Bash技巧：对比 test、[、[[ 判断字符串是否为空的用法

在 bash 中，test 命令、[ 命令、[[ 命令都可以用于进行一些判断。
例如，这三个命令都可以用来判断字符串是否为空。
实际使用时，这几个命令的用法有一些异同和一些注意事项。
具体说明如下。

test 命令 和 [ 命令的关系

在 bash 中，[ 关键字本身是一个命令，它不是 if 命令的一部分。
执行 help [ 命令，有如下说明：

[: [ arg... ]
Evaluate conditional expression.
This is a synonym for the "test" builtin, but the last argument must be a literal ], to match the opening [.

即，[ 命令是 test 命令的同义词，它对条件表达式的判断结果和 test 命令完全一样。
但是 [ 命令要求该命令的最后一个参数必须是 ]，看起来是闭合的方括号效果。

在实际使用中，test 命令 和 [ 命令常常跟 if 命令、while 命令结合使用。
但这并不是必须的。test 命令 和 [ 命令本身都是独立的命令，可以单独执行。

后面会统一用 test 命令来说明它的用法。这些说明都适用于 [ 命令。

注意：] 自身不是 bash 的命令，它只是 [ 命令要求的参数，且必须是最后一个参数。

注意：在使用 [ 命令时，最大的误区是在这个命令之后没有加空格。
例如 [string1 != string2] 这种写法是错误的。
要时刻注意 [ 本身是一个命令，这个命令名就是 [。
在这个命令之后会跟着一些参数，要用空格把命令名和参数隔开。
[string1 这个写法实际上会执行名为 [string1 的命令，不是执行 [ 命令。

类似的，] 本身是一个参数，它也要用空格来隔开其他参数。
string2] 这个写法实际上是一个名为 "string2]" 的参数。
而不是 string2 和 ] 两个参数。

用 test 命令判断字符串是否为空

执行 help test 命令，有如下说明：

test: test [expr]
    Evaluate conditional expression.
    Exits with a status of 0 (true) or 1 (false) depending on
    the evaluation of EXPR.

    The behavior of test depends on the number of arguments.
    Read the  bash manual page for the complete specification.

    String operators:
      -z STRING      True if string is empty.

      -n STRING
         STRING      True if string is not empty.

即，test 命令使用 -z STRING 操作符来判断 STRING 字符串的长度是否为 0。
如果为 0，就是空字符串，会返回 true。
具体写法是 test -z STRING，使用 [ 命令则写为 [ -z STRING ]。

-n STRING 操作符判断 STRING 字符串的长度是否为 0。
如果不为 0，就不是空字符串，会返回 true。
具体写法是 test -n STRING，使用 [ 命令则写为 [ -n STRING ]。
可以省略 -n 操作符，直接写为 test STRING、或者 [ STRING ]。

注意：在实际使用时，要注意下面几点：

• 当判断变量值对应的字符串是否为空时，一定要用双引号把变量值括起来。否则变量值为空、或者带有空格时，会返回异常的结果。
  例如，要写为 test -n "$string"，不建议写为 test -n $string。
• bash 是以 0 作为 true，以 1 作为 false。上面 test 命令的说明也是如此。
  而大部分编程语言是以 1 作为 true，0 作为 false。要注意区分，避免搞错判断条件的执行关系。
• 上面 help test 的说明提到，test 命令的参数个数会影响它的行为。具体要参考 man bash 的说明。
  不同的参数个数会导致 test 命令返回很多不预期的结果。

下面用一个 empty_string.sh 脚本来举例说明 test 命令和 [ 命令判断字符串是否为空的方法，其内容如下：

#!/bin/bash

function empty_string()
{
    if test -n $1; then
        echo '(1) -n $1  :' "No quote: not empty."
    fi

    if [ -z $1 ]; then
        echo '(2) -z $1  :' "No quote: empty."
    fi

    if test -n "$1"; then
        echo '(3) -n "$1":' "Quote   : not empty."
    fi

    if [ -z "$1" ]; then
        echo '(4) -z "$1":' "Quote   : empty."
    fi
}

empty_string "$1"

这个脚本使用 test 命令的 -n、-z 操作符来判断传入脚本的第一个参数是否为空字符串，并对比加双引号和不加双引号把变量值括起来的测试结果。

具体执行结果如下：

$ ./empty_string.sh go
(1) -n $1  : No quote: not empty.
(3) -n "$1": Quote   : not empty.
$ ./empty_string.sh "go on"
./empty_string.sh: line 5: test: go: binary operator expected
./empty_string.sh: line 9: [: go: binary operator expected
(3) -n "$1": Quote   : not empty.
$ ./empty_string.sh
(1) -n $1  : No quote: not empty.
(2) -z $1  : No quote: empty.
(4) -z "$1": Quote   : empty.

