《Linux基础》09. Shell 编程
阅读原文时间:2023年08月29日阅读:3

@

目录


本文以 CentOS7.6 为例。

1:Shell 简介

Shell 是一个命令行解释器,它为用户提供了一个向 Linux 内核发送请求以便运行程序的界面系统级程序,用户可以用 Shell 来执行命令,它接收应用程序或用户的命令,然后调用操作系统内核执行。

2:Shell 脚本

shell 脚本 本质是一个文件,保存特定格式的指令。

只需使用任意文本编辑器,按照语法编写相应程序,即可在安装 shell 命令解释器的环境下执行。

  • 脚本开头添加以下语句:

    #!/bin/bash

“ #! ” 用来声明脚本由什么 shell 解释,否则使用默认 shell

  • 单个 “ # ” 号代表注释当前行。

    这是注释

  • 多行注释的写法:

    :<<!
    这也是注释
    !

  • 脚本文件一般以 “ .sh ” 为后缀名。

  • 不要轻易加空格。

  • 单引号与双引号的作用略有区别。

  • 使用反引号【`】引用命令,则可以运行里面的命令并把结果返回。

  • 【$】符号的使用,可与反引号【`】效果相同。

执行 shell 脚本有三种方式:

  • 方式一

直接输入脚本的相对路径或绝对路径。(需授予脚本文件可执行权限 “ +x ”)

  • 方式二

shbash 命令加上脚本相对路径或绝对路径。(脚本文件不需要可执行权限)

  • 方式三

.source 命令加上脚本相对路径或绝对路径。(脚本文件不需要可执行权限)

第三种方式不同于前两种,前两种方式运行时会嵌套子shell;第三种方式不会嵌套,就在本环境运行。

嵌套子shell与不嵌套子shell的区别:环境变量的继承关系。如在子shell中设置的当前变量,父shell中是不可见的。

创建一个脚本,输出 “ hello world! ”。

#!/bin/bash

# filename: hello.sh

echo "Hello World!"

3:变量

Linux 中 Shell 变量有系统变量用户自定义变量

除此以外还有位置参数变量预定义变量。在后面会介绍。

系统变量也可以叫做环境变量。一般是指在操作系统中用来指定操作系统运行环境的一些参数。

环境变量有:

$HOME、$PWD、$SHELL、$USER 等等

查看某个系统变量

echo $HOME

显示所有系统变量

set

3.2.1:规则

  • 变量名称可以由字母、数字和下划线组成,但是不能以数字开头。
  • 等号两侧不能有空格。
  • 变量名称一般习惯为大写,这是一个规范,遵守即可。
  • 使用变量时要加上 “ $ ”。

3.2.2:基本语法

定义变量

变量名=值

撤销变量:(即销毁某个变量)

unset 变量名

静态变量声明

readonly 变量名=值

静态变量不能撤销,为只读。

3.2.3:示例

示例脚本如下:

#!/bin/bash

# filename: var.sh

# 定义变量 A
A=100

# 输出变量 A
echo A=$A
echo "A=$A"    # 双引号输出为:A=100
echo 'A=$A'    # 单引号输出为:A=$A

# 撤销变量 A
unset A

echo "A=$A"    # 撤销后输出为:A=

# 声明静态变量 B=2
readonly B=2

echo "B=$B"

# 以当前时间为值赋给变量 A 和 C
A=`date`
C=$(date)

echo "A=$A"
echo "C=$C"

用户可以在 /etc/profile 文件中自定义环境变量,以方便不同的脚本使用同一个变量。

方法,在 /etc/profile 添加以下语句:

# 自定义一个变量
export 变量名=值

保存后在命令行执行以下命令使定义生效:

source /etc/profile

不要轻易修改系统默认环境变量,以免出错。

示例,自定义 TOMCAT_HOME 环境变量,值为 opt/tomcat:

