Shell编程笔记

什么是Shell?#

Shell 是指一种应用程序,这个应用程序提供了一个界面,用户通过这个界面访问操作系统内核的服务。

Shell 脚本(shell script),是一种为 shell 编写的脚本程序。

Linux 的 Shell 种类众多,常见的有:

  • 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)
  • ……

如何编写Shell脚本?#

1. 编写Shell代码

(1)文件名.sh(2)以 #!/bin/bash 开头

 💡 #! 是一个约定的标记,它告诉系统这个脚本需要什么解释器来执行,即使用哪一种 Shell。

2. Shell命令运行

(1)sh(2)./

Shell注释#

以 # 开头的行就是注释,会被解释器忽略。

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# 注释内容
 
:<<EOF
注释内容...
注释内容...
注释内容...
EOF
 
# EOF 可以使用其他符号

Shell变量#

变量类型 运行shell时,会同时存在三种变量:

  1. 局部变量 局部变量在脚本或命令中定义,仅在当前shell实例中有效,其他shell启动的程序不能访问局部变量。
  2. 环境变量 所有的程序,包括shell启动的程序,都能访问环境变量,有些程序需要环境变量来保证其正常运行。必要的时候shell脚本也可以定义环境变量。
  3. shell变量 shell变量是由shell程序设置的特殊变量。shell变量中有一部分是环境变量,有一部分是局部变量,这些变量保证了shell的正常运行

1 定义变量#

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a=1
b=asd
 
# 将 /etc 下目录的文件名循环出来
for file in $(ls /etc)

💡 变量名和等号之间不能有空格

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)。

2 使用变量#

在变量名前面加美元符号( $ )。

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your_name="qinjx"
echo $your_name
# 加花括号是为了帮助解释器识别变量的边界
echo ${your_name}

3 只读变量 readonly#

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myUrl="<https://www.google.com>"
readonly myUrl

4 删除变量 unset#

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unset variable_name

Shell字符串#

字符串可以用单引号,也可以用双引号,也可以不用引号。

字符串表示#

1 单引号#

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str='this is a string'

单引号字符串的限制:

  • 单引号里的任何字符都会原样输出,单引号字符串中的变量是无效的;
  • 单引号字串中不能出现单独一个的单引号(对单引号使用转义符后也不行),但可成对出现,作为字符串拼接使用。

2 双引号#

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your_name="runoob"
str="Hello, I know you are \\"$your_name\\"! \\n"
echo -e $str # Hello, I know you are "runoob"!

双引号的优点:

  • 双引号里可以有变量
  • 双引号里可以出现转义字符

字符串相关操作#

1 字符串拼接#

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your_name="runoob"
# 使用双引号拼接
greeting="hello, "$your_name" !"
greeting_1="hello, ${your_name} !"
echo $greeting  $greeting_1 # hello, runoob ! hello, runoob !
 
# 使用单引号拼接
greeting_2='hello, '$your_name' !'
greeting_3='hello, ${your_name} !'
echo $greeting_2  $greeting_3 # hello, runoob ! hello, ${your_name} !

2 获取字符串长度#

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string="abcd"
echo ${#string}   # 输出 4

变量为数组时,{#string} 等价于{#string[0]}:

3 提取子字符串#

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string="runoob is a great site"
echo ${string:1:4} # 输出 unoo

注意:第一个字符的索引值为 0。

4 查找子字符串#

例:查找字符 i 或 o 的位置(哪个字母先出现就计算哪个)

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string="runoob is a great site"
echo `expr index "$string" io`  # 输出 4

注意: 以上脚本中 ` 是反引号,而不是单引号 ',不要看错了哦。

Shell参数传递#

参数处理说明
$# 传递到脚本的参数个数
$* 以一个单字符串显示所有向脚本传递的参数。如""""1 2n"的形式输出所有参数。
$$ 脚本运行的当前进程ID号
$! 后台运行的最后一个进程的ID号
$@ 使"@"用「"」括起来的情况、以"1""2" … "$n" 的形式输出所有参数。
$- 显示Shell使用的当前选项,与set命令功能相同。
$? 显示最后命令的退出状态。0表示没有错误,其他任何值表明有错误。

Shell数组#

数组定义#

在 Shell 中,用括号来表示数组,数组元素用"空格"符号分割开。

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array_name=(value0 value1 value2 value3)
 
array_name=(
value0
value1
value2
value3
)
 
array_name[0]=value0
array_name[1]=value1
array_name[n]=valuen

可以不使用连续的下标,而且下标的范围没有限制。

数组读取#

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valuen=${array_name[n]}
 
# 获取数组中的所有元素
echo ${array_name[@]}
echo ${array_name[*]}

获取数组的长度#

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# 取得数组元素的个数
length=${#array_name[@]}
# 或者
length=${#array_name[*]}
# 取得数组单个元素的长度
lengthn=${#array_name[n]}

