Linux 的 shell编程

目录

• §1 SHELL 是什么
• §2 shell 的头、执行、注释
  • §2.1 头
  • §2.2 执行
  • §2.3 注释
• §3 变量
  • §3.1 系统变量
  • §3.2 用户自定义变量
  • §3.3 脚本参数变量
  • §3.4 预定义变量
• §4 表达式与运算符
  • §4.1 运算表达式
  • §4.2 判断表达式
• §5 流程控制
  • §5.1 顺序结构（略）
  • §5.2 选择结构
    • §5.2.1 if
    • §5.2.2 case
  • §5.3 循环结构
    • §5.3.1 for-in
    • §5.3.2 for(())
    • §5.3.3 while
  • §5.4 控制台输入
• §6 函数
  • §6.1 系统函数
    • §6.1.1 basename
    • §6.1.2 dirname
  • §6.2 自定义函数
    • §6.2.1 语法
• $9 语法注意事项

§1 SHELL 是什么

shell 是一个命令行解释器，它为用户提供了一个向 Linux 内核发送请求以便云心程序的界面系统级成程序，用户可以用 SHELL 启动、挂起、停止、编写一些程序

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§2 shell 的头、执行、注释

§2.1 头

shell 以 #!/bin/bash 或 #!/bin/sh 开头

#! 不是注释，是一个特殊符号，用于指定 shell 脚本解释器的路径
通常，sh 会软连接至 bash，并开启 POSIX 标准模式，相当于 #!/bin/bash --posix

§2.2 执行

脚本的执行
shell 脚本有以下三种执行方式：

• 使用脚本绝对路径执行，脚本需要具有执行权限
  
• 使用脚本相对路径执行，脚本需要具有执行权限
  
  
• sh 脚本执行，脚本不需要执行权限
  

脚本的后台执行

./play.sh &

脚本的后台执行同时输出重定向

nohup ./play.sh >output 2>&1 &

linux 中三个标准流

• 0：标准输入流 stdin
• 1：标准输出流 stdout
• 2：标准错误流 stderr

nohub 指令

• 默认在当前目录下，输出一个名叫 nohup.out 的文件
• 使用 > 文件 重定向 nohub 的输出 ，>文件 其实是 1>文件 的简写
• 使用 流1> &流2 可以重定向流（引用流的目的或源），如 2>&1，表示标准错误流的输出位置引用当前的标准输出流
• 2>1 表示标准错误流的输出位置是文件 1

§2.3 注释

按惯例，分为单行注释和多行注释

• 单行注释

 # 被注释的一行语句

• 块注释

:<<!
被注释的多行语句
被注释的多行语句
被注释的多行语句
!

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§3 变量

变量分类
在 shell 中，可以使用以下几类变量

• 系统变量
• 用户自定义变量
• 脚本参数变量
• 预定义变量

§3.1 系统变量

系统变量也叫环境变量，下表为常见 系统变量，可以用 set 指令显示所有 系统变量

变量	含义
$BASH	展开为调用bash实例时使用的全路径名
$CDPATH	cd命令的搜索路径。它是以冒号分隔的目录列表，shell通过它来搜索cd命令指定的目标目录。例如.:~:/usr
$EDITOR	内置编辑器emacs、gmacs或vi的路径名
$ENV	每一个新的bash，shell(包括脚本)启动时执行的环境文件。通常赋予这个变量的文件名是.bashrc。
$EUID	展开为在shell启动时被初始化的当前用户的有效ID
$GROUPS	当前用户所属的组
$HISTFILE	指定保存命令行历史的文件。默认值是~/.bash_history。如果被复位，交互式shell退出时将不保存命令行历史
$HISTSIZE	记录在命令行历史文件中的命令数。默认是500
$HOME	主目录。未指定目录时，cd命令将转向该目录
$IFS	内部字段分隔符，一般是空格符、制表符和换行符，用于由命令替换，循环结构中的表和读取的输入产生的词的字段划分
$LANG	用来为没有以LC_开头的变量明确选取的种类确定locale类
$OLDPWD	前一个工作目录
$PATH	命令搜索路径。一个由冒号分隔的目录列表，shell用它来搜索命令，一个普通值为 /usr/gnu/bin:/usr/local/bin:/usr/ucb:/usr/bin
$PPID	父进程的进程ID
$PS1	主提示符串，默认值是$
$PS2	次提示符串，默认值是>
$PS3	与select命令一起使用的选择提示符串，默认值是#?
$PS4	当开启追踪时使用的调试提示符串，默认值是+。追踪可以用set –x开启
$PWD	当前工作目录。由cd设置
$RANDOM	每次引用该变量，就产生一个随机整数。随机数序列可以通过给RANDOM赋值来初始化。如果RANDOM被复位，即使随后再设置，它也将失去特定的属性
$REPLY	当没有给read提供参数时设置
$SHELL	当调用shell时，它扫描环境变量以寻找该名字。shell给PATH、PS1、PS2、MAILCHECK和IFS设置默认值。HOME和MAIL由login(1)设置
$SHELLOPTS	包含一列开启的shell选项，比如braceexpand、hashall、monitor等
$UID	展开为当前用户的用户ID，在shell启动时初始化

