linux shell 编程基础知识

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2022-04-18 更新于 2022-04-20 分类于 technology ， linux

阅读次数： 41 本文字数： 9.4k 阅读时长 ≈ 9 分钟

shell 是一个用 C 编写的程序，是用户与系统内核之间的桥梁。其提供了一个界面，用户通过该界面访问操作系统的内核服务。Ken Thompson 的 sh 是第一种 Unix Shell，Windows Explorer 是一个典型的图形界面 Shell。其实，shell 也是一种解释性的程序设计语言，用户通过编写 shell 脚本在 Linux 上进行自动运维等。常见的 Linux shell 种类很多，如 Bourne Shell（/usr/bin/sh或/bin/sh）、Bourne Again Shell（/bin/bash）、C Shell（/usr/bin/csh）、K Shell（/usr/bin/ksh）、Shell for Root（/sbin/sh）等，国内常用的是 /bin/bash，也是大多数 Linux 系统默认的 shell。在一般情况下，人们并不区分 Bourne Shell 和 Bourne Again Shell，所以，像 #!/bin/sh，它同样也可以改为 #!/bin/bash.

shell 脚本一般需要

以 #!/bin/bash 开头，#! 告诉系统其后路径所指定的程序即是解释此脚本文件的 Shell 程序；
脚本命名常以 .sh 结尾；
脚本需要可执行权限.

# 利用 vim 创建脚本
vim hello.sh

# 添加脚本内容
#!/bin/bash
echo "hello world"  # 打印输出 hello world

# 增加可执行权限
chmod u+x hello.sh

# 执行脚本
./hello.sh  # 相对路径执行
/home/jinzhongxu/hello.sh  # 绝对路径执行
bash hello.sh  # 如果没有增加可执行权限，可用该方法执行

shell 变量

shell 变量分为系统变量和用户自定义变量。

系统变量常见的有：$HOME，$PWD，$SHELL，$USER 等等，查看某个系统变量值可使用命令echo $HOME 完成，当想查看所有系统变量时可使用命令：set 完成。

用户自定义变量

变量名称一般习惯为大写，不过小写也能通过。建议大写，遵守规范。

变量名的命名须遵循如下规则：

命名只能使用英文字母，数字和下划线，首个字符不能以数字开头
中间不能有空格，可以使用下划线 _
不能使用标点符号
不能使用bash里的关键字（可用help命令查看保留关键字）

注意，变量赋值等号两端不要有空格。用 $ 获取变量值。

自定义变量常使用如下方法：

# 变量=值
A=3
echo A=$A
echo "A=$A"

撤销变量，撤销后无法使用该变量：

# unset 变量
unset A

声明静态变量，这种变量不能被 unset

# readonly 变量
readonly B=2
echo "B=$B"

将命令返回值赋值给变量

A=`date`
A=$(date)

预定义变量

预定义变量指 shell 设计者预先定义好的变量，可以直接在 shell 脚本中使用

$$ （功能：当前进程的进程号 PID）；
$! （功能：后台运行的最后一个进程的进程号 PID）；
$? （功能：最后依次执行的命令的返回状态，如果为 0，表示正确执行；如果非 0（具体值有命令决定），表示执行错误）；
一些获取位置参数的变量，下面介绍。

# 创建脚本
vim predefine_test.sh

# 添加如下内容
#!/bin/bash

echo "当前程序进程ID=$$"

# 后台执行最后一个程序，获取进程号
date &
echo "最后一个后台方式运行的程序进程ID=$!"
echo "最后一个后台方式运行的程序结果(如果是0表示执行正确，否则错误)=$?"

# 执行
bash predefine_test.sh

# 结果
当前程序进程ID=43085
最后一个后台方式运行的程序进程ID=43086
最后一个后台方式运行的程序结果(如果是0表示执行正确，否则错误)=0
2022年 04月 18日 星期一 13:38:49 CST

设置环境变量

export 变量=值 （功能：将 shell 变量输出为环境变量，直接在命令行运行，则直接生效但退出当前 shell 时失效。可以写入到配置文件 ~/.bashrc 或 /etc/profile 中）；
source 配置文件 （功能：让配置文件立即生效）;
echo $变量 （功能：查看环境变量是否失效）。

shell 注释

单号注释，在当前行开头添加 #

# A=3

多行注释，方法如下：

:<<!
A=3
B=2
!