可以看到，执行 ./empty_string.sh go 命令，传入的第一个参数值没有包含空格，$1 变量值加不加双引号的判断结果都正确。

执行 ./empty_string.sh "go on" 命令，传入的第一个参数值包含空格。
$1 变量值不加双引号的语句执行报错，提示 "binary operator expected"。
test 命令在 -n、-z 操作符后面预期只有一个参数。
而这里的 test -n $1 扩展为 test -n test string。
在 -n 后面提供了两个参数，加上 -n 总共是三个参数，导致执行报错。
使用双引号把 $1 变量值括起来，整个变量值就会被当成一个参数，执行 test -n "$1" 命令不会报错。

执行 ./empty_string.sh 命令，没有提供第一个参数，测试结果比较奇怪。
-n $1 认为 $1 不为空。
而 -z $1 又认为 $1 为空。
只有 -z "$1" 正确地判断出第一个参数值为空。

原因在于，没有提供第一个参数时，这里的 $1 的值是空，相当于什么都没有。
test -n $1 语句经过 bash 处理后，得到的是 test -n。
[ -z $1 ] 语句经过 bash 处理后，得到的是 [ -z ]，相当于 test -z。
test -n 和 test -z 的返回结果都是 true。
所以才打印出来 $1 即为空，又不为空，判断结果不符合预期。

可以再次看到，-z "$1" 用双引号把变量值括起来，得到了预期的判断结果。
添加双引号可以避免很多异常的现象。

使用 bash -x ./empty_string.sh 打印执行脚本时的调试信息，可以看到 [ -z $1 ] 和 [ -z "$1" ] 扩展结果的区别：

$ bash -x ./empty_string.sh
+ empty_string ''
+ test -n
+ echo '(1) -n $1  :' 'No quote: not empty.'
(1) -n $1  : No quote: not empty.
+ '[' -z ']'
+ echo '(2) -z $1  :' 'No quote: empty.'
(2) -z $1  : No quote: empty.
+ test -n ''
+ '[' -z '' ']'
+ echo '(4) -z "$1":' 'Quote   : empty.'
(4) -z "$1": Quote   : empty.

结合上面的代码，可以看到 [ -z $1 ] 扩展得到的调试信息是 '[' -z ']'，在 -z 后面没有任何参数。
而 [ -z "$1" ] 扩展得到的结果是 '[' -z '' ']'。
在 -z 后有一个参数 ''，这个参数的值是空字符串。

用 [[ 命令判断字符串是否为空

查看 help [[ 对 [[ 命令说明如下：

[[ ... ]]: [[ expression ]]
    Execute conditional command.

Returns a status of 0 or 1 depending on the evaluation of the conditional
expression EXPRESSION. Expressions are composed of the same primaries used
by the 'test' builtin, and may be combined using the following operators:
    ( EXPRESSION )    Returns the value of EXPRESSION
    ! EXPRESSION      True if EXPRESSION is false; else false
    EXPR1 && EXPR2    True if both EXPR1 and EXPR2 are true; else false
    EXPR1 || EXPR2    True if either EXPR1 or EXPR2 is true; else false

即，[[ 命令可以使用 test 命令所支持的条件表达式来进行判断。
它们之间的一些区别具体说明如下。

上面提到，[ 命令要求最后一个参数必须是 ]，] 本身不是一个命令。
类似的，[[ 命令也要求跟 ]] 同时出现。但是 ]] 本身也是一个命令，而不是一个参数。
所以 [[ expression ]] 被称为复合命令 (compound command)。

如下面例子所示：

$ ]
]: command not found
$ ]]
-bash: syntax error near unexpected token `]]'

可以看到，试图执行 ] 命令，提示命令没有找到，说明没有这个命令。

而执行 ]] 命令，没有提示找不到命令，只是提示语法错误，预期在该命令之前要有 [[ 命令。
由于 [[ 和 ]] 都是命令，需要用空格把它们和其他参数隔开。

查看 man bash 里面对 [[ 有如下说明：

Word splitting and pathname expansion are not performed on the words between the [[ and ]]; tilde expansion, parameter and variable expansion, arithmetic expansion, command substitution, process substitution, and quote removal are performed.

即，在 [[ 和 ]] 里面引用变量值时，不会对变量值进行单词拆分 (Word splitting)。
即使变量值带有空格，不用双引号括起来也不会被拆分成多个参数。

而 test 命令 和 [ 命令会进行单词拆分，可能会导致参数个数发生变化。
可以参考前面几个例子的说明。

使用 [[ 判断字符串是否为空的一些例子如下所示：

$ value=
$ [[ -n $value ]]; echo $?
1
$ [[ -z $value ]]; echo $?
0
$ value="go on"
$ [[ -n $value ]]; echo $?
0
$ [[ -n go on ]]; echo $?
-bash: syntax error in conditional expression
-bash: syntax error near 'on'

可以看到，将 value 变量值设成空，[[ -n $value ]] 返回为 1，确认该变量值不为空是 false。

[[ -z $value ]] 返回为 0，确认该变量值为空是 true。
即使 $value 不加双引号，也能正确判断。
如果是用 [ 命令就会判断异常。

当 value 变量值包含空格时，[[ -n $value ]] 可以正确判断，但是如果直接写为 [[ -n go on ]] 会执行报错。