shell脚本（略）

Shell编程从入门到实战：一篇搞定脚本开发核心技能

在Linux系统运维与开发中，Shell脚本是提高效率的“利器”——它能将复杂的命令序列封装成可复用的程序，实现自动化操作。本文基于Shell编程核心知识，从基础概念到实战案例，带你系统掌握Shell脚本开发，适合零基础入门与进阶学习。

一、Shell基础：认识脚本的“灵魂”

1.1 什么是Shell？

Shell是用C语言编写的命令解释器，它作为用户与Linux内核之间的“桥梁”，支持两种核心能力：

• 作为命令语言：直接在终端执行ls、cd等命令，与系统交互；
• 作为程序设计语言：通过编写脚本（.sh文件），实现逻辑控制、循环、函数等复杂功能。

类比理解：Shell类似Windows的cmd.exe，但功能更强大，且是大多数Linux系统的默认交互工具。

1.2 常用Shell解释器

Linux支持多种Shell解释器，可通过cat /etc/shells查看系统已安装的Shell，其中：

• /bin/bash：最常用的Shell，易用且免费，是CentOS、Ubuntu等系统的默认解释器；
• /bin/sh：POSIX标准的Shell，是bash的简化版；
• /sbin/nologin：禁止用户登录的Shell（用于系统账号）。

后续所有案例均基于bash编写，脚本开头需通过#!/bin/bash指定解释器（“#!”是约定标记，告诉系统用哪个程序执行脚本）。

二、快速入门：编写第一个Shell脚本

2.1 脚本编写三步曲

以“打印Hello World”为例，完整流程如下：

步骤1：创建脚本文件

用vi或vim编辑器新建文件（扩展名.sh仅为标识，不影响执行）：

# 1. 创建存放脚本的目录（可选，建议规范管理）
mkdir shelldemo && cd shelldemo# 2. 新建脚本文件
vim hello.sh

步骤2：编写脚本内容

在hello.sh中写入以下代码：

#!/bin/bash  # 指定解释器为bash
echo "Hello World!"  # 向终端输出文本

步骤3：赋予执行权限并运行

Shell脚本默认无执行权限，需通过chmod命令授权，再执行：

# 赋予当前用户执行权限
chmod u+x ./hello.sh# 执行脚本（三种方式）
./hello.sh          # 方式1：当前目录执行（推荐，需权限）
/root/shelldemo/hello.sh  # 方式2：全路径执行（需权限）
sh hello.sh         # 方式3：直接调用解释器（无需权限）

执行结果：终端输出Hello World!，表示第一个脚本运行成功。

2.2 脚本执行常见问题

• 直接输入hello.sh报错？
  Linux会从PATH环境变量指定的目录中找命令，当前目录（.）默认不在PATH中，需用./hello.sh明确路径。
• “权限不够”报错？
  未执行chmod +x授权，或用sh hello.sh绕开权限检查。

三、核心语法：变量与字符串

3.1 变量定义与使用

Shell变量无需声明类型，直接赋值即可，核心规则：

• 格式：变量名=值（等号两边无空格，空格会被解析为命令分隔符）；
• 命名规则：首字符为字母，可含字母、数字、下划线，不能用bash关键字（如if、for）；
• 使用方式：$变量名或${变量名}（花括号用于明确变量边界，推荐加）。

示例：

#!/bin/bash
# 定义变量
your_name="bigdata.com"
age=20# 使用变量
echo $your_name       # 输出：bigdata.com
echo ${age}           # 输出：20
echo "My age is ${age}."  # 边界明确，避免歧义

变量特殊操作

• 重新赋值：直接覆盖原有值，如your_name="hadoop"；
• 只读变量：用readonly标记，赋值后不可修改，如readonly age=20；
• 删除变量：用unset删除普通变量（只读变量不可删），如unset your_name。

3.2 字符串操作

字符串是Shell中最常用的数据类型，支持单引号、双引号、无引号三种形式，差异如下：

引号类型	特点	示例	输出结果
单引号	原样输出，不解析变量和转义符	str='I love $your_name'	I love $your_name
双引号	解析变量和转义符（如\n）	str="I love $your_name"	I love bigdata.com
无引号	解析变量，但不保留空格	str=I love $your_name	报错（空格被解析为参数分隔）

