Shell编程(一)

前言

  Shell脚本编程是Linux系统管理和自动化运维的必备技能。作为连接用户与操作系统内核的桥梁，Shell不仅是一种强大的命令语言，更是一门功能完备的脚本编程语言。本文将全面系统地介绍Shell编程的各个方面，从基础概念到高级应用，帮助您掌握这一实用技能。
  无论您是系统管理员、开发人员还是运维工程师，熟练使用Shell脚本都能显著提高工作效率。让我们开始这段Shell编程的学习之旅吧！

一、 Shell基础介绍

1.1 Shell简介

  Shell是一个用C语言编写的程序，它为用户提供了访问操作系统内核服务的接口。简单来说，Shell就是用户与Linux系统沟通的桥梁。

• Shell类似于DOS下的command和后来的cmd.exe
• 它既是一种命令语言，又是一种程序设计语言
• Shell script是为Shell编写的脚本程序
• Shell编程一般指shell脚本编程，而不是开发shell自身

1.2 Shell解释器

  Linux系统支持多种Shell解释器，常见的有：

• bash：最常用的Shell，也是大多数Linux系统的默认Shell
• sh：Bourne Shell，早期的标准Shell
• csh：C Shell，语法类似C语言
• ksh：Korn Shell，结合了Bourne Shell和C Shell的特性
  可以通过cat /etc/shells命令查看系统中安装的Shell解释器。

2.1 Shell脚本基础

2.1.1 编写第一个Shell脚本

创建一个简单的Shell脚本hello.sh：

#!/bin/bash
echo "Hello World!"

脚本说明：

• #!是一个约定的标记，称为shebang，告诉系统使用哪种Shell解释器
• echo命令用于向窗口输出文本

赋予脚本执行权限：

chmod +x ./hello.sh

2.1.2 执行Shell脚本

执行Shell脚本的几种方式：

1. 直接执行（需要执行权限）：

./hello.sh

2. 作为解释器参数运行（不需要执行权限）：

sh /[path]/hello.sh

3. 使用绝对路径执行：

/path/to/hello.sh

二、Shell变量

2.1 变量定义与使用

Shell变量定义语法：

变量名=值

示例：

your_name="bigdata.com"

变量使用：

echo $your_name
echo ${your_name}  # 花括号可选，用于明确变量边界

变量命名规则：

• 首个字符必须为字母(a-z, A-Z)
• 中间不能有空格，可以使用下划线
• 不能使用标点符号
• 不能使用bash关键字

2.2 变量类型

Shell变量主要分为两类：

1. 局部变量：仅在当前Shell实例中有效

name="hadoop"
echo $name  # 可以正常输出

2. 全局变量（环境变量）：所有程序都能访问

export PATH=$PATH:/your/path

2.3 特殊变量操作

• 只读变量：

readonly name="linux"

• 删除变量：

unset name  # 不能删除只读变量

三、 Shell字符串操作

字符串是Shell编程中最常用的数据类型之一。

3.1 字符串定义

单引号：

skill='linux'
str='I am good at $skill'  # 变量不会被解析

双引号：

skill="linux"
str="I am good at $skill"  # 变量会被解析

3.2 字符串操作

获取字符串长度：

string="abcd"
echo ${#string}  # 输出4

提取子字符串：

string="hello world"
echo ${string:1:4}  # 输出"ello"

查找子字符串位置：

string="hello"
echo `expr index "$string" e`  # 输出2

四、Shell参数传递

执行Shell脚本时可以传递参数，脚本内通过$n获取：

#!/bin/bash
echo "第一个参数为: $1"
echo "第二个参数为: $2"

特殊参数：

• $#：传递到脚本的参数个数
• $*：所有参数作为一个字符串显示
• $@：所有参数作为独立字符串显示
• $$：脚本运行的当前进程ID
• $?：最后命令的退出状态

五、Shell运算符

5.1 算术运算符

使用expr进行算术运算：

val=`expr 2 + 2`
echo $val  # 输出4

其他算术运算方式：

val=$((1 + 2))
val=$[1 + 2]