设置系统变量

• 声明：export 系统变量名=值
• 生效：使用 source /etc/profile 指令命令使系统变量生效
• 引用：$系统变量名

§3.2 用户自定义变量

声明/赋值、引用、销毁、引用命令执行结果

• 声明一般变量：变量名=值
  • 变量名可以由 字母、数字、下划线组成，但不能由数字开头
  • = 两边不能有空格
  • 变量名通常大写
• 声明静态变量：readonly 变量名 = 值，静态变量不能销毁
• 引用变量的值：$变量名
• 引用命令执行结果
  • 变量名=`命令`
  • 变量名=$(命令)
• 销毁变量：unset 变量名

#!/bin/bash
A=111
readonly B=222
echo "a=$A"
echo "b=$B"
unset A
unset B
echo "a=$A"
echo "b=$B"

#!/bin/bash
A=`ls -l /home`
B=$(ls -l /root)

echo "A=$A"
echo "B=$B"

§3.3 脚本参数变量

执行脚本时，需要使用命名，并可能带有参数
若希望对命令本身和参数进行操作，可以使用 脚本参数变量
常见语法

• $n/${n}：n 是数字
  • n=0，表示命令本身，不带参数
  • n∈(1-9)，表示命令的第 1 - 第 9 个参数
  • n>=10，使用 ${n}，表示命令的第 n 个参数
• $* ：所有参数，作为整体，与 $@ 区别见 §5.3.1 示例
• $@：所有参数，作为数组，与 $* 区别见 §5.3.1 示例
• $#：参数个数

#!/bin/bash
echo "指令本身 	$0"
echo "第二个参数 	$2"
echo "所有参数 	$*"
echo "所有参数 	$@"
echo "参数个数	$#"

§3.4 预定义变量

下列符号为预定义变量

• $$：当前进程号
• $!：后台运行的最后一个进程的进程号
• $?：上一个命令的执行状态
  • 返回 0，上条命令执行正确
  • 返回 非0，上条命令执行不正确，但具体返回什么随不同命令变化

#!/bin/bash

# 输出当前进程号
echo "$$"

# 将一个脚本后台运行
./beplaied &
# 输出后台运行的最后一个进程号
echo "$!"

# 随便执行一个指令
cd /root
# 查看刚刚执行的指令是否成功
echo "$?"

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§4 表达式与运算符

表达式主要可以分为

• 运算表达式
• 判断表达式

§4.1 运算表达式

运算表达式的基本形式

• $((表达式))
• $[表达式]
• expr 表达式，expression，expr 与表达式之间需要空格，表达式的运算符两边也要有空格

运算表达式中的基本运算符

• + 加
• - 减
• \* 乘，需要转义
• / 除
• % 取余
• ++/-- 自增/自减，只能在 for(()) 中使用

#!/bin/bash

# $((3+2)) == 5
# $[$((3+2))*2] == 5*2 == 10
# expr $[$((3+2))*2] \* 5 == 50
# expr 与表达式之间需要空格，这个表达式的运算符两边也要有空格
echo "`expr $[$((3+2))*2] \* 5`"
# 求两个入参之和
echo $[$1+$2]

