Shell(九)：变量的高阶用法

　　在Shell(六):变量和引用中已经介绍了变量的基本用法，包括变量的替换和赋值、无类型性、环境变量、以及四种引用符号。

1、内部变量

　　内部变量是指能够对Shell脚本行为产生影响的变量，对Shell及其子Shell都有效。内部变量属于环境变量。在前面已经解介绍了 PWD、SHELL、USER、UID、PPID、PS1、PS2和IFS变量。

1.1、BASH

　　BASH记录了当前bash Shell的路径，通常为/bin/bash，内部变量SHELL就是通过BASH的值确定当前Shell的类型。

1.2、BASH_SUBSHELL

　　BASH_SUBSHELL记录了子Shell的层次，在bash版本3之后出现的。

1.3、BASH_VERSINFO

　　BASH_VERSINFO是一个数组，包含6个元素，这6个元素用于表示bash的版本信息，新建var21.sh脚本，用于输出BASH_VERSINFO数组的值，脚本内容那个如下：

#!/bin/bash

for n in 0 1 2 3 4 5
do
    echo "BASH_VERSINFO[$n]=${BASH_VERSINFO[$n]}"
done

　　执行结果如下:

　　下标0的内容表示 bash Shell的主版本号，下标1的内容表示bash Shell的次版本号，下标2的内容表示 bash Shell的补丁级别，下标3的内容表示 bash Shell 的编译版本，下标4表示bash Shell的发型状态，下标5表示bash Shell的硬件架构。

1.4、GROUPS

　　GROUPS记录了当前用户所属的群组，Linux的一个用户可同时包含在多个组内，GROUPS是一个数组，数组记录了当前用户所属的群组号。Linux管理用户组的文件时/etc/group，每个群组对应该文件中的一行，并用冒号分成四个域.

1.5、HOSTNAME

　　HOSTNAME记录了主机名，Linux主机名是网络配置时必须要设置的参数，一般在/etc/sysconfig/network文件中设置主机名。/etc/hosts文件用于设定IP地址和主机名之间的对应关系，以利于快速从主机名查找到IP地址。

1.6、OSTYPE

　　OSTYPE记录了操作系统类型，Linux系统中，$OSTYPE=linux。

1.7、REPLY

　　REPLY变量与read和select命令有关，read命令用于读取标准输入(stdin)的变量值，read命令的一般格式为：

read variable

　　variable是变量名，read将读到的标准输入存储到variable变量中。read命令也可以不带任何变量名，此时，read就将读到的标准输入存储到REPLY变量中。

　　新建readreply.sh脚本，详情如下：

#!/bin/bash
# 第一部分
echo -n "What is your name?"
read        # read不带变量名
echo "Your name is $REPLY"
    # 打印 $REPLY
# 第二部分 
echo -n "What is the name of your father?"
read fname
echo "Your father's name is $fname"
echo "But the \$REPLY is $REPLY"

　　readreply.sh脚本分为两部分，第一部分用不带变量名的read命令接受用户输入，然后打印REPLY变量值，执行结果如下：

　　用户输入JJ，$REPLY=JJ，说明read命令读到的值确实存储到REPLY变量中；第二部分read命令后跟fname变量，然后分别打印fname和REPLY的值，从readreply.sh脚本的执行结果可知，$fname=kk，说明此事read命令读到的值存储到了fname变量中，而REPLY的值保持不变，仍为JJ。

　　bash Shell的select命令源自于Korn Shell，是一种建立菜单的工具，它提供一组字符串供用户选择，用户不必完整的输入字符串，只需输入相应的序号进行选择，select命令的格式如下：

select variable in list do ... break done

　　select命令格式中的list是字符串列表，select自动将list形成有编号的菜单，用户输入序号以后，将该序号所对应的list中的字符串赋给variable变量，而序号值则保存到REPLY变量中。

　　select命令的do break语句段中可以添加Shell命令，对variable或REPLY进行调用。

　　新建 readreply02.sh 脚本，详情如下：

#!/bin/bash

echo "Pls. choose your profession?"
select var in "Worker" "Doctor" "Teacher" "Student" "Other"
do
    echo "The \$REPLY is $REPLY"
    echo "Your preofession is $var"
    break
done

　　readreply02.sh脚本中的select命令将list设置为5个字符串，每个字符串用双引号起，中间用空格分隔，select命令的变量名为var。do break语句段打印REPLY和var的值。执行结果如下：

　　select自动将list中的字符串建成菜单，并用数字对每个字符串标号，用户选择序号，REPLY变量显示序号，var变量对应序号序号所对应的字符串Docotor。

