Shell脚本学习笔记

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Posted by 呆贝斯 on June 6, 2022

介绍

Shell 是一个用 C 语言编写的程序,它是用户使用 Linux 的桥梁。Shell 既是一种命令语言,又是一种程序设计语言。

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环境

Shell 编程跟 JavaScript、php 编程一样,只要有一个能编写代码的文本编辑器和一个能解释执行的脚本解释器就可以了。

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)

Bourne Again Shell由于易用和免费,在日常工作中被广泛使用。同时,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。

#! 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。

运行第一个脚本

  1. 打开文本编辑器(可以使用 vi/vim 命令来创建文件),新建一个文件 test.sh,扩展名为 sh(sh代表shell),扩展名并不影响脚本执行, 见名知意就好,如果你用 php 写 shell 脚本,扩展名就用 php 好了。
    #!/bin/bash
    echo "Hello World !"
    
  2. 运行 Shell 脚本有两种方法:
    1. 作为可执行程序,将上面的代码保存为 test.sh,并 cd 到相应目录。
      chmod +x ./test.sh  #使脚本具有执行权限
      ./test.sh  #执行脚本
      

      注意:一定要写成 ./test.sh,而不是 test.sh,运行其它二进制的程序也一样,直接写 test.sh, linux 系统会去 PATH 里寻找有没有叫 test.sh 的,而只有 /bin, /sbin, /usr/bin,/usr/sbin 等在 PATH 里, 你的当前目录通常不在 PATH 里,所以写成 test.sh 是会找不到命令的,要用 ./test.sh 告诉系统说,就在当前目录找。

    2. 作为解释器参数,这种运行方式是,直接运行解释器,其参数就是 shell 脚本的文件名,这种方式运行的脚本, 不需要在第一行指定解释器信息,写了也没用。
      /bin/sh test.sh
      

数据类型

字符串

字符串是shell编程中最常用最有用的数据类型,字符串可以用单引号,也可以用双引号,也可以不用引号。

单引号

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。

双引号

w="world"
str="Hello, \"$w\"! \n"
echo -e $str

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

拼接字符串

your_name="f"
# 使用双引号拼接
greeting="hello, "$your_name" !"
greeting_1="hello, ${your_name} !"
echo $greeting  $greeting_1

# 使用单引号拼接
greeting_2='hello, '$your_name' !'
greeting_3='hello, ${your_name} !'
echo $greeting_2  $greeting_3

获取字符串长度

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

变量为数组时,${#string} 等价于 ${#string[0]}。

提取字符串

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

查找字符串

查找字符 i 或 o 的位置(哪个字母先出现就计算哪个):

string="abc 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 ‘。

数组

bash支持一维数组(不支持多维数组),并且没有限定数组的大小。

定义数组

用括号来表示数组,数组元素用”空格”符号分割开。定义数组的一般形式为:

数组名=(值1 值2 ... 值n)

读取数组

读取数组元素值的一般格式是:

${数组名[下标]}

使用 @ 符号可以获取数组中的所有元素:

echo ${array_name[@]}

获取数组长度

获取数组长度的方法与获取字符串长度的方法相同,如下:

# 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]}

变量

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。

设置变量

定义变量时,变量名不加美元符号($,PHP语言中变量需要),如:

a="123"

注意,变量名和等号之间不能有空格,这可能和你熟悉的所有编程语言都不一样。同时,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)。

只读变量

使用 readonly 命令可以将变量定义为只读变量,只读变量的值不能被改变, 更改只读变量,结果会报错。

b="123"
readonly b
b="456"

使用变量

使用一个定义过的变量,只要在变量名前面加美元符号即可,如:

echo $a
echo ${a}

变量名外面的花括号是可选的,加不加都行,加花括号是为了帮助解释器识别变量的边界。

删除变量

使用 unset 命令可以删除变量。变量被删除后不能再次使用。unset 命令不能删除只读变量。如下:

unset a

传递参数

可以在执行 Shell 脚本时,向脚本传递参数,脚本内获取参数的格式为:$n。n 代表一个数字,1 为执行脚本的第一个参数, 2 为执行脚本的第二个参数,以此类推……

echo "Shell 传递参数实例!";
echo "执行的文件名:$0";
echo "第一个参数为:$1";
echo "第二个参数为:$2";

几个特殊字符解释:

参数 说明
$# 传递到脚本的参数个数
$* 以一个单字符串显示所有向脚本传递的参数。如”$*“用「”」括起来的情况、以”$1 $2 … $n”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
$@ 与$*相同,但是使用时加引号,并在引号中返回每个参数。如”$@”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。

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 ‘):

#!/bin/bash

val=`expr 2 + 2`
echo "两数之和为 : $val"

算数运算符

| 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 | [ $a == $b ] 返回 false。 | | != | 不相等 | [ $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。

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

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

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

字符串运算符

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。

文件测试运算符

| 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。

命令

echo

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:

echo string
  1. 显示普通字符串
    echo "It is a test"
    
  2. 显示转义字符
    echo "\"It is a test\""
    
  3. 显示变量
    echo "$name It is a test"
    
  4. 显示换行
    echo -e "OK! \n" # -e 开启转义
    
  5. 显示不换行
    echo -e "OK! \c" # -e 开启转义 \c 不换行
    
  6. 显示结果定向至文件
    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)
    echo '$name\"'
    
  8. 显示命令执行结果
    echo `date`
    

    注意: 这里使用的是反引号 `, 而不是单引号 ‘。

printf

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 命令的语法:

printf  format-string  [arguments...]

