4.Shell脚本修炼手册---变量进阶知识

4. Shell 变量进阶知识

4.1 Shell 中的特殊变量

在 Shell 脚本中，有一些自带的 “特殊变量”，它们不需要我们手动定义，却能帮我们快速获取脚本运行时的关键信息（比如参数、进程状态等）。下面我们逐个认识这些变量，以及它们的具体用法。

4.1.1 位置参数变量：获取脚本的输入参数

当我们运行一个 Shell 脚本时，经常需要给它传递一些参数（比如 bash script.sh 参数1 参数2）。位置参数变量就是用来获取这些参数的工具，常见的有以下几个：

变量	作用说明
$0	获取当前执行的 Shell 脚本的文件名（如果执行时带路径，会包含完整路径）
$n	获取第 n 个参数（n 是数字，比如 $1 是第 1 个参数；n>9 时需用 ${10}）
$#	获取传递给脚本的参数总个数
$*	获取所有参数（不加引号时和 $@ 一样；加引号 "$*" 时，所有参数会被合并成一个字符串）
$@	获取所有参数（不加引号时和 $* 一样；加引号 "$@" 时，每个参数保持独立字符串）

实验：位置参数变量的使用演示 实验流程：创建一个脚本 showargs.sh，在脚本中打印各种位置参数变量，然后传递参数执行脚本，观察输出结果。

步骤 1：创建脚本并添加内容

[bq@shell ~]$ vim showargs.sh
#!/bin/bash
# 打印脚本文件名（$0）
echo "脚本文件名：$0"
# 打印第1个参数（$1）
echo "第1个参数：$1"
# 打印第2个参数（$2）,(到$9前以此类推)
echo "第2个参数：$2"
# 错误示范：n>9 时直接用 $10 会被解析为 $1+0
echo "错误的第10个参数（\$10）：$10"
# 正确示范：n>9 时需用 ${10}
echo "正确的第10个参数（\${10}）：${10}"
# 打印参数总个数（$#）
echo "参数总个数：$#"
# 打印所有参数（不加引号的 $*）
echo "所有参数（\$*）：$*"
# 打印所有参数（不加引号的 $@）
echo "所有参数（\$@）：$@"
# 打印所有参数（加引号的 "$@"，保持参数独立性）
echo "所有参数（\"$@\"）：$@"

步骤 2：执行脚本并传递参数 我们传递 a到z 共 26 个参数（用 {a..z} 快速生成）：

[bq@shell ~]$ bash showargs.sh {a..z}

步骤 3：观察输出并理解含义

脚本文件名：showargs.sh  # $0 输出文件名
第1个参数：a            # $1 输出第1个参数a
第2个参数：b            # $2 输出第2个参数b
错误的第10个参数（$10）：a0  # $10 被解析为 $1（a）+0，所以是a0
正确的第10个参数（${10}）：j  # ${10} 正确获取第10个参数j（a是第1个，j是第10个）
参数总个数：26          # $# 输出参数总数26
所有参数（$*）：a b c d ... z  # 所有参数用空格分隔
所有参数（$@）：a b c d ... z  # 不加引号时和 $* 一致
所有参数（"$@"）：a b c d ... z  # 加引号时保持每个参数独立

实际应用案例：简化命令执行 比如我们可以写一个脚本 ssh_ctl.sh，通过传递参数控制 sshd 服务的启动 / 停止 / 状态：

#!/bin/bash
# 接收第1个参数（$1）作为操作命令（start/stop/status），传递给 systemctl 控制 sshd
systemctl $1 sshd

执行效果：

# 停止 sshd 服务（$1 为 stop）
[bq@shell ~]$ sudo bash ssh_ctl.sh stop
# 查看 sshd 状态（$1 为 status）
[bq@shell ~]$ sudo bash ssh_ctl.sh status
# 启动 sshd 服务（$1 为 start）
[bq@shell ~]$ sudo bash ssh_ctl.sh start

4.1.2 进程状态变量：获取命令执行的状态信息

除了输入参数，我们还经常需要知道 “上一个命令是否执行成功”“当前脚本的进程号” 等信息，这就需要用到进程状态变量。

变量	作用说明
$?	获取上一个命令的执行结果（0 表示成功，非 0 表示失败，最常用）
$$	获取当前脚本 / Shell 的进程号（PID）
$!	获取上一个后台运行进程的 PID
$_	获取上一个命令中最后一个参数

1. $?：判断命令是否执行成功 $? 是最常用的进程状态变量，它的返回值规则是：

• 0：上一个命令执行成功
• 非 0：上一个命令执行失败（具体数值代表不同错误，可通过 man 命令 查看说明）

示例验证：

# 执行成功的命令（ls 查看存在的目录）
[bq@shell ~]$ ls hello  # 假设 hello 是存在的目录
hello
[bq@shell ~]$ echo $?   # 输出 0，代表成功
0# 执行失败的命令（ls 查看无权限的目录）
[bq@shell ~]$ ls /root  # 普通用户无权限访问 /root
ls: 无法打开目录/root: 权限不够
[bq@shell ~]$ echo $?   # 输出 2，代表失败（通过 man ls 可知 2 是“严重错误”）
2