§4.2 判断表达式

判断表达式的基本形式：

• [ 表达式 ]
  • 表达式与 [] 之间必须带空格
  • 关键字与 [] 之间必须带空格
• [[ 表达式 ]]
  • 含义等同于 [ 表达式 ]
  • 使用 == 比较字符串时有不同含义，详见下面基本逻辑运算符
• [ 表达式 ] && 语句1 || 语句2，三元运算符

基本逻辑运算符：

• 整数比较
  • = 等于，[ 数字1 = 数字2 ]，下同
  • -lt 小于
  • -le 小于等于
  • -gt 大于
  • -ge 大于等于
  • -ne 不等于
• 字符串比较
  • = 等于，[ 字符串1 = 字符串2 ]
  • == 等于，基本和 = 相同，但有歧义，以 "$A" == a* 为例
    • [ "$A" == a* ] 用于判断 A 是否就是字符串 "a*"
    • [[ "$A" == a* ]] 用于判断 A 是否以 a 开头
  • -n 非空，字符串长度不为 0
  • -z 为空，字符串长度为 0
• 权限比较
  • -r 有读权限，[ -r 文件或目录 ]，下同
  • -w 有写权限
  • -x 有执行权限
• 文件比较
  • -e 文件存在，[ -e 文件或目录 ]，下同
  • -f 文件存在，且是个文件
  • -d 文件存在，且是个目录
• 参数比较
  • if [ 参数 ] 参数不为空
  • if [ ! -n "参数" ] 参数为空

#!/bin/bash

# 字符串比较，注意表达式两侧的空格
[ "aaa" = "aaa" ] && echo "true" || echo "false"
# 数字比较
[ 1 -ge 2 ] && echo "true" || echo "false"
# 权限比较
[ -r /shell/play ] && echo "true" || echo "false"
# 文件比较
[ -d /shell ] && echo "true" || echo "false"

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§5 流程控制

按惯例分为：

• 顺序结构
• 选择结构
• 循环结构

§5.1 顺序结构（略）

不略没有天理 [手动捂脸]

§5.2 选择结构

§5.2.1 if

基本语法 -- 形式1，行数少，但细看反人类

# 形式1
if [ 判断表达式 ] ;then
	代码1
else 代码2
fi

注意：

• if 和 [] 之间需要空格
• 表达式和 [] 之间需要空格
• if 和 fi 不能在同一行
• 没有 else 时，表达式1 不需要换行

#!/bin/bash
# 形式1
if [ $1 -gt $2 ];then echo "true"  
else echo "false"
fi

基本语法 -- 形式2，省略分号，每个关键字都换行

# 形式2
if [ 判断表达式1 ]
then
	代码1
elif [ 判断表达式2 ] 
then
	代码2
else
	代码3
fi
	

#!/bin/bash
# 形式2
if [ $1 -gt $2 ]
then
	echo "if"
elif [ $1 -lt $2 ] 
then
	echo "elif"
else
	echo "else"
fi

§5.2.2 case

基本语法：

case $变量名 in
匹配值1)
代码1
;;
匹配值2)
代码2
;;
匹配值3)
代码3
;;
esac

说明：

• case 最后一个匹配值后的双分号(;;)可以不写
• 匹配值可以使用 "" 包裹，但省略不影响执行效果，但推荐带引号
• case 可以实现与参数的对比，而不是只能和常量对比

#!/bin/bash
# 字符串形式
case $1 in
"1")
echo "比字符串"
esac

# 数字形式
case $2 in
2)
echo "比数字"
esac


# 参数
case $1 in
"$2")
echo "最后一个判断后的 ;; 可以不写"
;;
$3)
echo "比参数"
esac

§5.3 循环结构

§5.3.1 for-in

基本语法：

for 变量 in 数组
do
	代码
done

#!/bin/bash
# 省略式
echo "============无==========="
for i
do 
	echo $i
done

# 不带引号 $*，怀疑非法表达，解释为 省略式
echo "============\$*==========="
for i in $*
do 
	echo $i
done

# 不带引号 $@，怀疑非法表达，解释为 省略式
echo "============\$@==========="
for i in $@
do 
	echo $i
done

# 带引号 $*，参数列表作为整体字符串
echo "============\"\$*\"==========="
for i in "$*"
do 
	echo $i
done

# 带引号 $@，参数列表作为数组
echo "============\"\$@\"==========="
for i in "$@"
do 
	echo $i
done

§5.3.2 for(())