字符串常用操作

• 获取长度：${#字符串}，如${#your_name}（计算"bigdata.com"的长度为11）；
• 提取子串：${字符串:起始索引:长度}（索引从0开始），如${your_name:3:4}（从第4个字符开始，取4个字符，结果为data）；
• 查找子串：用expr index "字符串" 子串（位置从1开始），如expr index "I am good at hadoop" am（输出3，表示“am”从第3个字符开始）。

四、参数传递：脚本接收外部输入

执行脚本时，可通过“脚本名+参数”的方式传递数据，脚本内通过$n获取（n为数字，$1是第一个参数，$0是脚本名）。

4.1 基础参数示例

编写demo1.sh脚本，接收并打印参数：

#!/bin/bash
echo "脚本名：$0"       # 输出脚本文件名
echo "第一个参数：$1"   # 输出第一个参数
echo "第二个参数：$2"   # 输出第二个参数
echo "参数总数：$#"     # 输出参数总数
echo "所有参数（字符串）：$*"  # 所有参数合并为一个字符串

执行脚本并传递参数：

./demo1.sh 100 "hello"

输出结果：

脚本名：./demo1.sh
第一个参数：100
第二个参数：hello
参数总数：2
所有参数（字符串）：100 hello

4.2 特殊参数说明

除了$0、$1、$#，还有几个常用特殊参数：

参数	含义	示例（接上述执行命令）
$*	所有参数合并为一个字符串	"100 hello"
$@	所有参数分开为独立字符串	"100" "hello"
$$	脚本运行的进程ID（PID）	如12345
$?	上一条命令的退出状态（0=成功，非0=失败）	0（表示./demo1.sh执行成功）

$*与$@的区别

• 不加引号时：两者均以$1 $2 ... $n形式输出，无差异；
• 加引号时："$*"合并为一个字符串，"$@"保留每个参数独立性（遍历参数时推荐用"$@"）。

五、流程控制：条件与循环

5.1 if条件判断

Shell的if语句用于“分支选择”，支持单支、双支、多支三种格式，核心是条件表达式（需用[ ]包裹，括号内前后有空格）。

格式1：单支（满足条件执行）

#!/bin/bash
num=10
# 判断num是否为偶数
if [ $((num%2)) -eq 0 ]; thenecho "${num}是偶数"
fi

格式2：双支（二选一执行）

#!/bin/bash
num1=10
num2=20
if [ $num1 -gt $num2 ]; thenecho "${num1} > ${num2}"
elseecho "${num1} < ${num2}"
fi

格式3：多支（多选一执行）

#!/bin/bash
score=$1  # 从外部接收分数参数
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./score.sh 85，输出良好。

常用条件表达式

• 数字比较：-eq（等于）、-ne（不等于）、-gt（大于）、-lt（小于）、-ge（大于等于）、-le（小于等于）；
• 字符串比较：= （等于）、!=（不等于）、-z（空字符串）、-n（非空字符串）；
• 文件判断：-f（普通文件）、-d（目录）、-e（文件存在）、-x（可执行）。

5.2 for循环

for循环用于“重复执行一段代码”，Shell支持两种常用格式：

格式1：数值循环（适合固定次数）

#!/bin/bash
# 计算1-10的累加和
sum=0
for ((i=1; i<=10; i++)); dosum=$((sum + i))  # 算术运算，$((表达式))
done
echo "1-10累加和：${sum}"  # 输出：55

格式2：列表循环（适合遍历集合）

#!/bin/bash
# 遍历数组或列表
fruits=("apple" "banana" "cherry")
for fruit in ${fruits[@]}; do  # @表示所有元素echo "水果：${fruit}"
done# 遍历目录下所有文件（用*通配符）
for file in $(ls /root/shelldemo); doecho "文件：${file}"
done

5.3 while循环

while循环通过“条件是否成立”控制循环，适合“不确定次数”的场景（如等待用户输入）。

格式1：条件循环

#!/bin/bash
# 输入yes/YES停止循环
y=""
while [ "$y" != "yes" -a "$y" != "YES" ]; do  # -a表示逻辑与echo "请输入yes/YES停止循环："read y  # 接收键盘输入
done
echo "循环停止！"

格式2：无限循环（死循环）

用while true实现，需在循环内加退出条件（如exit）：

#!/bin/bash
while true; doecho "请输入字符串："read yif [ "$y" == "yes" ]; thenexit 0  # 退出脚本，终止循环fi
done

