# Shell ## 1. Hello World ### 1.1. 基本结构 创建 `helloWorld.sh` 文件，写入如下内容： ```bash #!/bin/bash echo "hello world" ``` 其中 `#!` 告诉系统其后路径所指定的程序是解释此脚本文件的 Shell 程序，常见的 Shell 程序有以下几类（可通过命令 `cat /etc/shells` 查看）： - Bourne Shell（`/usr/bin/sh` 或 `/bin/sh`） - Bourne Again Shell（`/bin/bash`） - C Shell（`/usr/bin/csh`） - K Shell（`/usr/bin/ksh`） - Shell for Root（`/sbin/sh`） - …… 其中 **Bash** 在日常工作中被广泛使用，同时也是大多数 Linux 系统默认的 Shell。 执行该 `sh` 脚本 ```bash # 增加可执行权限 chmod u+x helloWorld.sh # 运行脚本 ./helloWorld.sh 或 sh hellowWorld.sh ``` ### 1.2. 注释 单行注释 - 以 `#` 开头的行是注释 多行注释 - 方式一：用一对 `{}` 括起来，定义成一个函数，没有地方调用即达到注释的效果。 - 方式二： ```bash :< `llo shell` | | `${变量##匹配规则}` | 从头开始匹配，最长删除 | `${var##*e}` => `ll` | | `${变量%匹配规则}` | 从尾开始匹配，最短删除 | `${var%e*}` => `Hello sh` | | `${变量%%匹配规则}` | 从尾开始匹配，最长删除 | `${var%%e*}` => `H` | | `${变量/旧字符串/新字符串}` | 只替换匹配到的第一个 | `${var/e/*}` => `H*llo shell` | | `${变量//旧字符串/新字符串}` | 全部替换 | `${var//e/*}` => `H*llo sh*ll` | - 有类型变量 Shell 中变量默认都是**字符串**，除非使用以下方式声明。 | `declare` 或 `typeset` 参数 | 说明 | | --------------------------- | ---------------------------- | | `-r` | 只读 | | `-i` | 整数 | | `-a` | 数组 | | `-f` | 在脚本中显示定义的函数和内容 | | `-F` | 在脚本中显示定义的函数 | | `-X` | 将变量声明为环境变量 | 示例： ```bash declare -r var1="hello shell type" var1="hello lalala" ``` ### 2.2. 字符串 - 值用双引号 `""` 或单引号 `''` 表示 - 单引号单限制： - 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； - 双引号的优点： - 双引号里可以有变量； - 双引号里可以出现转义字符； - 其它 ```bash # 字符串拼接 name="xiaoming" var2="hello, "$name # 输出 hello, xiaoming # 获取字符串长度 string="abcd" echo ${#string} # 输出 4 echo `expr length "$string"` # 输出 4 # 提取子字符串 msg="zhangsan is a good man" echo ${msg:1:4} # 输出 hang echo ${msg: -3} # 输出 man ``` ### 2.3. 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。 - 数组元素的下标由 `0` 开始，获取数组元素要用到下标。 - 定义： ```bash array1=(value0 value1 value2 value3) ``` 或 ```bash array2[0]=value0 array2[1]=value1 array2[2]=value2 ``` - 读取 ```bash # 获取第 1 个元素 echo ${array2}; # 输出 value0 echo ${array2-}; echo ${array2?} # 获取指定下标的元素 echo ${array2[2]}; # 输出 value2 # 获取数组所有元素 echo ${array2[*]}; # 输出 value0 value1 value2 echo ${array2[@]} ``` - 获取数组元素个数 ```bash echo ${#array2[@]}; # 输出 3 echo ${#array2[*]}; ``` - 取得数组中指定下标元素的字符长度 ```bash echo ${#array2[2]}; ``` ### 2.4. 传递参数 在执行 Shell 脚本时，可以向脚本传递参数，脚本内获取参数的格式为 `$n`。其中，`n` 指传递给脚本的第 `n` 个参数。 如下脚本文件 `demo.sh`： ```bash #!