Shell编程知识整理

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一、Shell介绍

1.1 简介

• Shell是用C语言编写的程序，能让用户访问操作系统内核服务，类似DOS下的command和cmd.exe。
• 它兼具命令语言和程序设计语言的特性，Shell编程通常指编写Shell脚本，而非开发Shell自身。

1.2 Shell解释器

• 进行Shell编程，只需文本编辑器（如vi）和脚本解释器。
• Linux系统中有多种Shell解释器，可通过cat /etc/shells命令查看系统已安装的Shell。
• bash因易用且免费，在日常工作中应用广泛，也是多数Linux系统的默认Shell。

二、快速入门

2.1 编写Shell脚本

1. 创建文件：使用vi编辑器新建脚本文件，通常以.sh为扩展名（扩展名不影响脚本执行），例如vi hello.sh。
2. 脚本格式
   • 首行需指定解释器，格式为#!/bin/bash，告知系统该脚本使用的Shell解释器。
   • 后续编写具体代码，如echo "Hello World !"（echo命令用于向窗口输出文本）。
3. 赋予执行权限：新创建的脚本默认无执行权限，需通过chmod +x ./hello.sh命令赋予可执行权限。

2.2 执行Shell脚本

执行方式	命令示例	说明
当前目录执行	./hello.sh	告知系统在当前目录寻找并执行脚本，需先赋予执行权限
全路径执行	/root/shelldemo/hello.sh	通过完整路径指定脚本位置并执行，需先赋予执行权限
解释器参数执行	sh hello.sh或sh /root/shelldemo/hello.sh	直接运行解释器，将脚本作为参数，无需考虑脚本执行权限

2.3 小结

• 用vi编辑器创建Shell程序文件，推荐以.sh为后缀名。
• 程序基本组成包括变量、数据类型、运算符号、流程控制语句、数组和函数。

三、Shell程序：变量

3.1 语法格式

• 定义格式：变量名=值，等号两边不能有空格。
• 命名规则
  • 首个字符必须为字母（a-z，A-Z）。
  • 中间不能有空格，可使用下划线（_）。
  • 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）。
• 命名惯例：通常为小写字母单词，多个单词间用“_”分隔，如name="bigdata.com"，做到见名知其意。
  

3.2 变量使用

• 调用变量：在变量名前加$，如echo $name；也可加花括号${your_name}，花括号用于帮助解释器识别变量边界，可选。
• 重新定义：已定义的普通变量可重新赋值，如name="bigdata"后可再写name="hadoop"。
• 只读变量：用readonly命令定义，语法为readonly 变量名=值或先定义变量再执行readonly 变量名，只读变量的值不能被修改。
• 删除变量：使用unset 变量名命令，不能删除只读变量。
  
  
  

3.3 变量类型

类型	定义	访问范围
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启动的程序无法访问
全局变量（环境变量）	系统或用户配置	所有程序（包括Shell启动的程序）都能访问，部分程序依赖其正常运行，可通过set命令查看

四、字符串

字符串是Shell编程中常用的数据类型，可使用单引号、双引号或不加引号定义。

4.1 单引号

• 特性：单引号里的任何字符都会原样输出，变量无效；单引号字串中不能出现单独一个的单引号（转义后也不行），但可成对出现用于字符串拼接。
• 示例：
  

4.2 双引号

• 优点：可识别变量，也可出现转义字符。
• 示例：

4.3 获取字符串长度

• 语法：${#字符串}
• 示例：
  
  

4.4 提取子字符串

• 从指定索引截取到最后：${字符串:索引}（索引从0开始）。

• 从指定索引截取指定长度：${字符串:索引:长度}。

• 示例：

• 注意：字符串中的空格也算一个字符。
  

4.5 查找子字符串·`

• 语法：expr index "$字符串" 子字符串（反引号`，位于Esc键下方，不是单引号’），位置从1开始计算。
• 示例：
  

五、Shell程序：参数传递

5.1 参数传递方式

• 执行脚本时传递参数：./shell程序 [空格] 参数1 [空格] 参数2 …。
• 脚本内获取参数：用$n（n为数字），$1表示第一个参数，$2表示第二个参数，以此类推，$0表示当前脚本名称。
• 示例：

5.2 特殊字符

特殊字符	含义
$#	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
$$	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，但使用时加引号，会在引号中返回每个参数
$?	显示最后命令的退出状态，0表示无错误，其他值表示有错误

5.3 $*和$@的区别

• 相同点：都表示传递给脚本的所有参数。
• 不同点
  • 不被""包含时：均以$1 $2… $n的形式组成参数列表。
  • 被""包含时："$*"将所有参数作为一个整体，以"$1 $2 … $n"形式组成整串；"$@"将各个参数分开，以"$1" "$2" … "$n"形式组成参数列表。

六、Shell程序：运算符

Shell支持算术、关系、逻辑、字符串等运算符，原生/bin/bash不支持简单数学运算，需借助expr、(())、$[]等实现。

6.1 算术运算符

实现方式	语法/示例	注意事项
b=expr 2 + 2`（反引号包裹）	运算数和运算符之间要有空格；完整表达式需用`符号包含（非单引号）
(())	((a ++))（自增）、((a=90+1))	可直接进行算术运算，语法简洁
$(( ))	val=$((1+1))	将运算结果赋值给变量
$[]	val=$[1+2]	与$(( ))类似，可直接进行算术运算