5.4 case分支

case用于“多值匹配”，类似其他语言的switch-case，适合固定值判断（如参数匹配）。

示例：根据输入参数执行不同操作

#!/bin/bash
case $1 in"hello")echo "Hello World!";;  # 结束当前分支（类似break）"test")echo "Testing...";;"")echo "请输入参数（如./casedemo.sh hello）";;*)  # 默认分支，匹配所有未命中的值echo "默认操作";;
esac  # case的反向拼写，标记分支结束

执行./casedemo.sh test，输出Testing...；执行./casedemo.sh other，输出默认操作。

六、函数与数组：模块化与数据存储

6.1 Shell函数

函数用于封装重复逻辑，实现代码复用，Shell函数需“先定义，后调用”。

函数定义格式

# 格式1：带function关键字
function 函数名() {函数体代码[return 返回值]  # 可选，返回值为0-255的整数
}# 格式2：简化版（推荐）
函数名() {函数体代码
}

函数调用与参数

• 调用：直接写函数名，如print_hello；
• 参数传递：调用时跟在函数名后（如sum 10 20），函数内用$1、$2获取（同脚本参数）；
• 返回值：用return返回整数，或用echo输出结果（推荐，支持任意类型）。

示例1：无参无返回值函数

#!/bin/bash
# 定义函数
print_hello() {echo "Hello"echo "你好"
}# 调用函数
print_hello

示例2：带参带返回值函数（计算两数之和）

#!/bin/bash
# 定义求和函数
sum() {result=$(( $1 + $2 ))echo $result  # 用echo输出结果（推荐）
}# 调用函数并接收结果
num1=10
num2=20
total=$(sum $num1 $num2)  # $(命令)捕获命令输出
echo "两数之和：${total}"  # 输出：30

6.2 数组操作

Shell仅支持一维数组，用于存储多个值，索引从0开始。

数组定义

# 方式1：直接赋值（元素用空格分隔）
fruits=("apple" "banana" "cherry")# 方式2：索引赋值（支持稀疏赋值）
fruits[0]="apple"
fruits[2]="cherry"  # 索引1可空

数组常用操作

• 获取单个元素：${数组名[索引]}，如${fruits[0]}（输出apple）；
• 获取所有元素：${数组名[*]}或${数组名[@]}（同参数传递的$*与$@）；
• 获取长度：${#数组名[*]}或${#数组名[@]}，如${#fruits[@]}（输出3）；
• 遍历数组：用for循环遍历所有元素，示例：

#!/bin/bash
fruits=("apple" "banana" "cherry")
# 遍历方式1：列表循环
for fruit in ${fruits[@]}; doecho $fruit
done# 遍历方式2：索引循环
len=${#fruits[@]}
for ((i=0; i<len; i++)); doecho ${fruits[$i]}
done

七、实战案例：猜数字游戏

基于前面的语法知识，编写一个互动性脚本——猜数字游戏，规则：

1. 程序随机生成1-100的数字；
2. 用户输入猜测值，程序提示“大了”“小了”或“猜对了”；
3. 直到猜对，提示游戏结束。

完整代码（guess_number.sh）：

#!/bin/bash
# 生成1-100的随机数（RANDOM是系统变量，0-32767）
num=$[RANDOM%100+1]# 无限循环，直到猜对
while true; do# 提示用户输入（-p指定提示语）read -p "计算机生成了1-100的随机数，你猜：" cai# 判断猜测结果if [ $cai -eq $num ]; thenecho "恭喜，猜对了！"exit 0  # 猜对，退出脚本elif [ $cai -gt $num ]; thenecho "不巧，猜大了~"elseecho "不巧，猜小了~"fi
done

执行./guess_number.sh，即可开始游戏，例如：

计算机生成了1-100的随机数，你猜：50
不巧，猜大了~
计算机生成了1-100的随机数，你猜：25
不巧，猜小了~
计算机生成了1-100的随机数，你猜：37
恭喜，猜对了！

八、总结与拓展

本文覆盖了Shell编程的核心知识点：从基础脚本编写，到变量、流程控制、函数、数组，最后通过实战案例巩固应用。掌握这些内容后，可进一步学习：

1. 文件包含：用source 文件名或.加载其他脚本的变量/函数，实现代码复用；
2. 正则表达式：结合grep、sed、awk处理文本数据；
3. 自动化运维：编写脚本实现日志切割、服务启停、定时任务（结合crontab）。

Shell脚本的核心价值是“自动化”——把重复的手动操作写成脚本，让计算机替你干活。多练多写（如批量处理文件、自动化部署），才能真正掌握这门技能。