　　在执行结果中，输入select命令后，Shell提示符变为"#?"，该提示符由Shell提示符变量PS3进行设置，"#?"是其默认值。

1.8、SECONDS

　　SECONDS记录脚本从开始执行到结束所耗费的时间，以秒为单位。新建一个 sec.sh 的脚本，详情如下：

#!/bin/bash

# 定义两个变量：count记录循环次数；MAX为while循环条件
count=1
MAX=5

while [ "$SECONDS" -le "$MAX" ]  # 当SECOUNDS小于等于MAX时，执行循环体
do
    echo "CURRENT SECONDS IS $SECONDS"
    echo "$count time to sleep"
    let count=$count+1
    sleep 2     # 运行该脚本进程休眠2秒
done

echo "The running time of this script is $SECONDS"

　　sec.sh脚本的主体是一个while循环，while循环体的执行条件是该脚本的执行时间小于等于MAX变量的值，循环体语句首先打印进入循环体的次数，然后调用sleep命令使运行该脚本进程休眠2s。该脚本共休眠3次，执行时间为6s。执行结果如下：

1.9、TMOUT

　　TMOUT变量用于设置Shell的过期时间，当TMOUT不为0时，Shell在TMOUT秒后，将自动注销。TMOUT放在脚本中，可以规定脚本的执行时间。

　　新建 timedread.sh 脚本，详情如下：

#!/bin/bash
# 执行脚本后，用户什么都不输入，等待TMOUT后，脚本自动运行结束

# 脚本执行时间是5秒
TMOUT=5
echo "What is your name?"
read fname

if [ -z "$fname" ]  # 如果fname为空
then
        echo "wait time $TMOUT seconds has not input"
        fname="(no answer)"
fi

echo "Your name is $fname"

 　　执行timeread.sh脚本后，不做任何输入，等待TMOUT时间后，脚本自动运行结束。

　　

　　

2、字符串处理

　　bash Shell字符串处理命令归结起来有两种，第一种是awk命令，第二种是expr命令。

　　expr是Linux中一个功能强大的命令，引出通用求值表达式，可以实现算术操作、比较此操作、字符串操作和逻辑操作等功能。

2.1、${#...}和 expr length

　　bash Shell除了awk的length(s)函数，还有另外两种方法计算字符串的长度，假设字符串名为str，两种方法的命令如下：

${#str}
expr length $str

　　演示案例如下：

　　注意：expr length后面只能跟一个参数，若不用双引号将$str 引起，Shell认为expr length后面带了多个参数，因此当字符串中带空格时，需要用双引号引起。若字符串不包含空格，则可以不用引号引起。

2.2、expr index

　　expr的索引命令格式为：

expr index $str $substr

　　expr索引命令的概念在字符串 $str 上匹配 $substr 中第一次出现的位置，若在 $str 上匹配不到 $substr 中的任何字符，expr index 返回0。

　　案例演示详情如下：

　　第1、2个命令subtr为ell，ell在str中出现过，第一个出现的字符是e，位置是2；

　　第3个命令substr为Shell，Shell在str中出现过，第一个出现的字符时e，位置是2；

　　第4个命令substr为l，在str第一次出现的位置是3；

　　第5个命令substr是S，在str第一次出现的位置是7；

　　第6个命令substr是w，在str中没有w字符，返回0。

2.3、expr match

　　expr match命令的格式为：

expr match $str $substr

　　expr match 命令在str的开头匹配substr字符串，返回匹配到的substring字符串的长度，若string开头匹配不到substrinng，则返回0。substring可以是字符串，也可以是正则表达式。

　　第1条命令，H.*表示以H开头后面跟任意字符的字符串，匹配 str 整个字符串；

　　第2条命令，HEL字符串匹配长度是3；

　　第3条命令，Shell在str中出现过，但是不在str的开头，仍返回0。

2.4、抽取子串

　　抽取子串命令格式：

#{str:position}
#{str:position:length}

　　第1种格式的命令从名称为 $str 的字符串的 $position 个位置开始抽取子串，第2中格式命令在第1中格式命令的基础上添加了$length变量，表示从名称为$str的字符串的第$position个位置开始抽取长度为$length的子串。${...}格式的命令从0开始对名称为$str的字符串进行标号。

　　第1个命令，position为0，由于str以0开始标号，所以该命令将string的整串抽取出来作为子串；

　　第2个命令position为5，即从标号为5开始抽取子串；

　　第3个命令，position为2，length为8，即从标号为2的字符开始抽取长度为6的子串。

　　#{...}命令还提供从str右边开始计数抽取子串的功能，格式如下：

#{str: -position}    # 冒号和横杠符号之间有一个空格符
#{str:(-position)}   # 冒号和左括号之间未必要有空格符

　　详情如下：

2.5、删除子串

　　删除子串是指经原字符串中符合条件的子串删除，删除子串命令只有#{...}格式的，但是，删除子串命令可分为从开头处删除和从结尾处删除两种不同的命令。

　　开头处删除子串的命令：

${str#substr}    # 删除str开头处与substr匹配的最短子串
${str##substr}    # 删除str开头处与substr匹配的最长子串