5.2 关系运算符

数字比较运算符：

• -eq：等于
• -ne：不等于
• -gt：大于
• -lt：小于
• -ge：大于等于
• -le：小于等于
  示例：

if [ $a -eq $b ]
thenecho "a等于b"
fi

5.3 字符串运算符

字符串比较运算符：

• =：字符串相等
• !=：字符串不等
• -z：字符串长度为0
• -n：字符串长度不为0
  示例：

if [ $str1 = $str2 ]
thenecho "两个字符串相同"
fi

5.4 文件测试运算符

文件测试运算符：

• -f：文件存在且是普通文件
• -d：文件存在且是目录
• -r：文件可读
• -w：文件可写
• -x：文件可执行
• -e：文件存在
  示例：

if [ -f "/path/to/file" ]
thenecho "文件存在"
fi

六、 Shell流程控制

6.1 if条件判断

单分支if：

if [ $a -gt $b ]
thenecho "a大于b"
fi

双分支if：

if [ $a -gt $b ]
thenecho "a大于b"
elseecho "a不大于b"
fi

多分支if：

if [ $a -gt $b ]
thenecho "a大于b"
elif [ $a -lt $b ]
thenecho "a小于b"
elseecho "a等于b"
fi

6.2 for循环

数值循环：

for ((i=1; i<=5; i++))
doecho "当前值: $i"
done

列表循环：

for var in 1 2 3
doecho "当前值: $var"
done

6.3 while循环

基本while循环：

count=0
num=1
while ((num<=10))
docount=$[$count+$num]let num++
done

无限循环：

while true
doecho "请输入命令:"read cmdif [ "$cmd" == "exit" ]thenbreakfi
done

6.4 case语句

case语法：

case $变量 in
值1)命令1;;
值2)命令2;;
*)默认命令;;
esac

示例：

echo "输入1-3的数字:"
read num
case $num in
1) echo "你输入了1" ;;
2) echo "你输入了2" ;;
3) echo "你输入了3" ;;
*) echo "输入错误" ;;
esac

七. Shell函数

7.1 函数定义与调用

基本函数：

function print() {echo "hello"echo "你好"
}
# 调用函数
print

7.2 函数参数

带参数的函数：

function sum() {echo "参数1: $1"echo "参数2: $2"return $(($1+$2))
}
sum 10 20
echo "结果: $?"

7.3 函数返回值

函数返回值：

function getMax() {if [ $1 -lt $2 ]thenreturn $2elsereturn $1fi
}
getMax 10 20
echo "最大值: $?"

八、 Shell数组

8.1 数组定义

定义数组：

array_name=(value1 value2 value3)

或通过索引定义：

array_name[0]=value0
array_name[1]=value1

8.2 数组操作

读取数组元素：

echo ${array_name[0]}

获取所有元素：

echo ${array_name[*]}
echo ${array_name[@]}

获取数组长度：

echo ${#array_name[*]}

8.3 数组遍历

for循环遍历：

my_arr=(AA BB CC)
for var in ${my_arr[*]}
doecho $var
done

索引方式遍历：

my_arr_num=${#my_arr[*]}
for ((i=0; i<$my_arr_num; i++))
doecho ${my_arr[$i]}
done

九. 加载其他文件变量

可以在一个Shell脚本中包含其他Shell脚本：

source filename
# 或
. filename

示例：
test1.sh:

#!/bin/bash
my_arr=(AA BB CC)

test2.sh:

#!/bin/bash
source test1.sh
for var in ${my_arr[*]}
doecho $var
done

结语

  通过本文的系统学习，您已经掌握了Shell编程的核心概念和实用技巧。从基础语法到流程控制，从函数使用到数组操作，Shell脚本为Linux系统管理和自动化任务提供了强大的工具。
  记住，Shell编程的精髓在于实践。建议您从简单的脚本开始，逐步尝试更复杂的任务，如系统监控、日志分析、批量处理等。随着经验的积累，您将能够编写出高效、健壮的Shell脚本，大幅提升工作效率。
  Shell编程的世界广阔而精彩，愿您在这条路上不断探索，收获知识与成就！