关联数组 declare#

Bash 支持关联数组,可以使用任意的字符串、整数作为下标来访问数组元素。

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declare -A site
site["google"]="www.google.com"
site["runoob"]="www.runoob.com"
site["taobao"]="www.taobao.com"
 
echo ${site["runoob"]} # www.runoob.com

Shell运算符#

Shell 和其他编程语言一样,支持多种运算符,包括:

  • 算数运算符
  • 关系运算符
  • 布尔运算符
  • 字符串运算符
  • 文件测试运算符

原生bash不支持简单的数学运算,但是可以通过其他命令来实现,例如 awk 和 expr,expr 最常用。

expr 是一款表达式计算工具,使用它能完成表达式的求值操作。

例如,两个数相加(注意使用的是反引号 ` 而不是单引号 '):

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#!/bin/bash
 
val=`expr 2 + 2`
echo "两数之和为 : $val"

两点注意:

  • 表达式和运算符之间要有空格,例如 2+2 是不对的,必须写成 2 + 2,这与我们熟悉的大多数编程语言不一样。
  • 完整的表达式要被 包含,注意这个字符不是常用的单引号,在 Esc 键下边。

1 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 ]

2 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。 [ aeqb ] 返回 false。
-ne 检测两个数是否不相等,不相等返回 true。 [ aneb ] 返回 true。
-gt 检测左边的数是否大于右边的,如果是,则返回 true。 [ agtb ] 返回 false。
-lt 检测左边的数是否小于右边的,如果是,则返回 true。 [ altb ] 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。 [ ageb ] 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。 [ aleb ] 返回 true。

3 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。 [ alt20ob -gt 100 ] 返回 true。
-a 与运算,两个表达式都为 true 才返回 true。 [ alt20ab -gt 100 ] 返回 false。

4 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
     

5 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。
$ 检测字符串是否不为空,不为空返回 true。 [ $a ] 返回 true。

6 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。

Shell echo命令#

Shell 的 echo 指令与 PHP 的 echo 指令类似,都是用于字符串的输出。命令格式:

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echo string

您可以使用echo实现更复杂的输出格式控制。

1 显示普通字符串#

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echo "It is a test"
 
# 这里的双引号完全可以省略,以下命令与上面实例效果一致
echo It is a test

2 显示转义字符#

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echo "\\"It is a test\\""  # "It is a test"

同样,双引号也可以省略

3 显示变量#

read 命令从标准输入中读取一行,并把输入行的每个字段的值指定给 shell 变量

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#!/bin/sh
read name
echo "$name It is a test"
 
# OK                     #标准输入
# OK It is a test        #输出

4 显示换行#

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echo -e "OK! \\n" # -e 开启转义
echo "It is a test"
 
# OK!
# It is a test

5 显示不换行#

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#!/bin/sh
echo -e "OK! \\c" # -e 开启转义 \\c 不换行
echo "It is a test"
 
# OK! It is a test

6 显示结果定向至文件#

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echo "It is a test" > myfile

7 原样输出字符串,不进行转义或取变量(用单引号)#

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echo '$name\\"'
 
# $name\\"

8 显示命令执行结果#

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echo `date`
 
# Thu Jul 24 10:08:46 CST 2014

注意: 这里使用的是反引号 `, 而不是单引号 '

Shell printf命令#

printf 命令模仿 C 程序库(library)里的 printf() 程序。

printf 由 POSIX 标准所定义,因此使用 printf 的脚本比使用 echo 移植性好。

printf 使用引用文本或空格分隔的参数,外面可以在 printf 中使用格式化字符串,还可以制定字符串的宽度、左右对齐方式等。默认的 printf 不会像 echo 自动添加换行符,我们可以手动添加 \n

printf 命令语法#

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printf  format-string  [arguments...]

参数说明:

  • format-string: 为格式控制字符串
  • arguments: 为参数列表。
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printf "%-10s %-8s %-4s\\n" 姓名 性别 体重kg 
printf "%-10s %-8s %-4.2f\\n" 郭靖 男 66.1234
printf "%-10s %-8s %-4.2f\\n" 杨过 男 48.6543
printf "%-10s %-8s %-4.2f\\n" 郭芙 女 47.9876
 
# 姓名     性别   体重kg
# 郭靖     男      66.12
# 杨过     男      48.65
# 郭芙     女      47.99

%s %c %d %f 都是格式替代符,%s 输出一个字符串,%d 整型输出,%c 输出一个字符,%f 输出实数,以小数形式输出。

%-10s 指一个宽度为 10 个字符(- 表示左对齐,没有则表示右对齐),任何字符都会被显示在 10 个字符宽的字符内,如果不足则自动以空格填充,超过也会将内容全部显示出来。

