2：年龄在 18-60 之间；条件3：职业非空
if expr $age + 0 > /dev/null 2>&1 && [ $age -ge 18 ] && [ $age -le 60 ] && [ -n "$job" ]; thenecho "验证通过！您的年龄符合要求，职业为：$job"
elseecho "验证失败！请确保：1. 年龄是 18-60 之间的整数；2. 职业不为空"exit 1
fi
执行效果：
chmod +x age_job_verify.sh
# 输入年龄：25，职业：工程师 → 验证通过
# 输入年龄：17，职业：学生 → 验证失败（年龄不足）
# 输入年龄：65，职业：教师 → 验证失败（年龄超界）
# 输入年龄：abc，职业：医生 → 验证失败（年龄非整数）
# 输入年龄：30，职业：（空）→ 验证失败（职业为空）
六、if 语句：条件分支控制
if 语句是 Shell 脚本中实现“分支逻辑”的核心结构，根据条件测试结果执行不同命令，支持单分支、双分支、多分支三种形式。
1. 单分支 if 语句：满足条件才执行
语法格式：
if 条件测试表达式; then# 条件成立时执行的命令（可多行）
fi # 结束标志，必须写
示例：判断当前用户是否为 root
#!/bin/bash
# 脚本名：check_root.shif [ "$USER" = "root" ]; then # $USER 是系统变量，存储当前用户名echo "您当前是 root 用户，拥有最高权限。"
fi
执行效果：
- root 用户执行：输出“您当前是 root 用户…”
- 普通用户执行：无输出（条件不成立，不执行命令）
2. 双分支 if 语句：二选一执行
语法格式：
if 条件测试表达式; then# 条件成立时执行的命令
else# 条件不成立时执行的命令
fi
示例：判断文件是否存在，存在则删除，不存在则提示
#!/bin/bash
# 脚本名：file_delete.sh
file="/tmp/temp.txt"if [ -f "$file" ]; thenrm -f "$file" # 强制删除文件echo "已删除文件：$file"
elseecho "文件 $file 不存在，无需删除。"
fi
3. 多分支 if 语句：多选一执行
语法格式：
if 条件测试表达式1; then# 条件1成立时执行的命令
elif 条件测试表达式2; then# 条件2成立时执行的命令
elif 条件测试表达式3; then# 条件3成立时执行的命令
...
else# 所有条件都不成立时执行的命令（可选）
fi
示例：根据分数判断成绩等级
#!/bin/bash
# 脚本名：grade_judge.shread -p "请输入您的分数（0-100）：" score# 验证分数是否为 0-100 之间的整数
if ! expr $score + 0 > /dev/null 2>&1 || [ $score -lt 0 ] || [ $score -gt 100 ]; thenecho "错误：分数必须是 0-100 之间的整数！"exit 1
fi# 多分支判断等级
if [ $score -ge 90 ]; thengrade="A（优秀）"
elif [ $score -ge 80 ]; thengrade="B（良好）"
elif [ $score -ge 60 ]; thengrade="C（及格）"
elsegrade="D（不及格）"
fiecho "您的成绩等级：$grade"
执行效果：
chmod +x grade_judge.sh
./grade_judge.sh
# 输入：95 → 输出"您的成绩等级：A（优秀）"
# 输入：75 → 输出"您的成绩等级：C（及格）"
# 输入：59 → 输出"您的成绩等级：D（不及格）"
# 输入：105 → 输出"错误：分数必须是 0-100 之间的整数！"
4. if 语句嵌套：复杂条件判断
当需要多层条件判断时，可在 if 语句内部嵌套另一个 if 语句，示例如下：
需求：判断用户输入的数字是否为偶数，若是则进一步判断是否为 4 的倍数
#!/bin/bash
# 脚本名：even_4_check.shread -p "请输入一个整数：" num# 第一层：验证是否为整数
if expr $num + 0 > /dev/null 2>&1; then# 第二层：判断是否为偶数if [ $((num % 2)) -eq 0 ]; then# 第三层：判断是否为 4 的倍数if [ $((num % 4)) -eq 0 ]; thenecho "$num 是偶数，且是 4 的倍数。"elseecho "$num 是偶数，但不是 4 的倍数。"fielseecho "$num 是奇数。"fi
elseecho "错误：输入的不是整数！"exit 1
fi
七、常见错误与避坑指南
-
空格缺失导致语法错误
- 错误：
[ -e/tmp/file ]（-e与路径间无空格）、[ $a-$b -eq 0 ]（运算符两侧无空格） - 正确：
