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Shell 编程语法基础

Shell 变量

在Shell脚本中,定义变量直接赋值即可,使用变量时需要在变量名前加美元符号$,注意定义变量时变量名和等号之间不能有空格。 变量名的命名必须遵循以下规则:

  • 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)。

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(推荐给所有变量加上花括号,这是一个好的编程习惯),如:

!/bin/bash
my_name="hongghao.zhang"
echo $my_name
echo ${my_name}

程序输出如下:

hongghao.zhang 
hongghao.zhang

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。

删除变量

使用 unset 变量可以删除变量,语法:unset variable_name

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。

Shell 字符串

字符串是shell编程中最常用最有用的数据类型(除了数字和字符串,也没啥其它类型好用了),字符串可以用单引号,也可以用双引号,也可以不用引号。单双引号的区别跟PHP类似。

单引号与双引号字符串

单引号字符串限制:

  • 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。 
    双引号字符串优点:
  • 双引号里可以有变量;
  • 双引号里可以出现转义字符,Shell脚本程序字符型建议都用双引号。

获取字符串长度

string="honggao.zhang"
echo ${#string}  # 输出13

提取子字符串

下面实例从字符串第8个字符开始截取5个字符:\

string="honggao.zhang"
echo ${string:7:5}  # 输出zhang

拼接字符串

实际脚本中,拼接字符串可能有以下场景:灵活应用即可。

your_name="qinjx"
greeting="hello, "$your_name" !"
greeting_1="hello, ${your_name} !"
echo $greeting $greeting_1

Shell 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。类似C语言,数组的元素下标也是从0开始。获取数组中的元素要利用下标,下标可以是整数或算术表达式,其值应大于或等于 0。

定义数组

在 Shell 中,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[下表标]}

使用 @ 符号可以获取数组中的所有元素,例如:

echo ${array_name[@]}

获取数组的长度

获取数组长度的方法与获取字符串长度的方法相同,例如:

# 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]}

Shell 传递参数

命令行执行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为脚本的第一个参数,2为脚本的第二个参数,以此类推。 
特殊字符表示的参数如下:

参数处理说明
$#传递到脚本的参数个数
$$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
$*以一个单字符形式显示所有向脚本传递的参数,” 12 … $n”的形式输出所有参数
$@与相同,但是使用时加引号,并在引号中返回每个参数。如∗相同,但是使用时加引号,并在引号中返回每个参数。如”@”用「”」括起来的情况、以”1″”2″ … “$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。

示例代码如下:

#!/bin/bash
# author:harley
echo "=== \$* 演示 ==="
for i in "$*"; do
    echo $i
done
echo "====\$@ 演示==="
for i in "$@";do
    echo $i
done

执行脚本,bash demo1.sh harley zhang hong,输出结果如下:

=== $* 演示 ===
harley zhang hong
====$@ 演示===
harley
zhang
hong

Shell 基本运算符

Shell支持多种运算符,如下(更多资料,参考这里):

  • 算法运算符
  • 关系运算符
  • 布尔运算符
  • 字符串运算符
  • 文件测试运算符

字符串判断相等用=,数值判断相等用==
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。用法如下:

#!/bin/bash
val=`expr 3 + 6`
echo "两数之和为:" ${val}  # 两数之和为:9

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。
  • 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 ]。
  • 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。
  • bash 不支持浮点运算,如果需要进行浮点运算,需要借助bc,awk 处理。

算术运算符

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 将把变量 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

关系运算符

Shell的关系运算符和C/C++/Python不一样,它们的大于用>表示即可,但是Shell得用关键字表示,下表列出了常用得关系运算符,假定变量a为10,变量b为20:

参数说明举例
-eq等于则为真[ $a -eq $b]返回false
-ne不等于则为真[ $a -ne $b]返回true
-gt大于则为真[ $a -gt $b]返回false
-ge大于等于则为真[ $a -ge $b]返回false
-lt小于则为真[ $a -lt $b]返回true
-le小于等于则为真[ $a -le $b]返回true

这些运算符初学时不必全部记住,编写脚本用到再来查询也可。

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

字符串运算符使用示例代码如下:

#!/bin/bash
a="abc"
b="efg"

if [ $a = $b ]
then
   echo "$a = $b : a 等于 b"
else
   echo "$a = $b: a 不等于 b"
fi
if [ $a != $b ]
then
   echo "$a != $b : a 不等于 b"
else
   echo "$a != $b: a 等于 b"
fi
if [ -z $a ]
then
   echo "-z $a : 字符串长度为 0"
else
   echo "-z $a : 字符串长度不为 0"
fi
if [ -n "$a" ]
then
   echo "-n $a : 字符串长度不为 0"
else
   echo "-n $a : 字符串长度为 0"
fi
if [ $a ]
then
   echo "$a : 字符串不为空"
else
   echo "$a : 字符串为空"
fi

执行脚本,输出结果如下:

abc = efg: a 不等于 b 
abc != efg : a 不等于 b 
-z abc : 字符串长度不为 0 
-n abc : 字符串长度不为 0 
abc : 字符串不为空

Shell echo命令

echo命令用于字符串的输出,echo打印字符串默认换行。

Shell printf 命令

printf命令和echo命令类似,都是用于信息的输出。

  • 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命令语法如下:

printf format-string [arguments...]