/bin/bash echo "执行的文件名：$0"; echo "第一个参数为：$1"; echo "第二个参数为：$2"; echo "第三个参数为：$3"; ``` 执行该文件，并传递参数，结果如下： ```bash ./demo3.sh param1 param2 param3 执行的文件名：./demo3.sh 第一个参数为：param1 第二个参数为：param2 第三个参数为：param3 ``` 其中，`$0` 是一个特殊变量，代表当前脚本文件名，还有几个类似的变量如下： | 变量 | 说明 | | ---- | ------------------------------------------------------------------------------- | | `$#` | 传递给脚本的参数个数 | | `$*` | 以字符串的形式，显示所有向脚本传递的参数，如 `"$1 $2 ... $n"` | | `$@` | 与 `$*` 类似，但是使用引号把每个参数包裹起来，用于遍历，如 `"$1" "$2" ... "$n"` | | `$?` | 最后一个执行的命令的退出状态：`0` 表示正常；`1` 或其它任何值表示有错误 | | `$$` | 脚本运行的当前进程 `ID` 号 | | `$!` | 最后一个后台命令的进程号 | ## 3. 运算符 ### 3.1. 算数运算符 > 原生 bash 不支持数学运算，但是可以通过其他命令来实现，例如 `awk` 和 `expr`，其中 `expr` 最常用。 假定有两个变量：`a=10`、`b=20` | 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` | | `==` | 用于比较两个数字是否相同 | `[ $a == $b ]` 返回 `false` | | `!=` | 用于比较两个数字是否不相同 | `[ $a != $b ]` 返回 `true` | **注意**： - 表达式和运算符之间要有空格，如 `2+2` 是错误的，必须写成 `2 + 2`; - 完整的表达式要被反引号 ` `` ` 包裹起来； ### 3.2. 关系运算符 > 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。 假定有两个变量：`a=10`、`b=20` | 运算符 | 说明 | 举例 | | ------ | ------------------------------ | ---------------------------- | | `-eq` | 检测两个数是否相等 | `[ $a -eq $b ]` 返回 `false` | | `-ne` | 检测两个数是否不相等 | `[ $a -ne $b ]` 返回 `true` | | `-gt` | 检测左边的数是否大于右边的 | `[ $a -gt $b ]` 返回 `false` | | `-lt` | 检测左边的数是否小于右边的 | `[ $a -lt $b ]` 返回 `true` | | `-ge` | 检测左边的数是否大于等于右边的 | `[ $a -ge $b ]` 返回 `false` | | `-le` | 检测左边的数是否小于等于右边的 | `[ $a -le $b ]` 返回 `true` | ### 3.3. 布尔操作符 假定有两个变量：`a=10`、`b=20` | 运算符 | 说明 | 举例 | | ------ | ------------------------------------------------------- | ------------------------------------------ | | `!` | 非运算，表达式为 `true` 则返回 `false`，否则返回 `true` | `[ ! false ]` 返回 `true` | | `-o` | 或运算，有一个表达式为 `true` 则返回 `true` | `[ $a -lt 20 -o $b -gt 100 ]` 返回 `true` | | `-a` | 与运算，两个表达式都为 `true` 才返回 `true` | `[ $a -lt 20 -a $b -gt 100 ]` 返回 `false` | ### 3.4. 逻辑运算符 假定有两个变量：`a=10`、`b=20` | 运算符 | 说明 | 举例 | | ------ | ------------ | ---------------------------------------------- | | `&&` | 逻辑的 `AND` | `[[ $a -lt 100 && $b -gt 100 ]]` 返回 `false` | | `\|\|` | 逻辑的 `OR` | `[[ $a -lt 100 \|\| $b -gt 100 ]]` 返回 `true` | ### 3.5. 字符串运算符 假定有两个变量：`a="abc"`、`b="efg"` | 运算符 | 说明 | 举例 | | ------ | ---------------------------------- | -------------------------- | | `=` | 检测两个字符串是否相等 | `[ $a = $b ]` 返回 `false` | | `!