[ -e /tmp/file ]、[ $a - $b -eq 0 ]（所有运算符、括号两侧必须有空格）
- 错误：
-
变量未加双引号导致空值错误
- 错误：
[ $name = "admin" ]（若$name为空，表达式变为[ = "admin" ]，语法错误） - 正确：
[ "$name" = "admin" ]（变量加双引号，即使为空也合法）
- 错误：
-
整数与字符串比较混淆
- 错误：用
=比较整数（[ $a = $b ]）、用-eq比较字符串（[ "$str1" -eq "$str2" ]） - 正确：整数用
-eq/-gt等，字符串用=/!=/-z/-n
- 错误：用
-
逻辑运算符优先级错误
- 错误：
[ $num -gt 5 -a $num -lt 10 -o $num -eq 0 ]（-a与-o优先级易混淆） - 正确：拆分为独立条件，用
&&/||连接：[ $num -gt 5 ] && [ $num -lt 10 ] || [ $num -eq 0 ]
- 错误：
-
/dev/null 2>&1的正确使用- 作用：将标准输出（1）和错误输出（2）都重定向到空设备，避免无关信息干扰脚本执行。
- 常见场景：
expr $num + 0 > /dev/null 2>&1（验证整数时屏蔽错误输出） - 错误写法：
expr $num + 0 2>&1 > /dev/null（顺序错误，错误输出会先重定向到标准输出，再被丢弃，但逻辑上无问题，推荐统一写为> /dev/null 2>&1）
八、总结与实战脚本
总结：条件测试与 if 语句的核心流程
- 明确需求：判断是整数比较、字符串验证还是文件检测。
- 选择表达式格式：优先使用
[ ]（兼容性强）或[[ ]]（支持正则）。 - 编写条件测试：严格遵循空格规则，变量加双引号，逻辑清晰。
- 构建 if 分支：根据需求选择单分支、双分支或多分支，嵌套时注意缩进（4个空格）。
- 测试与优化：覆盖正常、异常场景，通过
echo $?排查条件判断错误。
综合实战脚本：系统备份检查脚本
需求：编写脚本，检查备份目录是否存在、是否有写权限，若存在则执行备份，备份后验证备份文件是否生成。
#!/bin/bash
# 脚本名：system_backup.sh
# 功能：备份 /etc 目录到 /backup/etc_$(date +%Y%m%d).tar.gz# 1. 定义变量
backup_dir="/backup"
source_dir="/etc"
backup_file="${backup_dir}/etc_$(date +%Y%m%d).tar.gz" # 按日期命名备份文件# 2. 检查备份目录是否存在，不存在则创建
if [ ! -d "$backup_dir" ]; thenecho "备份目录 $backup_dir 不存在，正在创建..."mkdir -p "$backup_dir" # -p 确保父目录存在if [ $? -ne 0 ]; thenecho "错误：创建备份目录 $backup_dir 失败！"exit 1fi
fi# 3. 检查备份目录是否有写权限
if [ ! -w "$backup_dir" ]; thenecho "错误：备份目录 $backup_dir 无写权限！"exit 1
fi# 4. 执行备份（tar 打包压缩）
echo "正在备份 $source_dir 到 $backup_file..."
tar -zcf "$backup_file" "$source_dir" > /dev/null 2>&1 # -z 压缩，-c 创建，-f 指定文件
if [ $? -eq 0 ]; thenecho "备份执行完成！"
elseecho "错误：备份执行失败！"exit 1
fi# 5. 验证备份文件是否生成且非空
if [ -f "$backup_file" ] && [ -s "$backup_file" ]; thenecho "备份文件验证成功！文件路径：$backup_file"echo "文件大小：$(du -sh "$backup_file")" # 显示文件大小
elseecho "错误：备份文件 $backup_file 未生成或为空！"exit 1
fi
执行效果：
chmod +x system_backup.sh
sudo ./system_backup.sh # 需 root 权限（备份 /etc 目录）
# 输出：
# 备份目录 /backup 不存在，正在创建...
# 正在备份 /etc 到 /backup/etc_20240520.tar.gz...
# 备份执行完成！
# 备份文件验证成功！文件路径：/backup/etc_20240520.tar.gz
# 文件大小：128M /backup/etc_20240520.tar.gz
通过本脚本，可完整覆盖文件测试、整数测试（隐含在$?判断）、if 分支逻辑，是典型的生产环境级脚本示例。