# 使用 vi 编辑器编辑 /etc/profile 文件
vim /etc/profile

# 添加以下语句
export TOMCAT_HOME=opt/tomcat

# 使生效
source /etc/profile

# 查看定义的环境变量
echo $TOMCAT_HOME

4:位置参数变量

如果想在执行 shell 脚本时传入参数,可以在执行脚本时直接在后面跟上数据,以空格分割,使用位置参数变量来接收。

===========================================================================
语法     |    说明
---------------------------------------------------------------------------
$n      |    n 为数字,$0 代表命令本身,$1 ~ $9 代表第一到第九个参数,
        |    十以上的参数需要用大括号包含,如 ${10}
---------------------------------------------------------------------------
$#      |    代表命令行中所有参数的个数。
---------------------------------------------------------------------------
$*      |    代表命令行中所有的参数,$* 把所有的参数看成一个整体。
---------------------------------------------------------------------------
$@      |    代表命令行中所有的参数,$@ 把每个参数区分对待。
===========================================================================

编写以下脚本,并在执行时传参。

#!/bin/bash

# filename: position.sh

echo '$0' = $0
echo '$1' = $1
echo '$2' = $2
echo '$3' = $3
echo '$*' = $*
echo '$@' = $@
echo '$#' = $#

执行以下命令:

bash position.sh 250 hello

结果:

如果要在脚本执行时读取控制台输入,可以使用 read。

5:预定义变量

shell 设计者事先已经定义好的变量,可以直接在 shell 脚本中使用。

===========================================================================
语法     |    说明
---------------------------------------------------------------------------
$$      |    当前进程的进程号(PID)。
---------------------------------------------------------------------------
$!      |    后台运行的最后一个进程的进程号(PID)。
---------------------------------------------------------------------------
$?      |    最后一次执行的命令的返回状态。
        |    如果这个变量的值为 0,说明上一个命令正确执行;
        |    如果这个变量的值不为 0,说明上一个命令执行错误。
===========================================================================

编写以下脚本,该脚本会调用 4.2:示例 中的脚本。

#!/bin/bash

# filename: preVar.sh

echo "当前执行的进程 id = $$"
echo '即$$' = $$

#以后台的方式运行 position.sh 脚本,并获取他的进程号。“ & ” 代表后台运行
bash position.sh 233 &

echo "最后一个后台方式运行的进程 id = $!"
echo '即$!' = $!

echo "执行的结果是:$?"
echo '即$?' = $?

结果:

6:读取标准输入

读取标准输入,即读取控制台输入。可使用 read。

基本语法

read 可选选项 变量

常用选项

参数

说明

-p

指定读取值时的提示字符串。

-t

指定读取值时等待的时间(秒)。

示例:

#!/bin/bash

# filename: preVar.sh

# 案例 1:读取控制台输入一个 NUM1 值
read -p "请输入一个数 NUM1=" NUM1

echo "你输入的 NUM1 = $NUM1" 

# 案例 2:读取控制台输入一个 NUM2 值,在 10 秒内输入。
read -t 10 -p "请输入一个数 NUM2=" NUM2

echo "你输入的 NUM2 = $NUM2"

7:运算符

shell 中提供三种方式进行各种运算操作。

  • 方式一

    $((运算式))

  • 方式二

    $[运算式]

  • 方式三

    expr 运算式

    方式三(expression)使用注意事项:
    运算符间要有空格
    如果希望将 expr 的结果赋给某个变量,使用反引号【`】
    乘法运算为 *

示例脚本:

#!/bin/bash

# filename: operate.sh

#案例1:计算 ( 2 + 3 ) * 4 的值
RES1=$(((2+3)*4))
echo "res1 = $RES1"
echo ''

RES2=$[(2+3)*4]
echo "res2 = $RES2"
echo ''

TEMP=`expr 2 + 3`
RES4=`expr $TEMP \* 4`
echo "temp = $TEMP"
echo "res4 = $RES4"

结果:

8:条件判断

Shell 编程中判断条件真伪。

基本语法

[ 条件 ]

