Shell教程基础

Shell教程

Shell 是一个用 C 语言编写的程序，它是用户使用 Linux 的桥梁。Shell 既是一种命令语言，又是一种程序设计语言。

Shell 是指一种应用程序，这个应用程序提供了一个界面，用户通过这个界面访问操作系统内核的服务。

Ken Thompson 的 sh 是第一种 Unix Shell，Windows Explorer 是一个典型的图形界面 Shell。

Shell脚本

Shell 脚本（shell script），是一种为 shell 编写的脚本程序。

业界所说的 shell 通常都是指 shell 脚本，但读者朋友要知道，shell 和 shell script 是两个不同的概念。

由于习惯的原因，简洁起见，本文出现的 "shell编程" 都是指 shell 脚本编程，不是指开发 shell 自身。

Shell 环境

Shell 编程跟 JavaScript、php 编程一样，只要有一个能编写代码的文本编辑器和一个能解释执行的脚本解释器就可以了。

Linux 的 Shell 种类众多，常见的有：

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）
……

第一个shell脚本

打开文本编辑器(可以使用 vi/vim 命令来创建文件)，新建一个文件 test.sh，扩展名为 sh（sh代表shell），扩展名并不影响脚本执行，见名知意就好，如果你用 php 写 shell 脚本，扩展名就用 php 好了。

输入一些代码，第一行一般是这样：

#!/bin/bash
echo "hello world!"

#! 是一个约定的标记，它告诉系统这个脚本需要什么解释器来执行，即使用哪一种 Shell。

echo 命令用于向窗口输出文本。

运行 Shell 脚本有两种方法：

1、作为可执行程序

将上面的代码保存为 test.sh，并 cd 到相应目录：

chmod +x ./test.sh  #使脚本具有执行权限
./test.sh  #执行脚本

注意，一定要写成 ./test.sh，而不是 test.sh，运行其它二进制的程序也一样，直接写 test.sh，linux 系统会去 PATH 里寻找有没有叫 test.sh 的，而只有 /bin, /sbin, /usr/bin，/usr/sbin 等在 PATH 里，你的当前目录通常不在 PATH 里，所以写成 test.sh 是会找不到命令的，要用 ./test.sh 告诉系统说，就在当前目录找。

2、作为解释器参数

这种运行方式是，直接运行解释器，其参数就是 shell 脚本的文件名，如：

/bin/sh test.sh
/bin/php test.php

这种方式运行的脚本，不需要在第一行指定解释器信息，写了也没用。

Shell 变量

在 Shell 编程中，变量是用于存储数据值的名称。

定义变量时，变量名不加美元符号（$，PHP语言中变量需要），如：

your_name="runoob"

注意，变量名和等号之间不能有空格，这可能和你熟悉的所有编程语言都不一样。同时，变量名的命名须遵循如下规则：

只包含字母、数字和下划线： 变量名可以包含字母（大小写敏感）、数字和下划线 _，不能包含其他特殊字符。
不能以数字开头： 变量名不能以数字开头，但可以包含数字。
避免使用 Shell 关键字： 不要使用Shell的关键字（例如 if、then、else、fi、for、while 等）作为变量名，以免引起混淆。
使用大写字母表示常量： 习惯上，常量的变量名通常使用大写字母，例如 PI=3.14。
避免使用特殊符号： 尽量避免在变量名中使用特殊符号，因为它们可能与 Shell 的语法产生冲突。
避免使用空格： 变量名中不应该包含空格，因为空格通常用于分隔命令和参数。

有效的 Shell 变量名示例如下：

RUNOOB="www.runoob.com"
LD_LIBRARY_PATH="/bin/"
_var="123"
var2="abc"

无效的变量命名：

# 避免使用if作为变量名
if="some_value"
# 避免使用 $ 等特殊符号
variable_with_$=42
?var=123
user*name=runoob
# 避免空格
variable with space="value"

等号两侧避免使用空格：

# 正确的赋值
variable_name=value

# 有可能会导致错误
variable_name = value

除了显式地直接赋值，还可以用语句给变量赋值，如：

for file in `ls /etc`
或
for file in $(ls /etc)