=` | 检测两个字符串是否不相等 | `[ $a != $b ]` 返回 `true` | | `-z` | 检测字符串长度是否为 `0`（空） | `[ -z $a ]` 返回 `false` | | `-n` | 检测字符串长度是否不为 `0`（非空） | `[ -n "$a" ]` 返回 `true` | | `str` | 检测字符串是否为不为空 | `[ $a ]` 返回 `true` | ### 3.6. 文件测试运算符 | 运算符 | 说明（如果是，则返回 `true`） | 举例 | | ------ | ---------------------------------------------------- | -------------- | | `-b` | 检测文件是否是块设备文件 | `[ -b $file ]` | | `-c` | 检测文件是否是字符设备文件 | `[ -c $file ]` | | `-d` | 检测文件是否是目录 | `[ -d $file ]` | | `-f` | 检测文件是否是普通文件（既不是目录，也不是设备文件） | `[ -f $file ]` | | `-g` | 检测文件是否设置了 `SGID` 位 | `[ -g $file ]` | | `-k` | 检测文件是否设置了粘着位（`Sticky` 位） | `[ -k $file ]` | | `-p` | 检测文件是否是有名管道 | `[ -p $file ]` | | `-u` | 检测文件是否设置了 `SUID` 位 | `[ -u $file ]` | | `-r` | 检测文件是否可读 | `[ -r $file ]` | | `-w` | 检测文件是否可写 | `[ -w $file ]` | | `-x` | 检测文件是否可执行 | `[ -x $file ]` | | `-s` | 检测文件是否为非空（文件大小是否大于 `0`）文件 | `[ -s $file ]` | | `-e` | 检测文件（包括目录）是否存在 | `[ -e $file ]` | ### 3.7. 使用 bc 进行浮点数运算 系统内置，支持 `+`、`-`、`*`、`/`、`^` 指数、`%` 取余，并使用 `scale` 指定小数位数，默认 `0`。 示例： ```bash which bc # 示例 echo "5+4" | bc echo "5-4" | bc echo "5*4" | bc echo "5/4" | bc echo "scale=3;5/4" | bc echo "5%4" | bc echo "5^4" | bc ``` ### 3.8. [ ... ] 与 [[...]] - `[[` 是关键字，许多 Shell 并不支持这种方式。 - 所有的字符都不会被文件扩展或是标记分割，但是会有参数引用和命令替换； - 更能防止脚本里的许多逻辑错误，比如说 `&&`, `||`, `<` 和 `>` 操作符能在一个 `[[ ... ]]` 测试里通过，但在 `[ ... ]` 结构会发生错误。 - 会进行算术扩展。 - `[` 是一条命令，与 `test` 等价，大多数的 Shell 都支持。 - 在其中的表达式应是它的命令行参数，所以串比较操作符 `>` 与 `<` 必须转义，否则就变成 IO 重定向操作符了。 - 不会进行算术扩展。 ## 4. 流程控制 ### 4.1. if 语句 大多使用**关系运算符**检查关系 ```bash # 语法格式 if condition1 then command1 ... elif condition2 then command2 else commandN fi ``` ### 4.2. case 语句 ```bash # 语法格式 case 值 in 模式1) command1 command2 ... commandN ;; 模式2） command1 command2 ... commandN ;; *) commandDefault ;; esac ``` ### 4.3. while 语句 用于不断执行一系列命令，也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： ```bash # 语法格式 while condition do command done ``` 如果想持续地观察某个命令的输出结果，可以运行下面的命令，你可以将 `date` 换成自己的程序： ```bash while true; do date; sleep 1; done ``` ### 4.4. until 循环 执行一系列命令直至条件为 `true` 时停止，它与 `while` 循环在处理方式上刚好相反。 ```bash # 语法格式 until condition do command done ``` ### 4.5. for 循环 ```bash # 语法格式 for var in item1 item2 ... itemN do command1 command2 ... commandN done ``` ### 4.6. 