基本语法：

for((初始化；条件判断；变量判断))
do 
	代码
done

#!/bin/bash
for((i=0;i<10;i++))
do 
	SUM=$[ $SUM + $i ]
done
echo $SUM

§5.3.3 while

while [ 判断表达式 ]
do
	代码
done

#!/bin/bash
SUM=0
i=0

while [ $i -le $1 ]
do 
	SUM=$[$SUM+$i]
	i=$[$i+1]
done
echo $SUM

§5.4 控制台输入

命令：read 选项 变量
说明
选项说明：

• -p：等待输入时的提示符（提示语）
• -t：等待输入时的最大等待时间，单位秒

#!/bin/bash
# 不带时间
read -p "press some key: " INPUT
echo "input = $INPUT" 

# 带时间输入
read -t 3 -p "press some key: " WAIT
if [ ! -n "$WAIT" ] ;then WAIT="null"
fi
echo "wait for $WAIT"
# 带时间不输入
read -t 3 -p "press some key: " WAIT
if [ ! -n "$WAIT" ] ;then 
WAIT="null"
echo ""
fi
echo "wait for $WAIT"

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§6 函数

§6.1 系统函数

§6.1.1 basename

指令：basename pathname suffix 截断前缀，相当于截取文件/目录名
说明：

• 会将 pathname 的最后一级（最后一个 / 右侧），作为字符串返回
  • 若 pathname 是文件，只剩文件名
  • 若 pathname 是目录，只剩最后一级目录名
• 可以指定 suffix，此时会额外将 suffix 的内容作为后缀截取，但若截取后是空，则忽略

#!/bin/bash

# 截取文件前缀
name=$(basename /sheell/beplaied.sh)
echo $name

# 截取文件前缀，若以 sh 结尾，则作为后缀截取
name=$(basename /sheell/beplaied.sh sh)
echo $name

# 截取目录前缀
name=$(basename /sheell)
echo $name

# 截取目录前缀
name=$(basename /sheell ll)
echo $name

§6.1.2 dirname

指令：dirname pathname 截取前缀，相当于截取文件/目录所在的上级目录路径
说明：

• 会将 pathname 的最后一级之前，作为字符串返回，相当于返回上级目录
• 可以指定 suffix，此时会额外将 suffix 的内容作为后缀截取，但若截取后是空，则忽略

#!/bin/bash

# 截取文件前缀
name=$(dirname /sheell/beplaied.sh)
echo $name

# 截取目录前缀
name=$(dirname /sheell)
echo $name

§6.2 自定义函数

§6.2.1 语法

格式：

# 声明
function function_name(){
	代码
}
# 调用
function_name 参数...

说明：

• 声明函数时，不需要写形参
• 函数可以有返回值，但返回值必须是数字
• 执行函数后，可以用 $? 获取返回值，而不能用变量直接接收
  • 执行函数并返回后，若需要使用返回值，则不可在使用前执行任何语句，否则 $? 会获取这个语句的执行结果
  • 函数的返回值，宜用来表示函数执行的状态，即是否成功
  • 函数的执行效果，宜在函数中输出，或赋予变量，并通过变量使用

# 返回字符参
function a(){
	MSG="hahahaha: $1"
}
a $1
echo ${MSG}
# 返回数字
function a(){
	return $[$1*2]
}
$(a $1)
echo $?
echo $?

$9 语法注意事项

空格总结

语法	款项	空格
赋值	= 两侧（SUM=$SUM+1）	禁止
运算表达式	expr 与 表达式之间（expr 1 + 1）	必带
运算表达式	expr 的表达式中运算符两侧（expr 1 + 1）	必带
判断表达式	表达式与 [] 之间（[ 1 -le 2 ]）	必带
判断表达式	关键字与 [] 之间（if [ $i -le 10 ]）	必带