%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。

转义序列 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

test

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 |

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

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 |

num1="a"
num2="b"
if test $num1 = $num2
then
    echo '两个字符串相等!'
else
    echo '两个字符串不相等!'
fi

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 |

cd /bin
if test -e ./bash
then
    echo '文件已存在!'
else
    echo '文件不存在!'
fi

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。

注释

  • 单行注释 以 # 开头的行就是注释,会被解释器忽略。
    # ......
    
  • 多行注释 多行注释还可以使用以下格式:
    :<<EOF
    注释内容...
    注释内容...
    注释内容...
    EOF
    

流程控制

if…else-if…else…

if 语句语法格式:

if condition1
then
    command1
elif condition2 
then 
    command2
else
    commandN
fi

示例:

a=10
b=20
if (( $a == $b ))
then
   echo "a 等于 b"
elif (( $a > $b ))
then
   echo "a 大于 b"
elif (( $a < $b ))
then
   echo "a 小于 b"
else
   echo "没有符合的条件"
fi

for循环

for循环一般格式为:

for var in item1 item2 ... itemN
do
    command1
    command2
    ...
    commandN
done

示例:

for loop in 1 2 3 4 5
do
    echo "The value is: $loop"
done

while循环

while 循环语法格式为:

while condition
do
    command
done

示例:

#!/bin/bash
int=1
while(( $int<=5 ))
do
    echo $int
    let "int++"
done

无限循环

无限循环语法格式:

while :
do
    command
done

while true
do
    command
done

for (( ; ; ))

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 condition
do
    command
done

case…esac…

case … esac 为多选择语句,与其他语言中的 switch … case 语句类似,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。

可以用 case 语句匹配一个值与一个模式,如果匹配成功,执行相匹配的命令。

case … esac 语法格式如下:

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

case 工作方式如上所示,取值后面必须为单词 in,每一模式必须以右括号结束。取值可以为变量或常数,匹配发现取值符合某一模式后, 其间所有命令开始执行直至 ;;。

取值将检测匹配的每一个模式。一旦模式匹配,则执行完匹配模式相应命令后不再继续其他模式。如果无一匹配模式, 使用星号 * 捕获该值,再执行后面的命令。

echo '输入 1 到 4 之间的数字:'
echo '你输入的数字为:'
read aNum
case $aNum in
    1)  echo '你选择了 1'
    ;;
    2)  echo '你选择了 2'
    ;;
    3)  echo '你选择了 3'
    ;;
    4)  echo '你选择了 4'
    ;;
    *)  echo '你没有输入 1 到 4 之间的数字'
    ;;
esac

跳出循环

break

break 命令允许跳出所有循环(终止执行后面的所有循环)。

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。

函数

定义函数

shell中函数的定义格式如下:

[ function ] funname [()]

{

    action;

    [return int;]

}

说明:

  • 可以带function fun() 定义,也可以直接fun() 定义,不带任何参数。
  • 参数返回,可以显示加:return 返回,如果不加,将以最后一条命令运行结果,作为返回值。 return后跟数值n(0-255)

示例:

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-----"

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

在函数体内部,通过 $n 的形式来获取参数的值,例如,$1表示第一个参数,$2表示第二个参数…

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

另外,还有几个特殊字符用来处理参数:

特殊字符 说明
$# 传递到脚本或函数的参数个数
$* 以一个单字符串显示所有向脚本传递的参数
$$ 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
$@ 与$*相同,但是使用时加引号,并在引号中返回每个参数。
$- 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。

输入/输出重定向

输出重定向

大多数 UNIX 系统命令从你的终端接受输入并将所产生的输出发送回到您的终端。一个命令通常从一个叫标准输入的地方读取输入, 默认情况下,这恰好是你的终端。同样,一个命令通常将其输出写入到标准输出,默认情况下,这也是你的终端。

重定向命令列表如下:

| 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)。

输入重定向

和输出重定向一样,Unix 命令也可以从文件获取输入,语法为:

command1 < file1

重定向深入理解

一般情况下,每个 Unix/Linux 命令运行时都会打开三个文件:

  • 标准输入文件(stdin):stdin的文件描述符为0,Unix程序默认从stdin读取数据。
  • 标准输出文件(stdout):stdout 的文件描述符为1,Unix程序默认向stdout输出数据。
  • 标准错误文件(stderr):stderr的文件描述符为2,Unix程序会向stderr流中写入错误信息。

Here Document

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

command << delimiter
    document
delimiter

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。

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。

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。 Shell 文件包含的语法格式如下:

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

注:被包含的文件 test1.sh 不需要可执行权限。