把需要注释的内容放在 :<<! 和 ! 之间，建议注释符分别占一行。

当我们执行一个 shell 脚本时，如果希望获取到命令行的参数信息，需要位置参数，如下

# 将位置参数 100 和 99 供 hello.sh 使用
./hello.sh 100 99

脚本中如何使用位置参数：

$n (功能：n 为自然数，$0 表示命令本身，如 ./hello.sh，$1 表示第 1 个参数，如 100，依次类推，对于超过 9 个的位置参数，需增加大括号，如 ${10};
$* (功能：表示命令行中所有的参数，把所有参数看成一个整体)；
$@ （功能：表示命令行中所有的参数，不过不是看作一个整体，而是一个”数组”，可以按顺序读取）；
$# （功能：表示命令行中所有参数的个数）。

# 编写脚本
vim arg_test.sh

# 添加如下内容
#!/bin/bash
# \$ 表示转义$
echo "\$0=$0"
echo "\$1=$1"
echo "\$*=$*"
echo "\$@=$@"
echo "\$#=$#"

echo "==========="
for i in $@
do
    echo "$i"
done

# 执行
bash arg_test.sh 100 99

# 结果
$0=arg_test.sh
$1=100
$*=100 99
$@=100 99
$#=2
===========
100
99

像其他语言一样，shell 中也可以进行运算操作，方法如下：

$[运算式] # 注意中括号和运算式之间可有一个空格，也可不要；
$(( 运算式 )) # 注意内层小括号和运算式之间可有一个空格，也可不要；
expr 运算式 # expr 与运算式之间有一个空格，运算式中运算符与运算数之间有一个空格。常见运算有：expr \*, /, % 分别表示乘，除，取余；
如果想将运算结果赋值给变量，需添加 ``，注意使用的是反引号 ` 而不是单引号 ‘，如 A=$[ 2 + 3 ] 或 A=`expr 2 + 3`

# 编写脚本
vim operator_test.sh

# 添加如下内容
#!/bin/bash

A=$(( 2+3 ))
echo "A=$A"
B=$[ 2+3 ]
echo "B=$B"
C=`expr 2 + 3`
echo "C=$C"

# 执行
bash operator_test.sh

# 结果
A=5
B=5
C=5

运算符包括算术运算符、关系运算符、布尔运算符、字符串运算符和文件测试运算符。

算术运算符

下表列出了常用的算术运算符，假定变量 a 为 10，变量 b 为 20：

运算符	说明	举例
+	加法	`expr $a + $b` 结果为 30。
-	减法	`expr $a - $b` 结果为 -10。
*	乘法	`expr $a \* $b` 结果为 200。
/	除法	`expr $b / $a` 结果为 2。
%	取余	`expr $b % $a` 结果为 0。
=	赋值	`a=$b` 把变量 b 的值赋给 a。
==	相等。用于比较两个数字，相同则返回 true。	`[ $a == $b ]` 返回 false。
!=	不相等。用于比较两个数字，不相同则返回 true。	`[ $a != $b ]` 返回 true。

注意：条件表达式要放在方括号之间，并且要有空格，例如: [$a==$b] 是错误的，必须写成 [ $a == $b ]。

关系运算符

关系运算符只支持数字，不支持字符串，除非字符串的值是数字。

下表列出了常用的关系运算符，假定变量 a 为 10，变量 b 为 20：

运算符	说明	举例
-eq	检测两个数是否相等，相等返回 true。	`[ $a -eq $b ]` 返回 false。
-ne	检测两个数是否不相等，不相等返回 true。	`[ $a -ne $b ]` 返回 true。
-gt	检测左边的数是否大于右边的，如果是，则返回 true。	`[ $a -gt $b ]` 返回 false。
-lt	检测左边的数是否小于右边的，如果是，则返回 true。	`[ $a -lt $b ]` 返回 true。
-ge	检测左边的数是否大于等于右边的，如果是，则返回 true。	`[ $a -ge $b ]` 返回 false。
-le	检测左边的数是否小于等于右边的，如果是，则返回 true。	`[ $a -le $b ]` 返回 true。