　　第1种格式的功能是删除开头处与substr匹配的最短子串，及str开头处一旦与substr匹配就立即删除；

　　第2种格式命令的功能是删除开头处与substr匹配的最长子串，即str开头处直到无法再与substr匹配时才删除。

　　第1条命令，删除str开头字符2和1之间的最短匹配，结果匹配到1116的第一个1；第2条命令删除开头字符2和1之间最长的匹配，结果匹配到1116的最后一个1，结果匹配到1116的最后一个1。两条命令中的*字符表示起始字符和终止字符之间的任意字符。

　　删除子串可以从string的结尾处开始删除，格式如下：

${str%substr}    # 删除str结尾处与substr匹配的最短子串
${str%%substr}    # 删除str结尾处与substr匹配的最长子串

　　结尾处删除子串：

2.6、替换子串

　　替换子串命令是${...}格式，可以在任意处(开头处和结尾处)替换满足条件的子串。替换任意子串的命令，命令格式如下：

${str/substr/replacement}    # 仅替换第一次与substr相匹配的子串
${str//substr/replacement}  # 替换所有与substr相匹配的子串 

　　详情如下：

　　替换子串命令还有两种格式，分别在string开头和结尾处替换与substr相匹配的子串，格式为：

${str/#substr/replacement}    # 替换str开头处与substr相匹配的子串
${str/%substr/replacement}  # 替换str结尾处与substr相匹配的子串 

　　详情如下：

　　必须替换开头和结尾的字符串。

3、有类型变量

　　Shell变量一般是无类型的，但bash Shell提供了declare和typeset两个命令用于执行变量的类型，两个命令是完全等价的。

　　declare命令的格式：

declare [选项] 变量名

　　declare命令有6个选项，详情如下：

选项名	含义
-r	将变量设置为只读属性
-i	将变量定义为整型数
-a	将变量定义为数组
-f	显示此脚本前定义过的所有函数名及其内容
-F	仅显示此脚本前定义过的所有函数名
-x	将变量声明为环境变量

　　declare命令的-r选项将变量设置为只读属性，设置为只读后，变量值不允许再被修改。

　　declare命令的-i选项将变量定义为整数型，一旦变量定义为整型数，Shell不再按照字符串形式来处理该变量。允许使用该变量进行算术运算。

#!/bin/bash

# 字符型处理 var2
var=2009
var2=$var+1
echo "var2=$var2"

# let命令以整型处理var3
let var3=$var+1
echo "var3=$var3"

# 将var4定义为整型
declare -i var4
var4=$var+1
echo "var4=$var4"

　　执行结果如下：

　　双圆括号方法是一种使变量执行蒜素运算的方法，即((...))格式。

#!/bin/bash

var=12
var2=5

# 用双圆括号括起来使变量进行算术运算
result=$((var*var2))
echo "result=$result"

　　执行结果如下：

4、间接变量的引用

　　若第一个变量的值是第二个变量的名字，从第一个变量引用第二个变量的值就成为间接变量引用。

　　设有如下两个表达式：

var=var2
var2=value

　　var的值是var2，而var2是变量名，var2的值为value，间接变量引用是指通过var获得变量值value的行为，bash Shell提供了两种格式实现间接变量引用。

eval tempvar=\$$var1
tempvar=${!var1}

　　第1种格式中eval是关键字，用\$$形式得到var1的间接引用，保存在tempvar变量中；

　　第2种格式用${!...}得到var1的间接引用，并赋给tempvar。

　　新建 indirect.sh 脚本，详情如下：

#!/bin/bash

var=var2    # 定义var变量，值为var2
var2=Hadoop    # 定义var2变量，值为Hadoop

echo "var=$var"

eval tempvar=\$$var
echo "tempvar=$tempvar"

echo "Indiret ref var is: ${!var}"

　　定义var变量，值为var2，而var2也是一个变量名，值为Hadoop。执行结果如下：

　　直接引用var的结果是变量名var2，间接引用var的结果为Hadoop。

　　间接变量引用示例：

#!/bin/bash

##### 数据库表格数据 #####
s1_name="Zhang San"
s1_dept=Computer
s1_phone=431231231
s1_rank=5

s2_name="Li Xiang"
s2_dept=English
s2_phone=8346524
s2_rank=8

s3_name="Zhou Jin"
s3_dept=Physic
s3_phone=83680010
s3_rank=3
##### 数据库表格数据 #####

PS3='Pls. select the number of student:'

# 用select建立菜单，供用户选择学号
select stunum in "s1" "s2" "s3"
do
    # 用输入的学号组合成名字、系名、电话和排名的变量名
    name=${stunum}_name
    dept=${stunum}_dept
    phone=${stunum}_phone
    rank=${stunum}_rank
    
    # 通过间接变量引用得到学生的信息
    echo "BASIC INFOMATION OF NO.$stunum STUDENT:"
    echo "NAME: ${!name}"
    echo "DEPARTMENT: ${!dept}"
    echo "PHONE: ${!phone}"
    echo "RANK: ${!rank}"
        
        break
done

　　赋予执行权限，执行结果如下：