# 注意条件前后要有空格。
# 如果条件不包含判断,只是单纯字符串等,则返回 true
# 条件为空则为 false(此时方括号中也要有空格,否则报错)

数值或字符串之间的判断。注意正确使用空格。

语法

判断说明

-eq

两数比较,相等(equal)

-ne

两数比较,不相等(not equal)

-gt

两数比较,大于(greater than)

-lt

两数比较,小于(less than)

-ge

两数比较,大于等于(greater equal)

-le

两数比较,小于等于(less equal)

=

两字符串比较,相等

!=

两字符串比较,不相等

对文件权限的判断。使用绝对路径或相对路径来标明文件。

语法

判断说明

-r

文件判断,有可读权限(read)

-w

文件判断,有可写权限(write)

-x

文件判断,有可执行权限(execute)

对文件类型的判断。使用绝对路径或相对路径来标明文件。

语法

判断说明

-e

文件存在(existence)

-f

文件存在且是一个常规文件(file)

-d

文件存在且是一个目录(directory)

多重条件判断

语法

判断说明

-a

两个条件同时成立。

-o

两个条件只需成立一个。

命令控制执行

=========================================
语法    |    判断说明
-----------------------------------------
&&     |    左边命令执行成功才会执行右边命令。
-----------------------------------------
||     |    左边命令执行失败才会执行右边命令。
=========================================

该示例中会用到简单的 if 流程控制语句。在之后介绍。

#!/bin/bash

# filename: condition.sh

# 案例 1:"ok" 是否等于 "ok"
if [ "ok" = "ok" ]
then
    echo "等于"
fi

# 案例 2:23 是否大于等于 22
if [ 23 -ge 22 ]
then
    echo "大于等于"
fi

# 案例 3:/root/shcode/ 目录中的 aaa.txt 文件是否存在
if [ -f /root/shcode/aaa.txt ]
then
    echo "存在"
fi

# 案例 4
if [ hello ]
then
    echo "hello world!"
fi

# 案例 5
if [ 23 -ge 22 -a 23 -lt 50 ]
then
    echo "23大于等于22 且 23小于50"
fi

# 案例 6
[ 15 -le 20 ] && echo "15<=20" || echo "15>20"

运行结果:

9:流程控制

流程控制语句主要有:

  • if
  • case
  • for
  • while
  • until
  • break
  • continue

shell 脚本 break 与 continue 的使用与高级编程语言类似,这里就不详细介绍了。

  • 单分支判断

    if [ 条件 ]
    then
    代码
    fi

也可以用以下写法:(【;】表示一行实现2步命令的分割)

if [ 条件 ];then
    代码
fi
  • 多分支判断

    if [ 条件 ]
    then
    代码
    elif [ 条件 ]
    then
    代码
    else
    代码
    fi

elif 语句可随意增减

示例:

#!/bin/bash

# filename: ifDemo.sh

if [ $1 -ge 90 ];then
    echo "秀"
elif [ $1 -ge 80 ];then
    echo "优秀"
elif [ $1 -ge 60 ];then
    echo "加油"
else
    echo "不及格"
fi

语法:

case 变量 in
    值1)
        变量满足值1,执行此程序段
        ;;
    值2)
        变量满足值2,执行此程序段
        ;;
    *)
        都不满足,执行此程序段
        ;;
esac

可随意添加分支。;; 相当于 break 。 *) 相当于 default 。

示例:

#!/bin/bash

# filename: caseDemo.sh

read -p "请输入 yes 或 no:" CHOICE

case $CHOICE in
    y* | Y*)
        echo "输入了 yes"
        ;;
    n* | N*)
        echo "输入了 no"
        ;;
    *)
        echo "输入个啥啊"
        ;;
esac

for 循环有两种使用方式。

9.3.1:语法

  • 方式一

    for (( 初始变量; 循环控制条件; 变量变化 ))
    do
    代码
    done

  • 方式二

    for 变量 in 值1 值2 值3
    do
    代码
    done

9.3.2:示例

#!/bin/bash

# filename: forDemo.sh

# 方式一求 1 到 100 的和
SUM=0

for (( i=0; i<=100; i++ ))
do
    SUM=$[$SUM+$i]
done

echo "sum = $SUM"