6.2 关系运算符

• 特性：仅支持数字，不支持字符串（字符串值为数字时除外）。
  |运算符|含义|示例（a=10，b=20）|
  | ---- | ---- | ---- |
  |-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）|>或<
  |-lt|检测左边的数是否小于右边，是则返回true|[ $a -lt $b ]（返回true）|<
  |-gt|检测左边的数是否大于右边，是则返回true|[ $a -gt $b ]（返回false）|>
  |-le|检测左边的数是否小于或等于右边，是则返回true|[ $a -le $b ]（返回true）|<=
  |-ge|检测左边的数是否大于或等于右边，是则返回true|[ $a -ge $b ]（返回false）|>=

6.3 逻辑运算符

运算符	含义	示例
-a	双方都成立（and），用于if语句	`if [ 1000>100
-o	单方成立（or），用于if语句	[ 1000>100 &&20>40 ]`
&&	并且（and），可直接用echo测试	echo "$[10>5 && 10%2==0]"（输出1，代表true）

6.4 字符串运算符

运算符	含义	示例（a=“abc”，b=“def”）
-n STRING	字符串长度不为零（非空字符串）	[ -n "$a" ]（返回true）
-z STRING	字符串长度为0（空字符串）	[ -z "$a" ]（返回false）
=	判断两个字符串是否一样	[ $a = $b ]（返回false）
!=	判断两个字符串是否不一样	[ $a != $b ]（返回true）

6.5 文件测试运算符

运算符	含义	示例
-f	存在且是普通文件	[ -f /root/hello.sh ]
-d	存在且是目录	[ -d /root/shelldemo ]
-s	文件不为空	[ -s /root/hello.sh ]
-e	文件存在	[ -e /root/hello.sh ]
-r	文件存在并且可读	[ -r /root/hello.sh ]
-w	文件存在并且可写	[ -w /root/hello.sh ]
-x	文件存在并且可执行	[ -x /root/hello.sh ]

七、流程控制

程序默认从上向下逐行执行，流程控制可实现选择执行或重复执行代码，Shell支持if…else、for、while、case等语句。

7.1 if…else

格式1：单支

if [ 条件 ]; then# 条件成立时执行的命令
fi

• 执行机制：判断一次，条件成立则执行命令，失败则无操作。
• 示例：

#!/bin/bash
num1=$1
num2=$2
if [ $num1 -gt $num2 ]; thenecho "$num1 大于 $num2"
fi
# 执行命令：./ifdemo.sh 10 5，输出：10 大于 5

格式2：双支

if [ 条件 ]; then# 条件成立时执行的命令1
else# 条件失败时执行的命令2
fi

• 执行机制：判断一次，条件成立执行命令1，失败执行命令2。
• 示例：

#!/bin/bash
num=10
if [ $((num%2)) == 0 ];thenecho "偶数";
elseecho "奇数";
fi
# 执行命令：sh ifdemo.sh，输出：偶数

格式3：多支

if [ 条件1 ]; then# 条件1成立执行的命令1
elif [ 条件2 ]; then# 条件2成立执行的命令2
...
else# 所有条件都不成立执行的默认命令
fi

• 执行机制：多个判断条件，每个条件对应一个结果；若第一个条件成立，执行对应命令后不再判断后续条件；所有条件均不成立则执行else下的命令。
• 示例：

#!/bin/bash
score=$1
if [ $score -ge 90 ]; thenecho "优秀"
elif [ $score -ge 80 ]; thenecho "良好"
elif [ $score -ge 60 ]; thenecho "及格"
elseecho "不及格"
fi
# 执行命令：./ifdemo.sh 85，输出：良好

7.2 for

循环用于重复性执行代码，需避免死循环，通常包含循环初始值、循环条件、修改循环条件。

方式1：数值处理

for ((循环初始值; 循环条件; 修改循环条件))
do# 循环体代码
done

• 示例1：打印5次Hello World

#!/bin/bash
for ((i=0;i<5;i++))
doecho "$i - Hello World~"
done
# 输出：0 - Hello World~ 、1 - Hello World~ … 4 - Hello World~

• 示例2：求10以内数值的累加和

#!/bin/bash
count=0  # 存储累加结果
for((i=1;i<=10;i++))
docount=$(($count+$i));
done
echo "累加后的值:${count}";  # 输出：累加后的值:55

方式2：遍历数据集

for var in 数据1 数据2 数据3 …
do# 循环体代码（$var依次取数据集里的每个值）
done

• 示例1：遍历动物名称

#!/bin/bash
for animal in cat dog elephant
doecho ${animal}
done
# 输出：cat、dog、elephant

• 示例2：打印指定目录下所有文件名

#!/bin/bash
# 查询/root/shelldemo目录下所有文件名，赋值给filelist变量
filelist=$(ls /root/shelldemo);
# 循环遍历filelist，获取每个文件名
for filename in $filelist
doecho $filename
done
# 输出该目录下所有文件名，如demo1.sh、hello.sh等

7.3 while

方式1：条件判断循环

while [ expression ]
do# 循环体命令# 修改循环条件（避免死循环）
done

• 示例：输入yes/YES停止循环

#!/bin/bash
while [ "$y" != "yes" -a "$y" != "YES" ]
doecho "请输入yes/YES停止循环:"read y  # 接收键盘录入的值
done
echo "循环停止了!";
# 执行后，输入非yes/YES会继续提示，输入yes/YES则停止循环

方式2：数值循环（用(( ))）

初始化变量
while((循环条件))
do# 循环体命令# 修改循环条件（如let 变量++或((变量++))）
done

• let命令：BASH中用于计算的工具，执行表达式，变量计算无需加$，如let no++（自加）、let no--（自减）。
• 示例：计算10以内数值的累加和

#!/bin/bash
count=0  # 记录累加值结果
num=1    # 循环初始值
while((num<=10))
docount=$[$count+$num]let num++  # 修改循环条件
done
echo "10以内数值的累加和:${count}";  # 输出：10以内数值的累加和:55