布尔运算符

下表列出了常用的布尔运算符，假定变量 a 为 10，变量 b 为 20：

运算符	说明	举例
!	非运算，表达式为 true 则返回 false，否则返回 true。	`[ !false ]` 返回 true。
-o	或运算，有一个表达式为 true 则返回 true。	`[ $a -lt 20 -o $b -gt 100 ]` 返回 true。
-a	与运算，两个表达式都为 true 才返回 true。	`[ $a -lt 20 -a $b -gt 100 ]` 返回 false。

逻辑运算符

以下介绍 Shell 的逻辑运算符，假定变量 a 为 10，变量 b 为 20:

运算符	说明	举例
&&	逻辑的 AND	`[[ $a -lt 100 && $b -gt 100 ]]` 返回 false
\|\|	逻辑的 OR	`[[ $a -lt 100` \|\| `$b -gt 100 ]]` 返回 true

注意，运算式是有两个中括号嵌套包裹。

字符串运算符

下表列出了常用的字符串运算符，假定变量 a 为 “abc”，变量 b 为 “efg”：

运算符	说明	举例
=	检测两个字符串是否相等，相等返回 true。	`[ $a = $b ]` 返回 false。
!=	检测两个字符串是否不相等，不相等返回 true。	`[ $a != $b ]` 返回 true。
-z	检测字符串长度是否为0，为0返回 true。	`[ -z $a ]` 返回 false。
-n	检测字符串长度是否不为 0，不为 0 返回 true。	`[ -n "$a" ]` 返回 true。
$	检测字符串是否为空，不为空返回 true。	`[ $a ]` 返回 true。

文件测试运算符

文件测试运算符用于检测 Unix 文件的各种属性。

属性检测描述如下：

操作符	说明	举例
-b file	检测文件是否是块设备文件，如果是，则返回 true。	`[ -b $file ]` 返回 false。
-c file	检测文件是否是字符设备文件，如果是，则返回 true。	`[ -c $file ]` 返回 false。
-d file	检测文件是否是目录，如果是，则返回 true。	`[ -d $file ]` 返回 false。
-f file	检测文件是否是普通文件（既不是目录，也不是设备文件），如果是，则返回 true。	`[ -f $file ]` 返回 true。
-g file	检测文件是否设置了 SGID 位，如果是，则返回 true。	`[ -g $file ]` 返回 false。
-k file	检测文件是否设置了粘着位(Sticky Bit)，如果是，则返回 true。	`[ -k $file ]` 返回 false。
-p file	检测文件是否是有名管道，如果是，则返回 true。	`[ -p $file ]` 返回 false。
-u file	检测文件是否设置了 SUID 位，如果是，则返回 true。	`[ -u $file ]` 返回 false。
-r file	检测文件是否可读，如果是，则返回 true。	`[ -r $file ]` 返回 true。
-w file	检测文件是否可写，如果是，则返回 true。	`[ -w $file ]` 返回 true。
-x file	检测文件是否可执行，如果是，则返回 true。	`[ -x $file ]` 返回 true。
-s file	检测文件是否为空（文件大小是否大于0），不为空返回 true。	`[ -s $file ]` 返回 true。
-e file	检测文件（包括目录）是否存在，如果是，则返回 true。	`[ -e $file ]` 返回 true。

其他检查符：

-S: 判断某文件是否 socket。
-L: 检测文件是否存在并且是一个符号链接。

条件判断和流程控制

基本语法如下：

[ condition ]

注意，condition 与中括号之间有一个空格；当 condition 为非空时，如 [ A ]，返回 true；当为空 [ ] 时，返回 false.