以上语句将 /etc 下目录的文件名循环出来。

使用变量

使用一个定义过的变量，只要在变量名前面加美元符号即可，如：

实例

your_name="qinjx"
echo $your_name
echo ${your_name}

变量名外面的花括号是可选的，加不加都行，加花括号是为了帮助解释器识别变量的边界，比如下面这种情况：

for skill in Ada Coffe Action Java; do
    echo "I am good at ${skill}Script"
done

如果不给skill变量加花括号，写成echo "I am good at $skillScript"，解释器就会把$skillScript当成一个变量（其值为空），代码执行结果就不是我们期望的样子了。

推荐给所有变量加上花括号，这是个好的编程习惯。

已定义的变量，可以被重新定义，如:

your_name="tom"
echo $your_name
your_name="alibaba"
echo $your_name

这样写是合法的，但注意，第二次赋值的时候不能写$your_name="alibaba"，使用变量的时候才加美元符（$）。

只读变量

使用 readonly 命令可以将变量定义为只读变量，只读变量的值不能被改变。

下面的例子尝试更改只读变量，结果报错：

#!/bin/bash

myUrl="https://www.google.com"
readonly myUrl
myUrl="https://www.runoob.com"

运行脚本，结果如下：

/bin/sh: NAME: This variable is read only.

删除变量

使用 unset 命令可以删除变量。语法：

unset variable_name

变量被删除后不能再次使用。unset 命令不能删除只读变量。

#!/bin/sh

myUrl="https://www.runoob.com"
unset myUrl
echo $myUrl

以上实例执行将没有任何输出。

变量类型

Shell 支持不同类型的变量，其中一些主要的类型包括：

字符串变量： 在 Shell中，变量通常被视为字符串。

你可以使用单引号 ' 或双引号 " 来定义字符串，例如：

my_string='Hello, World!'

或者

my_string="Hello, World!"

整数变量：在一些Shell中，你可以使用 declare 或 typeset 命令来声明整数变量。

这样的变量只包含整数值，例如：

declare -i my_integer=42

这样的声明告诉 Shell 将 my_integer 视为整数，如果尝试将非整数值赋给它，Shell会尝试将其转换为整数。

数组变量： Shell 也支持数组，允许你在一个变量中存储多个值。

数组可以是整数索引数组或关联数组，以下是一个简单的整数索引数组的例子：

my_array=(1 2 3 4 5)

或者关联数组：

declare -A associative_array
associative_array["name"]="John"
associative_array["age"]=30

环境变量： 这些是由操作系统或用户设置的特殊变量，用于配置 Shell 的行为和影响其执行环境。

例如，PATH 变量包含了操作系统搜索可执行文件的路径：

echo $PATH

特殊变量： 有一些特殊变量在 Shell 中具有特殊含义，例如 $0 表示脚本的名称，$1, $2, 等表示脚本的参数。

$#表示传递给脚本的参数数量，$? 表示上一个命令的退出状态等。

Shell 字符串

字符串是shell编程中最常用最有用的数据类型（除了数字和字符串，也没啥其它类型好用了），字符串可以用单引号，也可以用双引号，也可以不用引号。

单引号

str='this is a string'

单引号字符串的限制：

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；
单引号字符串中不能出现单独一个的单引号（对单引号使用转义符后也不行），但可成对出现，作为字符串拼接使用。

双引号

your_name="runoob"
str="Hello, I know you are \"$your_name\"! \n"
echo -e $str

输出结果为：

Hello, I know you are "runoob"!

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

拼接字符串

your_name="runoob"
# 使用双引号拼接
greeting="hello, "$your_name" !"
greeting_1="hello, ${your_name} !"
echo $greeting  $greeting_1

# 使用单引号拼接
greeting_2='hello, '$your_name' !'
greeting_3='hello, ${your_name} !'
echo $greeting_2  $greeting_3

输出结果为：

hello, runoob ! hello, runoob !
hello, runoob ! hello, ${your_name} !