%-4.2f 指格式化为小数,其中 .2 指保留2位小数。

printf 的转义序列#

序列说明
\a 警告字符,通常为ASCII的BEL字符
\b 后退
\c 抑制(不显示)输出结果中任何结尾的换行字符(只在%b格式指示符控制下的参数字符串中有效),而且,任何留在参数里的字符、任何接下来的参数以及任何留在格式字符串中的字符,都被忽略
\f 换页(formfeed)
\n 换行
\r 回车(Carriage return)
\t 水平制表符
\v 垂直制表符
\ 一个字面上的反斜杠字符
\ddd 表示1到3位数八进制值的字符。仅在格式字符串中有效
\0ddd 表示1到3位的八进制值字符

Shell test命令#

Shell中的 test 命令用于检查某个条件是否成立,它可以进行数值、字符和文件三个方面的测试。

数值测试#

参数说明
-eq 等于则为真
-ne 不等于则为真
-gt 大于则为真
-ge 大于等于则为真
-lt 小于则为真
-le 小于等于则为真
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num1=100
num2=100
if test $[num1] -eq $[num2]
then
    echo '两个数相等!'
else
    echo '两个数不相等!'
fi
 
# 两个数相等!

代码中的 [] 执行基本的算数运算,如:

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#!/bin/bash
 
a=5
b=6
 
result=$[a+b] # 注意等号两边不能有空格
echo "result 为: $result"
 
# result 为: 11

字符串测试#

参数说明
= 等于则为真
!= 不相等则为真
-z 字符串 字符串的长度为零则为真
-n 字符串 字符串的长度不为零则为真
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num1="ru1noob"
num2="runoob"
if test $num1 = $num2
then
    echo '两个字符串相等!'
else
    echo '两个字符串不相等!'
fi
 
# 两个字符串不相等!

文件测试#

参数说明
-e 文件名 如果文件存在则为真
-r 文件名 如果文件存在且可读则为真
-w 文件名 如果文件存在且可写则为真
-x 文件名 如果文件存在且可执行则为真
-s 文件名 如果文件存在且至少有一个字符则为真
-d 文件名 如果文件存在且为目录则为真
-f 文件名 如果文件存在且为普通文件则为真
-c 文件名 如果文件存在且为字符型特殊文件则为真
-b 文件名 如果文件存在且为块特殊文件则为真
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cd /bin
if test -e ./bash
then
    echo '文件已存在!'
else
    echo '文件不存在!'
fi
 
# 文件已存在!

另外,Shell 还提供了与( -a )、或( -o )、非( ! )三个逻辑操作符用于将测试条件连接起来,其优先级为: ! 最高, -a 次之, -o 最低。例如:

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cd /bin
if test -e ./notFile -o -e ./bash
then
    echo '至少有一个文件存在!'
else
    echo '两个文件都不存在'
fi
 
# 至少有一个文件存在!

Shell流程控制#

sh 的流程控制不可为空。

if else#

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if condition
then
    command1
    command2
    ...
    commandN
fi
 
# 写成一行
if [ $(ps -ef | grep -c "ssh") -gt 1 ]; then echo "true"; fi
 
if condition
then
    command1
    command2
    ...
    commandN
else
    command
fi
 
if condition1
then
    command1
elif condition2
then
    command2
else
    commandN
fi

if else 的 [...] 判断语句中大于使用 -gt,小于使用 -lt

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if [ "$a" -gt "$b" ]; then
    ...
fi

如果使用 ((...)) 作为判断语句,大于和小于可以直接使用 > 和 <

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if (( a > b )); then
    ...
fi

for 循环#

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for var in item1 item2 ... itemN
do
    command1
    command2
    ...
    commandN
done
 
# 写成一行
for var in item1 item2 ... itemN; do command1; command2… done;

while 循环#

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while condition
do
    command
done

until 循环#

until 循环与 while 循环在处理方式上刚好相反。until 循环执行一系列命令直至条件为 true 时停止。

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until condition
do
    command
done

case ... esac#

是一种多分支选择结构,每个 case 分支用右圆括号开始,用两个分号 ;;  表示 break,即执行结束,跳出整个 case ... esac 语句,esac(就是 case 反过来)作为结束标记。

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case in
模式1)
    command1
    command2
    ...
    commandN
    ;;
模式2)
    command1
    command2
    ...
    commandN
    ;;
esac

跳出循环#

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)。

continue 命令#

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。

Shell函数#

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demoFun(){
    echo "这是我的第一个 shell 函数!"
}
echo "-----函数开始执行-----"
demoFun
echo "-----函数执行完毕-----"
 
# -----函数开始执行-----
# 这是我的第一个 shell 函数!
# -----函数执行完毕-----
 
funWithReturn(){
    echo "这个函数会对输入的两个数字进行相加运算..."
    echo "输入第一个数字: "
    read aNum
    echo "输入第二个数字: "
    read anotherNum
    echo "两个数字分别为 $aNum 和 $anotherNum !"
    return $(($aNum+$anotherNum))
}
funWithReturn
echo "输入的两个数字之和为 $? !"
 