参数说明

  • format-string: 为格式控制字符串
  • arguments:为参数列表

示例程序如下:

#!/bin/bash
printf "%-10s %-8s %-4s %12s\n" 姓名 性别 体重kg 学号
printf "%-10s %-8s %-4.2f %12d\n" 郭靖 男 66.1234 2017210675
printf "%-10s %-8s %-4.2f %12d\n" 杨过 男 48.6543 2017210688
printf "%-10s %-8s %-4.2f %12d\n" 郭芙 女 47.9876 2017210889

执行脚本,程序输出如下:

姓名 性别 体重kg 学号 
郭靖 男 66.12 2017210675 
杨过 男 48.65 2017210688 
郭芙 女 47.99 2017210889

格式控制字符串解释:

  • %s %c %d %f都是格式替代符
  • %-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

%d %s %c %f 格式替代符详解:

  • d: Decimal 十进制整数 — 对应位置参数必须是十进制整数,否则报错!
  • s: String 字符串 — 对应位置参数必须是字符串或者字符型,否则报错!
  • c: Char 字符 — 对应位置参数必须是字符串或者字符型,否则报错!
  • f: Float 浮点 — 对应位置参数必须是数字型,否则报错!

printf 的转义序列

序列说明
\a警告字符,通常为ASCII的BEL字符
\f换页
\n换行
\t水平制表符
\r回车

Shell test 命令

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

数值测试

这是关系运算符,只支持数字,不支持字符串,除非字符串的值是数字。

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
关系运算符表

符号含义:

  1. eq (equal的缩写),表示等于为真
  2. ne (not equal的缩写),表示不等于为真
  3. gt (greater than的缩写),表示大于为真
  4. ge (greater&equal的缩写),表示大于等于为真
  5. lt (lower than的缩写),表示小于为真
  6. le (lower&equal的缩写),表示小于等于为真

实例代码如下:

#!/bin/bash
# 关系运算符判断
num1=100
num2=333
if test $num1 -eq $num2
then
    echo "两个数相等"
else
    echo "两个数不相等"
fi
# 算术运算符判断
str1="honggao"
str2="hong.hao"
echo "传递的参数为: $*"
if [ $1 = $2i ]
then
    echo "两个输入字符串相等"
else
    echo "输入的两个字符串不相等"
fi

执行脚本(sh comm_test.sh eere wdwe2),输出如下:

两个数不相等 
传递的参数为: eere wdwe2 
输入的两个字符串 不相等

test 检查文件属性

检查文件属性也是 test 的常见用法,比如检查一个文件类型是不是普通文件,可以使用 -f 选项,检查路径是否是目录可以用 -d 选项:

touch test.sh
filename="test.sh"
# 检查文件
if test -f "$filename";then
    echo "It's a regular file."
fi
# 检查目录
dirname="test_directory"
mkdir $dirname
if test -d "$dirname";then
    echo "It's a directory."
fi

运行脚本,输出如下: 

test 命令是shell编程中非常重要的命令,一定要掌握!下面是其他一些常用的文件检查运算符:

-b file : 文件存在并且是块设备文件。
-c file : 文件存在并且是字符设备文件。
-d file : 文件存在并且是一个目录。
-e file : 文件存在。
-f file : 文件存在并且是一般文件。
-g file : 文件存在并且设置了 setgid 位。
-h file : 文件存在并且是一个链接文件。
-p file : 文件存在并且是一个命名管道(FIFO)。
-r file : 文件存在并且是可读的。
-s file : 文件存在并且有内容。
-u file : 文件存在并且设置了 setuid。
-w file : 文件存在并且是可写的。
-x file : 文件存在并且是可执行的。
-S file : 文件存在并且是一个 socket。

Shell 流程控制

Shell的流程控制不可为空。

if else

if else语法格式:

if condition
then
    command1
    command2
    command3
else
    command
fi

if else-if else

if else-if else语法格式如下:

if condition1
then
    command1
elif condition2
then
    command2
else
    commandN
fi

示例,根据width、height计算BMI指数,代码如下:

echo "pleae input your weight and height"  # 无法支持输入小数
pf=`expr $2 \* $2`
bmi=`expr $1 / $pf`
echo "your bmi is: $bmi"
a=18
b=25
c=28
d=32
if [ $bmi -le $a ]
then
    echo "体重过轻"
elif [ $bmi -le $b ]
then
    echo "体重正常"
elif [ $bmi -le $c ]
then
    echo "体重过重"
elif [ $bmi -le $d ]
then
   echo "体重肥胖"
eli f [ $bmi -gt $d ]
then
    echo "严重肥胖"
fi

执行脚本(sh if_else.sh 64 2),程序输出如下:

pleae input your weight and height 
your bmi is: 16 
体重过轻

for 循环

for循环格式为:

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

while 语句

while循环用于不断执行一系列命令,也可用于从输入文件中读取数据;命令通常为测试条件,其格式为:

while condition
do
     command
done

Shell 函数

shell函数中的定义格式如下:

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

参数说明:

  • 可以带 function fun() 定义,也可以直接fun() 定义,不带任何参数。
  • 执行函数直接使用 funname 即可。

局部变量与全局变量

# !/bin/bash
a="this is a" # 定义全局变量
b="this is b"
function funname() {
    local_c="this is c" # 定义局部变量
    echo $a, $b
    echo $local_c
    return 0 # shell函数返回值是整形,并且在0-257之间
}
echo $d # 打印不会生效,因为d是局部变量
funname # 执行函数funname

执行上诉程序bash fun_test.sh,输出如下:

this is a, this is b 
this is c

递归函数

bash也是支持递归函数的(能够调用自身的函数),示例程序如下:

#!/bin/bash
function name() {
    echo $1
    name hello
    sleep 1
}
name

运行此脚本后不断打印出hello,按ctrl+c结束。

常用命令

ps、grep、awk、sed三剑客

参考资料

菜鸟教程-shell教程
Shell脚本编程30分钟入门

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Shell 变量 在Shell脚本中,定义变量直接赋值即可,使用变量时需要在变量名前加美元符号$,注意定义变量时变量名和等号之间不能有空格。 变量名的命名必须遵循以下规则: 命名…
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2019-07-02