无限循环 ```bash # 语法1 while : do command done # 语法2 while true do command done # 语法3 for (( ; ; )) ``` ### 4.7. 退出循环 - `break` 跳出整个循环，执行循环体后面的代码，支持 `break n` 退出多层嵌套循环 - `continue` 结束当前循环，同样支持 `continue n` 退出多层 ## 5. 输入、输出重定向 ### 5.1. 命令列表 | 命令 | 说明 | | ----------------- | ---------------------------------------------------- | | `command > file` | 将输出结果重定向到 `file` | | `command < file` | 将输入重定向到 `file` | | `command >> file` | 将输出以追加的方式重定向到 `file` | | `n > file` | 将文件描述符为 `n` 的文件重定向到 `file` | | `n >> file` | 将文件描述符为 `n` 的文件以追加的方式重定向到 `file` | | `n >& m` | 将输出文件 `m` 和 `n` 合并 | | `n <& m` | 将输入文件 `m` 和 `n` 合并 | | `<< tag` | 将开始标记 `tag` 和结束标记 `tag` 之间的内容作为输入 | 关于文件描述符： - `0` 通常是标准输入（`STDIN`），Unix 程序默认从 `stdin` 读取数据。 - `1` 标准输出（`STDOUT`），Unix 程序默认向 `stdout` 输出数据。 - `2` 标准错误输出（`STDERR`），Unix 程序会向 `stderr` 流中写入错误信息。 示例： ```bash # 将 stdout 和 stderr 合并后重定向到 file command > file 2>&1 ``` ```bash # 将 .config 中的内容传给 while，一行一行地打印出来 while read line do echo $line done < .config ``` ### 5.2. `/dev/null` 文件 这是一个特殊的文件，写入到它的内容都会被丢弃；如果尝试从该文件读取内容，也什么也读不到。我们通常将命令的输出重定向到它，起到“禁止输出”的效果。 如： ```bash # 屏蔽 stdout 和 stderr command > /dev/null 2>&1 ``` ### 5.3. Here 文档 ```bash # 将两个 delimiter 之间的内容(document) 作为输入传递给 command。 command << delimiter document delimiter ``` 说明： - 结尾的 `delimiter` 一定要顶格写，前面不能有任何字符，后面也不能有任何字符，包括空格和 `tab` 缩进。 - 开始的 `delimiter` 前后的空格会被忽略掉。 ## 6. 函数 ### 6.1. 基本语法 ```bash [ function ] funcName [()] { command; [return int;] } ``` 说明： - `function` 关键字非必须； - 如果该函数不传入变量，这函数名的后面的括号可以不加； - `return` 函数返回值 - 非必须，默认返回最后一条命令的执行结果； - 它只能返回 `1` ~ `255` 之间的整数，通常只是用来供其它地方获取状态，比如 `0` 成功，`1` 或 非 `0` 失败； - 也可以使用 `echo` 输出一个字符串作为函数的返回值。 - 调用函数仅使用其函数名，如 `funcName`； - **所有函数在使用前必须定义**，即函数调用必须要在函数声明之后。 ### 6.2. 函数参数 ```bash func() { echo "第一个参数为 $1 !" echo "第二个参数为 $2 !" ... echo "第十个参数为 ${10} !" ... } # 调用并传参 func param1 param2 param3 ``` **说明**： - 在函数体内部，通过 `$n` 的形式来获取参数的值，例如：`$1` 表示第一个参数，`$2` 表示第二个参数； - 当 `n >= 10` 时，需要使用 `${n}` 来获取参数。 ## 7. 包含文件（封装函数库） 通常我们将公用的函数抽离到单独文件，以便重复调用，减少冗余代码。 对于一个函数库文件： - 后缀名任意，通常使用 `.lib` 进行标识； - 一般不授予可执行权限； - 不需要跟脚本放在同一级目录，只需在脚本引用时指定； - 通常第一行一般使用 `#!/bin/echo` 输出警告信息，避免用户执行。 示例： ```bash #!/bin/echo # /home/zhyantao/lib/comm_function.lib function add { echo "`expr $1 + $2`" } ``` ```bash #!/bin/bash # /home/zhyantao/test.sh # 引入函数库文件：使用绝对或相对路径 . ./lib/comm_function.lib # 使用文件中的函数 add 1 3 ``` ```bash sh -x test.sh ```