# 这个函数会对输入的两个数字进行相加运算...
# 输入第一个数字:
# 1
# 输入第二个数字:
# 2
# 两个数字分别为 1 和 2 !
# 输入的两个数字之和为 3 !

函数返回值在调用该函数后通过 $? 来获得。

注意:所有函数在使用前必须定义。这意味着必须将函数放在脚本开始部分,直至shell解释器首次发现它时,才可以使用。调用函数仅使用其函数名即可。

函数参数

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funWithParam(){
    echo "第一个参数为 $1 !"
    echo "第二个参数为 $2 !"
    echo "第十个参数为 $10 !"
    echo "第十个参数为 ${10} !"
    echo "第十一个参数为 ${11} !"
    echo "参数总数有 $# 个!"
    echo "作为一个字符串输出所有参数 $* !"
}
funWithParam 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 73
 
# 第一个参数为 1 !
# 第二个参数为 2 !
# 第十个参数为 10 !
# 第十个参数为 34 !
# 第十一个参数为 73 !
# 参数总数有 11 个!
# 作为一个字符串输出所有参数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 73 !

Shell输入/输出重定向#

命令说明
command > file 将输出重定向到 file。
command < file 将输入重定向到 file。
command >> file 将输出以追加的方式重定向到 file。
n > file 将文件描述符为 n 的文件重定向到 file。
n >> file 将文件描述符为 n 的文件以追加的方式重定向到 file。
n >& m 将输出文件 m 和 n 合并。
n <& m 将输入文件 m 和 n 合并。
<< tag 将开始标记 tag 和结束标记 tag 之间的内容作为输入。

需要注意的是文件描述符 0 通常是标准输入(STDIN),1 是标准输出(STDOUT),2 是标准错误输出(STDERR)。

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command1 < infile > outfile
 
# 执行command1,从文件infile读取内容,然后将输出写入到outfile中。

Here Document 是 Shell 中的一种特殊的重定向方式,用来将输入重定向到一个交互式 Shell 脚本或程序。

它的基本的形式如下:

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command << delimiter
    document
delimiter

它的作用是将两个 delimiter 之间的内容(document) 作为输入传递给 command

注意:

  • 结尾的delimiter 一定要顶格写,前面不能有任何字符,后面也不能有任何字符,包括空格和 tab 缩进。
  • 开始的delimiter前后的空格会被忽略掉。

/dev/null 文件

如果希望执行某个命令,但又不希望在屏幕上显示输出结果,那么可以将输出重定向到 /dev/null:

$ command > /dev/null

/dev/null 是一个特殊的文件,写入到它的内容都会被丢弃;如果尝试从该文件读取内容,那么什么也读不到。但是 /dev/null 文件非常有用,将命令的输出重定向到它,会起到"禁止输出"的效果。

如果希望屏蔽 stdout 和 stderr,可以这样写:

$ command > /dev/null 2>&1

注意:0 是标准输入(STDIN),1 是标准输出(STDOUT),2 是标准错误输出(STDERR)。

这里的 2 和 > 之间不可以有空格,2> 是一体的时候才表示错误输出。

Shell文件包含#

和其他语言一样,Shell 也可以包含外部脚本。这样可以很方便的封装一些公用的代码作为一个独立的文件。

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. filename   # 注意点号(.)和文件名中间有一空格
 
# 或
 
source filename

实例

创建两个 shell 脚本文件。

test1.sh 代码如下:

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#!/bin/bash
 
url="<http://www.runoob.com>"

test2.sh 代码如下:

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#!/bin/bash
 
#使用 . 号来引用test1.sh 文件
. ./test1.sh
 
# 或者使用以下包含文件代码
# source ./test1.sh
 
echo "菜鸟教程官网地址:$url"

接下来,我们为 test2.sh 添加可执行权限并执行:

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$ chmod +x test2.sh
$ ./test2.sh
菜鸟教程官网地址:<http://www.runoob.com>

注:被包含的文件 test1.sh 不需要可执行权限。

笔记来源 菜鸟教程——Shell 教程 https://www.runoob.com/linux/linux-shell.html 侵删

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