获取字符串长度

string="abcd"
echo ${#string}   # 输出 4

变量为字符串时，${#string} 等价于 ${#string[0]}:

string="abcd"
echo ${#string[0]}   # 输出 4

提取子字符串

以下实例从字符串第 2 个字符开始截取 4 个字符：

string="runoob is a great site"
echo ${string:1:4} # 输出 unoo

注意：第一个字符的索引值为 0。

查找子字符串

查找字符 i 或 o 的位置(哪个字母先出现就计算哪个)

string="runoob is a great site"
echo `expr index "$string" io`  # 输出 4

注意： 以上脚本中 ` 是反引号，而不是单引号 '，不要看错了哦。

Shell 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。

类似于 C 语言，数组元素的下标由 0 开始编号。获取数组中的元素要利用下标，下标可以是整数或算术表达式，其值应大于或等于 0。

定义数组

在 Shell 中，用括号来表示数组，数组元素用"空格"符号分割开。定义数组的一般形式为：

数组名=(值1 值2 ... 值n)

例如：

array_name=(value0 value1 value2 value3)

或者

array_name=(
value0
value1
value2
value3
)

还可以单独定义数组的各个分量：

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

获取数组的长度

获取数组长度的方法与获取字符串长度的方法相同，例如：

# 取得数组元素的个数
length=${#array_name[@]}
# 或者
length=${#array_name[*]}
# 取得数组单个元素的长度
length=${#array_name[n]}

Shell 注释

以 # 开头的行就是注释，会被解释器忽略。

通过每一行加一个 # 号设置多行注释，像这样：

#--------------------------------------------
# 这是一个注释
# author：菜鸟教程
# site：www.runoob.com
# slogan：学的不仅是技术，更是梦想！
#--------------------------------------------
##### 用户配置区 开始 #####
#
#
# 这里可以添加脚本描述信息
# 
#
##### 用户配置区 结束  #####

如果在开发过程中，遇到大段的代码需要临时注释起来，过一会儿又取消注释，怎么办呢？

每一行加个#符号太费力了，可以把这一段要注释的代码用一对花括号括起来，定义成一个函数，没有地方调用这个函数，这块代码就不会执行，达到了和注释一样的效果。

多行注释

使用 Here 文档

多行注释还可以使用以下格式：

:<<EOF
注释内容...
注释内容...
注释内容...
EOF

以上例子中，: 是一个空命令，用于执行后面的 Here 文档，<<'EOF' 表示开启 Here 文档，COMMENT 是 Here 文档的标识符，在这两个标识符之间的内容都会被视为注释，不会被执行。

EOF 也可以使用其他符号:

: <<'COMMENT'
这是注释的部分。
可以有多行内容。
COMMENT

:<<'
注释内容...
注释内容...
注释内容...
'

:<<!
注释内容...
注释内容...
注释内容...
!

直接使用 : 号

我们也可以使用了冒号 : 命令，并用单引号 ' 将多行内容括起来。由于冒号是一个空命令，这些内容不会被执行。

格式为：: + 空格 + 单引号。

: '
这是注释的部分。
可以有多行内容。
'

Shell 传递参数

我们可以在执行 Shell 脚本时，向脚本传递参数，脚本内获取参数的格式为 $n，n 代表一个数字，1 为执行脚本的第一个参数，2 为执行脚本的第二个参数。

例如可以使用 $1、$2 等来引用传递给脚本的参数，其中 $1 表示第一个参数，$2 表示第二个参数，依此类推。

实例

以下实例我们向脚本传递三个参数，并分别输出，其中 $0 为执行的文件名（包含文件路径）：

#!/bin/bash

echo "Shell 传递参数实例！";
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";

为脚本设置可执行权限，并执行脚本，输出结果如下所示：

$ chmod +x test.sh 
$ ./test.sh 1 2 3
Shell 传递参数实例！
执行的文件名：./test.sh
第一个参数为：1
第二个参数为：2
第三个参数为：3

另外，还有几个特殊字符用来处理参数：

参数处理	说明
$#	传递到脚本的参数个数
$*	以一个单字符串显示所有向脚本传递的参数。如"$*"用「"」括起来的情况、以"$1 $2 … $n"的形式输出所有参数。
$$	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，但是使用时加引号，并在引号中返回每个参数。如"$@"用「"」括起来的情况、以"$1" "$2" … "$n" 的形式输出所有参数。
$-	显示Shell使用的当前选项，与set命令功能相同。
$?	显示最后命令的退出状态。0表示没有错误，其他任何值表明有错误。