# 方式二示例
echo ""

for fruit in apple pear banana
do
    echo "$fruit"
done

# 使用命令行输入参数。(这个例子可看出 $* 与 $@ 的区别)
echo ""

for i in "$*"    # 如果不加引号,其实也可遍历
do
    echo "data = $i"
done

echo "============================="

for i in "$@"
do
    echo "data = $i"
done

执行结果:

bash forDemo.sh 1 2 3 4

当条件成立时进入循环,直到条件不成立时才退出循环。

语法

while [ 条件判断式 ]
do
    代码段
done

示例:

#!/bin/bash

# filename: whileDemo.sh

SUM=0
i=0

while [ $i -le 100 ]
do
    SUM=$[$SUM+$i]
    i=$[$i+1]
done

echo "sum = $SUM"

until 与 while 相反,当条件成立时退出循环。

语法

until [ 条件判断式 ]
do
    代码段
done

10:函数

shell 编程和其它编程语言一样,有系统函数,也可以自定义函数。

函数调用有两种方式:

  • 方式一

    $(函数名 参数1 参数2)

  • 方式二

    函数名 参数1 参数2

10.1.1:介绍

函数定义有两种格式。

# 格式一
函数名() {
    代码段
}

# 格式二
function 函数名() {
    代码段
}

函数规则

  • 调用函数之前必须先定义函数。建议将函数放在代码前面。
  • 函数中接收传入的参数可使用位置参数变量。使用规则相似。
  • 函数返回值,可通过 $? 系统变量获得,也可赋给某个变量。
  • 可以加 return 提前结束并带回返回值,范围 0~255。一般规则如下:
    • return :用最后命令的执行状态决定返回值
    • return 0 :无错误返回
    • return 1 :有错误返回
  • 如果不加 return,将以最后一条命令运行结果作为返回值

10.1.2:示例

#!/bin/bash

# filename: addDemo.sh

function add() {
    S=$[$1+$2]
    echo $S
}

read -p "请输入第一个数:" A
read -p "请输入第二个数:" B

SUM=$(add $A $B)

echo "$A 与 $B 的和为 $SUM"

系统自带的函数。

这里只介绍两个系统函数。

以下两个函数都可在命令行中直接执行并看到结果。

basename()函数

功能:返回完整路径最后 “ / ” 的部分,常用于获取文件名。

参数

  1. pathname:绝对路径
  2. suffix:后缀,如果suffix被指定了,basename会将文件名中的suffix去掉。

示例:

basename /home/aaa/bbb/test.txt

basename /home/aaa/bbb/test.txt .txt

运行结果:

dirname()函数

功能:返回完整路径最后 “ / ” 的前面的部分,常用于获取路径。

参数

  1. dirname:绝对路径

示例:

dirname /home/aaa/bbb/test.txt

运行结果:

11:文件包含

和其他语言一样,shell 脚本也可以引用外部脚本。这样可以很方便的封装一些公用的代码作为一个独立的文件。

语法格式

  • 方式一

    . 文件名

  • 方式二

    source 文件名

两个脚本不在同一目录时,要用绝对路径。

被包含的文件不需要可执行权限。

简单起见,通常用第一种方式。

示例:

inMain.sh 文件:

#!/bin/bash

# filename: inMain.sh

source inTest.sh

read -p "请输入第一个数:" A
read -p "请输入第二个数:" B

SUM=$(my_add $A $B)

echo "$A 与 $B 的和为 $SUM"
echo ''
echo "str = $STR"

inTest.sh 文件:

#!/bin/bash

# filename: inTest.sh

function my_add() {
    S=$[$1+$2]
    echo $S
}

STR="this is inTest.sh"

运行结果:


是非入耳君须忍,半作痴呆半作聋。

——《警世》(明)唐寅