通过 man ls 可以查看 ls 命令的退出码含义：

Exit status:0  表示成功1  表示轻微问题（如无法访问子目录）2  表示严重问题（如无法访问命令行参数指定的路径）

**2. `

(：获取当前进程的 PID**\ )

` 会返回当前 Shell 或脚本的进程号，可用于杀死当前进程（不常用，了解即可）。

示例验证：

# 查看当前 Shell 的 PID
[bq@shell ~]$ echo $$
2447  # 假设当前 Shell 的 PID 是 2447# 用 kill -9 强制终止当前进程（会断开连接）
[bq@shell ~]$ kill -9 $$
Connection closed by foreign host.  # 进程被杀死，连接断开

3. $!：获取后台进程的 PID 当我们用 & 让命令在后台运行时，$! 可以获取它的 PID，方便后续管理（如杀死后台进程）。

示例验证：

# 让 md5sum 在后台计算 /dev/zero（一个无限输出的设备）
[bq@shell ~]$ md5sum /dev/zero &
[1] 2611  # 后台进程的 PID 是 2611# 用 $! 获取后台进程的 PID
[bq@shell ~]$ echo $!
2611  # 输出刚才的 PID# 查看该 PID 对应的进程
[bq@shell ~]$ ps o pid,%cpu,%mem,command $!PID %CPU %MEM COMMAND2611 99.1  0.0 md5sum /dev/zero  # 确实是后台运行的 md5sum# 用 $! 杀死后台进程
[bq@shell ~]$ kill $!
[1]+  Terminated              md5sum /dev/zero  # 进程被终止

4. $_：获取上一个命令的最后一个参数 $_ 会保存上一个命令中最后一个参数，方便快速复用。

示例验证：

# 执行一个包含多个参数的命令
[bq@shell ~]$ ls /etc/hosts /etc/fstab /etc/hostname
/etc/fstab  /etc/hostname  /etc/hosts# 用 $_ 获取最后一个参数（/etc/hostname）
[bq@shell ~]$ cat $_  # 等效于 cat /etc/hostname
bq-shell  # 输出 /etc/hostname 的内容# 验证结果
[bq@shell ~]$ cat /etc/hostname
bq-shell  # 和上面的输出一致

4.2 Shell 内置命令

Shell 自带了一些 “内置命令”（无法在目录中找到，由 Shell 直接提供），它们用于完成一些基础操作（如输出内容、读取输入、处理参数等）。下面介绍个人学习中常用的几个命令。

4.2.1 echo：输出内容到终端*

echo 是最常用的内置命令，用于在终端打印文本，支持通过选项控制输出格式。

选项	作用说明
-n	输出内容后不自动换行
-e	解析字符串中的转义字符（如下表）

常用转义字符（需配合 -e 使用）：

转义字符	作用说明
\n	换行
\t	制表符（Tab 键）
\b	退格（删除前一个字符）

示例验证：

# 1. -n 选项：不换行输出
[bq@shell ~]$ echo -n "bq "; echo "laowang"  # 第一个 echo 不换行，第二个 echo 换行
bq laowang  # 结果在同一行# 2. -e 解析 \n（换行）
[bq@shell ~]$ echo -e "bq\nlaowang"  # \n 表示换行
bq
laowang  # 分两行输出# 3. -e 解析 \t（制表符）
[bq@shell ~]$ echo -e "bq\tlaowang"  # \t 表示 Tab 缩进
bq	laowang  # 中间有一个 Tab 空格# 4. -e 解析 \b（退格）
[bq@shell ~]$ echo -e "1\b23"  # \b 删除前面的 "1"
23  # 结果只剩 "23"[bq@shell ~]$ echo -e "123\b"  # \b 后面没有字符，无法删除
123  # 仍输出 "123"[bq@shell ~]$ echo -ne "123\b"; echo "haha"  # -n 不换行，\b 删除 "3"，再输出 "haha"
12haha  # "123" 变成 "12"，加上 "haha" 就是 "12haha"

4.2.2 read：从终端读取输入

read 用于从用户输入中读取内容，并保存到变量中，常用于脚本中获取用户交互信息。

选项	作用说明
-p	显示提示信息（提示用户输入）
-s	输入内容不显示（适用于密码）

示例验证：

# 1. 基本用法：读取输入并打印
[bq@shell ~]$ cat read.sh 
#!/bin/sh
read -p "输入你想要说的话：" str  # -p 显示提示，输入内容保存到 str 变量
echo "你想要说的话是：$str"  # 打印变量内容# 执行脚本
[bq@shell ~]$ bash read.sh 
输入你想要说的话：hello world  # 输入内容
你想要说的话是：hello world  # 输出变量值# 2. -s 选项：隐藏输入（适合密码）
[bq@shell ~]$ read -s -p "请设置用户密码: " password  # -s 隐藏输入
请设置用户密码:  # 输入时不显示内容
[bq@shell ~]$ echo $password  # 验证输入的内容
redhat  # 正确输出输入的密码