应用实例，如当某个程序执行正确时，执行某子程序，判断为 [ $? ]，0 为 true，大于 1 为 false.

if … else …

实例代码：

# 创建脚本
vim operator2_test.sh

# 添加如下代码
#!/bin/bash

# 判断两个字符串是否相等
if [ "a" = "b" ]
then
    echo "a=b"
elif [ "a" = "c" ]
then
    echo "a=c"
else
    echo "a既不等于b也不等于c"
fi

# 判断两个整数关系
if [ 3 -ge 2 ]
then
    echo "3大于等于2"
fi

# 判断文件是否是常规文件
if [ -f /etc/passwd ]
then
    echo "存在文件"
fi

# 判断文件是否是常规文件
FILE="/etc/passwd"
if [ -f $FILE ]
then
    echo "存在文件"
fi

# 添加执行权限
chmod u+x operator2_test.sh

# 执行
./operator2_test.sh

# 结果
a既不等于b也不等于c
3大于等于2
存在文件
存在文件

case $变量 in
"v1")
如果变量值等于v1，则执行该段程序
;;
"v2")
如果变量值等于v2，则执行该段程序
;;
*)
如果上面的值都不是变量的取值，则执行该段程序
;;
esac

基本语法1

for 变量 in v1 v2 vn
do
    执行该段程序
done

基本语法2

for (( 初始值; 循环控制条件; 变量变换))
do
    执行该段程序
done

实例代码：

# 编写脚本
vim for_test.sh

# 添加内容
#!/bin/bash

echo "### $* ###"
for i in "$*"
do
    echo "$i"
done

echo "### $* ###"
for i in $*
do
    echo "$i"
done

echo "### $@ ###"
for i in "$@"
do
    echo "$i"
done

echo "### 计算1到100整数和 ###"
SUM=0
for (( i=1; i<=100; i++ ))
do
    SUM=$[ $SUM+$i ]
done
echo "SUM=$SUM"

# 赋予执行权限
chmod u+x for_test.sh

# 执行
./for_test.sh 100 200

# 结果
### 100 200 ###
100 200
### 100 200 ###
100
200
### 100 200 ###
100
200
### 计算1到100整数和 ###
SUM=5050

while

while [ condition ]
do
    执行该段程序
done

# 编写脚本
vim while_test.sh

# 添加内容
#!/bin/bash

# 计算1到100所有整数和
SUM=0
i=0
while [ $i -le 100 ]
do
    SUM=$[ $SUM + $i ]
    i=$[ $i + 1 ]
done

echo "1+...+100=$SUM"

# 添加执行权限
chmod u+x while_test.sh

# 执行
./while_test.sh

# 结果
1+...+100=5050

until 循环

until 循环执行一系列命令直至条件为 true 时停止。

until 循环与 while 循环在处理方式上刚好相反。

一般 while 循环优于 until 循环，但在某些时候—也只是极少数情况下，until 循环更加有用。

until 语法格式:

condition 一般为条件表达式，如果返回值为 false，则继续执行循环体内的语句，否则跳出循环。

until condition
do
    command
done

#!/bin/bash
# 打印 0 ~ 9
a=0

until [ ! $a -lt 10 ]
do
   echo $a
   a=`expr $a + 1`
done

在循环过程中，有时候需要在未达到循环结束条件时强制跳出循环，Shell 使用两个命令来实现该功能：break 和 continue。

break命令

break命令允许跳出所有循环（终止执行后面的所有循环）。

下面的例子中，脚本进入死循环直至用户输入数字大于 5。要跳出这个循环，返回到shell提示符下，需要使用 break 命令。

#!/bin/bash
while :
do
    echo -n "输入 1 到 5 之间的数字:"
    read aNum
    case $aNum in
        1|2|3|4|5) echo "你输入的数字为 $aNum!"
        ;;
        *) echo "你输入的数字不是 1 到 5 之间的! 游戏结束"
            break
        ;;
    esac
done

continue

continue 命令与 break 命令类似，只有一点差别，它不会跳出所有循环，仅仅跳出当前循环。

对上面的例子进行修改：

#!/bin/bash
while :
do
    echo -n "输入 1 到 5 之间的数字: "
    read aNum
    case $aNum in
        1|2|3|4|5) echo "你输入的数字为 $aNum!"
        ;;
        *) echo "你输入的数字不是 1 到 5 之间的!"
            continue
            echo "游戏结束"
        ;;
    esac
done

