Shell 檔案與字串表達式詳解

概述

在撰寫 Shell Script 時，我們經常需要對檔案、目錄或字串的狀態進行判斷，例如檢查檔案是否存在、是否可讀，或判斷字串是否為空。這時就需要使用測試表達式 [ ... ] 或 test 指令。本文將詳細介紹這些常用的表達式及其用法。

檔案測試表達式

檔案測試表達式用於判斷檔案的類型或權限狀態。其回傳值為布林值（true 或 false），可搭配 if 條件式使用。

語法

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if [ -<operator> <filename> ]; then
  # do something
fi

常用運算子

運算子	說明	範例
`-e`	如果檔案存在 (exist)，則為 `true`	`[ -e /etc/hosts ]`
`-d`	如果檔案是目錄 (directory)，則為 `true`	`[ -d /home/user ]`
`-f`	如果檔案是常規檔案 (regular file)，則為 `true`	`[ -f /etc/passwd ]`
`-L`	如果檔案是符號連結 (symbolic link)，則為 `true`	`[ -L /usr/bin/python ]`
`-h`	與 `-L` 相同，如果檔案是符號連結，則為 `true`	`[ -h /usr/bin/python ]`
`-r`	如果檔案可讀 (readable)，則為 `true`	`[ -r /etc/shadow ]`
`-w`	如果檔案可寫 (writable)，則為 `true`	`[ -w /tmp/test.log ]`
`-x`	如果檔案可執行 (executable)，則為 `true`	`[ -x ./deploy.sh ]`
`-s`	如果檔案大小不為 0，則為 `true`	`[ -s /var/log/syslog ]`

檔案比較運算子

用於比較兩個檔案的新舊關係。

運算子	說明	範例
`f1 -nt f2`	如果檔案 `f1` 比 `f2` 新 (newer than)，則為 `true`	`[ file1.log -nt file2.log ]`
`f1 -ot f2`	如果檔案 `f1` 比 `f2` 舊 (older than)，則為 `true`	`[ file1.log -ot file2.log ]`

字串與數值測試表達式

除了檔案，測試表達式也常用於比較數值或判斷字串狀態。

數值比較

運算子	說明	等價符號
`-eq`	等於 (equal)	`==`
`-ne`	不等於 (not equal)	`!=`
`-gt`	大於 (greater than)	`>`
`-ge`	大於或等於 (greater or equal)	`>=`
`-lt`	小於 (less than)	`<`
`-le`	小於或等於 (less or equal)	`<=`

字串比較

運算子	說明	範例
`-n`	如果字串長度不為 0，則為 `true`	`[ -n "$my_var" ]`
`-z`	如果字串長度為 0 (zero)，則為 `true`	`[ -z "$my_var" ]`
`$string`	如果字串不為空，則為 `true` (與 `-n` 效果相同)	`[ "$my_var" ]`

`[[ ]]` vs `[ ]`

強烈建議使用 [[ ]]（bash built-in）而非 [ ]（POSIX sh）：

特性	`[[ ]]`	`[ ]`
字串比較	不需引號	變數必須引號保護
Pattern matching	`[[ $str == foo* ]]`	不支援
Regex	`[[ $str =~ ^foo ]]`	不支援
邏輯運算子	`&&`、`\|\|`	`-a`、`-o`（已不推薦）
空字串安全	`[[ -z $var ]]` 不需引號	`[ -z "$var" ]` 必須引號

避免使用 -a / -o（POSIX deprecated）：

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# 不推薦（-a/-o 在複雜表達式中行為不一致）
[ -f "$file" -a -r "$file" ]

# 推薦（&& 更直觀）
[[ -f "$file" && -r "$file" ]]
# 或 POSIX 相容寫法（兩個獨立的 test）
[ -f "$file" ] && [ -r "$file" ]

邏輯運算子

用於組合多個表達式。

運算子	說明	範例
`!`	NOT：反轉表達式的結果	`[ ! -d /tmp/non_existent ]`
`-a`	AND：兩個表達式都為 `true` 時，結果才為 `true`	`[ -r "$file" -a -s "$file" ]`
`-o`	OR：兩個表達式只要有一個為 `true`，結果就為 `true`	`[ -d "$dir" -o -f "$dir" ]`

注意：建議使用 && 和 || 來取代 -a 和 -o，因為它們更符合現代 Shell 的標準且更安全。

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# 使用 && (AND)
if [ -r "$file" ] && [ -s "$file" ]; then
  echo "檔案可讀且內容不為空"
fi

# 使用 || (OR)
if [ -d "$path" ] || [ -f "$path" ]; then
  echo "路徑是一個目錄或檔案"
fi

實用範例

範例 1：檢查目錄是否存在，若不存在則建立

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#!/bin/bash

LOG_DIR="/var/log/myapp"

if [ ! -d "$LOG_DIR" ]; then
  echo "日誌目錄不存在，正在建立: $LOG_DIR"
  mkdir -p "$LOG_DIR"
else
  echo "日誌目錄已存在。"
fi

範例 2：檢查字串變數是否為空

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#!/bin/bash

USERNAME=""

# ... 從某處讀取使用者名稱 ...

if [ -z "$USERNAME" ]; then
  echo "錯誤：使用者名稱不能為空！"
  exit 1
fi

# 另一種寫法
if [ ! "$USERNAME" ]; then
  echo "錯誤：使用者名稱不能為空！"
  exit 1
fi

範例 3：結合多個條件

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#!/bin/bash

CONFIG_FILE="config.conf"

if [ -f "$CONFIG_FILE" ] && [ -r "$CONFIG_FILE" ]; then
  echo "設定檔存在且可讀取，載入設定..."
  source "$CONFIG_FILE"
else
  echo "警告：找不到設定檔或無法讀取。"
fi

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