4.2.3 exec：替换当前进程执行命令

exec 会用新的命令替换当前 Shell 进程（不创建子进程），新命令执行结束后，当前 Shell 也会终止。它也可以用于重定向输入输出。

示例 1：替换当前进程

# 切换到 root 用户，查看当前 Shell 的 PID
[root@shell ~]# ps $$  # $$ 是当前进程 PIDPID TTY      STAT   TIME COMMAND1741 pts/0    S      0:00 -bash  # 当前 Shell 的 PID 是 1741# 用 exec 执行 sleep 10（替换当前进程）
[root@shell ~]# exec sleep 10  # 当前进程（1741）变成 sleep 进程# 在另一个窗口查看 PID 1741 的进程
[bq@shell ~]$ ps 1741PID TTY      STAT   TIME COMMAND1741 pts/0    S+     0:00 sleep 10  # 确实替换成了 sleep# 10秒后 sleep 结束，当前 Shell 也终止，自动返回普通用户
[bq@shell ~]$ 

示例 2：重定向输入并读取文件 exec < 文件名 可以将脚本的标准输入重定向到文件，配合 read 可读取文件内容：

[bq@shell ~]$ cat exec.sh 
#!/bin/bash# 生成一个包含 1-5 的文件
seq 5 > /tmp/seq.log  # seq 5 输出 1-5，保存到 /tmp/seq.log# 将标准输入重定向到 /tmp/seq.log
exec < /tmp/seq.log  # 后续 read 命令会从这个文件读取内容# 循环读取文件内容并打印
while read line  # read 从标准输入（即文件）读取一行，保存到 line
doecho $line  # 打印读取的内容
done# 执行脚本，输出文件内容
[bq@shell ~]$ bash exec.sh
1
2
3
4
5

4.3 Shell 变量子串：截取和处理变量内容

变量子串是对变量内容进行 “截取、替换、删除” 等操作的语法，类似于字符串处理函数，能帮我们快速处理变量中的内容。

4.3.1 常用变量子串语法

语法格式	作用说明
${parameter}	返回变量 parameter 的内容（最基础的变量引用）
${#parameter}	返回变量内容的长度（按字符计算，速度最快）
${parameter/pattern/string}	用 string 替换变量中第一个匹配 pattern 的子串
${parameter//pattern/string}	用 string 替换变量中所有匹配 pattern 的子串

4.3.2 变量子串实践示例

实验准备：定义一个测试变量 str="abc123abc123"（后续示例均基于此变量）。

[bq@shell ~]$ str="abc123abc123"

1. ${parameter}：引用变量内容 最基础的用法，直接返回变量的值：

[bq@shell ~]$ echo ${str}
abc123abc123  # 输出变量 str 的内容

2. ${#parameter}：获取变量长度 快速计算变量内容的字符个数（比其他方法更高效）：

[bq@shell ~]$ echo ${#str}
12  # "abc123abc123" 共12个字符# 其他计算长度的方法（效率较低，了解即可）
[bq@shell ~]$ echo ${str} | wc -L  # wc -L 统计最长行的长度
12
[bq@shell ~]$ expr length "${str}"  # expr 工具计算长度
12
[bq@shell ~]$ echo "$str" | awk '{ print length($0)}'  # awk 计算长度
12

3. 替换子串：${parameter/pattern/string} 和 ${parameter//pattern/string}

• /：只替换第一个匹配的子串
• //：替换所有匹配的子串

# 只替换第一个 "abc" 为 "def"
[bq@shell ~]$ echo ${str/abc/def}
def123abc123  # 第一个 "abc" 被替换# 替换所有 "abc" 为 "def"
[bq@shell ~]$ echo ${str//abc/def}
def123def123  # 两个 "abc" 都被替换

4.3.3 实验应用案例

案例 1：批量修改文件名中的年份

# 创建一个测试文件
[bq@shell ~]$ touch stu-202212-snap.jpg
[bq@shell ~]$ ls stu-*
stu-202212-snap.jpg  # 原文件名# 用变量子串替换年份（2022→2021）
[bq@shell ~]$ file="stu-202212-snap.jpg"
[bq@shell ~]$ mv $file ${file/2022/2021}  # 替换第一个 2022 为 2021# 查看修改结果
[bq@shell ~]$ ls stu-*
stu-202112-snap.jpg  # 年份已修改

案例 2：删除文件名中的特定字符串

# 创建一个测试文件
[bq@shell ~]$ touch stu-202212-snap.jpg
[bq@shell ~]$ ls stu-*
stu-202212-snap.jpg  # 原文件名# 用变量子串删除 "-snap"
[bq@shell ~]$ file="stu-202212-snap.jpg"
[bq@shell ~]$ mv $file ${file/-snap/}  # 用空字符串替换 "-snap"# 查看修改结果
[bq@shell ~]$ ls stu-*
stu-202212.jpg  # "-snap" 已删除

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