运行代码发现，当输入大于 5 的数字时，该例中的循环不会结束，语句 echo “游戏结束” 永远不会被执行。

read 读取控制台输入

read (选项) (参数)
选项：
-p: 指定读取时的提示符
-t: 指定读取等到时间（单位为秒），超时则直接向下执行
参数：
一般为变量

# 编写脚本
vim read_test.sh

# 添加内容
#!/bin/bash

read -p "请输入一个整数:" NUM
echo "输入的整数是 $NUM"

read -p "请输入一个整数（只等待5秒钟）：" -t 5 NUM2
echo "输入的整数是 $NUM2"

# 添加执行权限
chmod u+x read_test.sh

# 执行
./read_test.sh

# 结果
请输入一个整数:2
输入的整数是 2
请输入一个整数（只等待5秒钟）：3
输入的整数是 3

shell 中有自带的系统函数，用户也可以自定义函数。

系统函数有很多，比如 basename, dirname 等

# basename [文件路径] [扩展名]
# 返回文件名
basename /home/jinzhongxu/test.sh .sh
# 返回结果
test

# 不指定扩展名，则返回带扩展名的文件名
basename /home/jinzhongxu/test.sh
# 返回结果
test.sh

# dirname [文件路径]
# 返回文件路径
dirname /home/jinzhongxu/test.sh
# 返回结果
/home/jinzhongxu

自定义函数

[ function ] funcname [()]
{
    action;
    [return int;]
}

# 调用
funcname [值]

# 编写脚本
vim func_test.sh

# 添加内容
#!/bin/bash

function add() {
    SUM=$[$1+$2]
    echo "$1+$2=$SUM"
}

read -p "请输入一个数:" n1
read -p "请输入另一个数:" n2

add $n1 $n2

# 添加执行权限
chmod u+x func_test.sh

# 执行
./func_test.sh

# 结果
请输入一个数:2
请输入另一个数:3
2+3=5

数组中可以存放多个值。Bash Shell 只支持一维数组（不支持多维数组），初始化时不需要定义数组大小（与 PHP 类似）。

与大部分编程语言类似，数组元素的下标由 0 开始。

Shell 数组用括号来表示，元素用”空格”符号分割开，语法格式如下：

array_name=(value1 value2 ... valuen)

#!/bin/bash

my_array=(A B "C" D)

我们也可以使用下标来定义数组:

array_name[0]=value0
array_name[1]=value1
array_name[2]=value2

读取数组元素

读取数组元素值的一般格式是：

${array_name[index]}

#!/bin/bash

my_array=(A B "C" D)

echo "第一个元素为: ${my_array[0]}"
echo "第二个元素为: ${my_array[1]}"
echo "第三个元素为: ${my_array[2]}"
echo "第四个元素为: ${my_array[3]}"

获取数组长度

#!/bin/bash

my_array[0]=A
my_array[1]=B
my_array[2]=C
my_array[3]=D

echo "数组元素个数为: ${#my_array[*]}"
echo "数组元素个数为: ${#my_array[@]}"

linux shell 编程基础知识

linux shell 编程基础知识

shell 变量

用户自定义变量

将命令返回值赋值给变量

预定义变量

设置环境变量

shell 注释

算术运算符

关系运算符

布尔运算符

逻辑运算符

字符串运算符

文件测试运算符

条件判断和流程控制

if … else …

while

until 循环

break命令

continue

read 读取控制台输入

自定义函数

读取数组元素

获取数组长度

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