#!/bin/bash


echo "Shell 传递参数实例！";
echo "第一个参数为：$1";

echo "参数个数为：$#";
echo "传递的参数作为一个字符串显示：$*";

执行脚本，输出结果如下所示：

$ chmod +x test.sh 
$ ./test.sh 1 2 3
Shell 传递参数实例！
第一个参数为：1
参数个数为：3
传递的参数作为一个字符串显示：1 2 3

$* 与 $@ 区别：

相同点：都是引用所有参数。
不同点：只有在双引号中体现出来。假设在脚本运行时写了三个参数 1、2、3，则 " * " 等价于 "1 2 3"（传递了一个参数），而 "@" 等价于 "1" "2" "3"（传递了三个参数）。

#!/bin/bash


echo "-- \$* 演示 ---"
for i in "$*"; do
    echo $i
done

echo "-- \$@ 演示 ---"
for i in "$@"; do
    echo $i
done

执行脚本，输出结果如下所示：

$ chmod +x test.sh 
$ ./test.sh 1 2 3
-- $* 演示 ---
1 2 3
-- $@ 演示 ---
1
2
3

Shell 数组

数组中可以存放多个值。Bash Shell 只支持一维数组（不支持多维数组），初始化时不需要定义数组大小（与 PHP 类似）。

与大部分编程语言类似，数组元素的下标由 0 开始。

Shell 数组用括号来表示，元素用"空格"符号分割开，语法格式如下：

array_name=(value1 value2 ... valuen)

实例

创建一个简单的数组 my_array：

#!/bin/bash

my_array=(A B "C" D)

我们也可以使用数字下标来定义数组:

array_name[0]=value0
array_name[1]=value1
array_name[2]=value2

读取数组

读取数组元素值的一般格式是：

${array_name[index]}

以下实例通过数字索引读取数组元素：

#!/bin/bash

my_array=(A B "C" D)

echo "第一个元素为: ${my_array[0]}"
echo "第二个元素为: ${my_array[1]}"
echo "第三个元素为: ${my_array[2]}"
echo "第四个元素为: ${my_array[3]}"

执行脚本，输出结果如下所示：

$ chmod +x test.sh 
$ ./test.sh
第一个元素为: A
第二个元素为: B
第三个元素为: C
第四个元素为: D

关联数组

Bash 支持关联数组，可以使用任意的字符串、或者整数作为下标来访问数组元素。

关联数组使用 declare命令来声明，语法格式如下：

declare -A array_name

-A 选项就是用于声明一个关联数组。

关联数组的键是唯一的。

以下实例我们创建一个关联数组 site，并创建不同的键值：

declare -A site=(["google"]="www.google.com" ["baidu"]="www.baidu.com" ["taobao"]="www.taobao.com")

我们也可以先声明一个关联数组，然后再设置

array_name["index"]

键和值

declare -A site
site["google"]="www.google.com"
site["baidu"]="www.baidu.com"
site["taobao"]="www.taobao.com"

也可以在定义的同时赋值：

访问关联数组元素可以使用指定的键，格式如下：

array_name["index"]

以下实例我们通过键来访问关联数组的元素：

declare -A site
site["google"]="www.google.com"
site["baidu"]="www.baidu.com"
site["taobao"]="www.taobao.com"

echo ${site["runoob"]}

执行脚本，输出结果如下所示：

www.baidu.com

获取数组中的所有元素

使用 @ 或 * 可以获取数组中的所有元素，例如：

#!/bin/bash

my_array[0]=A
my_array[1]=B
my_array[2]=C
my_array[3]=D

echo "数组的元素为: ${my_array[*]}"
echo "数组的元素为: ${my_array[@]}"

执行脚本，输出结果如下所示

$ chmod +x test.sh 
$ ./test.sh
数组的元素为: A B C D
数组的元素为: A B C D

获取数组的长度

获取数组长度的方法与获取字符串长度的方法相同，例如：

#!/bin/bash

my_array[0]=A
my_array[1]=B
my_array[2]=C
my_array[3]=D

echo "数组元素个数为: ${#my_array[*]}"
echo "数组元素个数为: ${#my_array[@]}"

执行脚本，输出结果如下所示：

$ chmod +x test.sh 
$ ./test.sh
数组元素个数为: 4
数组元素个数为: 4