shell 编程

Linux
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  1. 一、shell 编程概述
  2. 二、开始 shell
    1. 2.1 shell 关键字
      1. 2.1.1 基本关键字
      2. 2.1.1 各种重要符号
    2. 2.2 字符串
      1. 2.2.1 引号
      2. 2.2.2 字符串方法
    3. 2.3 shell 变量类型
      1. 2.3.1 自定义变量
      2. 2.3.2 预定义变量
      3. 2.3.3 环境变量
    4. 2.4 shell 运算符
      1. 2.4.1 算术运算
      2. 2.4.2 逻辑运算符
      3. 2.4.3 布尔运算符
    5. 2.5 条件测试
      1. 2.5.1 文件测试
      2. 2.5.2 数值比较
      3. 2.5.3 字符串比较
    6. 2.6 shell 语句
      1. 2.6.1 if 语句
      2. 2.6.2 case 语句
      3. 2.6.3 for 语句
      4. 2.6.4 while 语句
      5. 2.6.5 until 语句
      6. 2.6.6 break
      7. 2.6.7 continue
    7. 2.7 shell 数组
      1. 2.7.1 数组定义
      2. 2.7.2 读取与赋值
    8. 2.8 shell 函数
      1. 2.8.1 函数定义与调用
      2. 2.8.2 获取函数返回值
      3. 2.8.3 高级收参
    9. 2.9 shell 重定向
      1. 2.9.1 输出重定向
      2. 2.9.2 输入重定向
    10. 2.10 shell 调试

一、shell 编程概述

在 Linux 下有一门脚本语言叫做：Shell 脚本，这个脚本语言可以帮助我们简化很多工作，例如编写自定义命令等，所以还是很有必要学习它的基本用法的。

本质上讲，shell 是 linux 命令集的概称，是属于命令行的人机界面。shell 里语句可以直接是 linux 命令的执行。

一个简单的 hello.sh 脚本像下面这样：

#!/bin/bash                     # 标识该 Shell 脚本由哪个 Shell 解释

echo "Hello World!"             # 打印输出字符 Hello World!

运行 shell 脚本：在 CMD 命令行下，sh hello.sh 即可，也可 ./hello.sh 运行

后台运行：sh hello.sh & ，若退出终端的运行就会挂掉。

后台挂起运行：nohup sh hello.sh &，hohup 的作用是：用于在系统后台不挂断地运行命令，退出终端不会影响程序的运行。

Shell 的编写流程：

  1. 编写 Shell 脚本
  2. 赋予可执行权限(一般可以忽略)
  3. 执行，调试

二、开始 shell

shell 语言是 linux 命令集的概称，shell 可以通过其条件语句和循环语句等，把一系列 Linux 命令结合在一起，形成一个相当于面向过程的程序。

同时，在语法上，shell 语言格式与其他编程需要有相当大的不同。这个做一个简单的总结：

  • 用 # 进行单行注释，也可多行注释，多行注释请百度，一般用的少
  • 用空格分割命令，空格不能随便用
  • 用换行分割语句，分号也可用来分割语句。语句可以是一个命令，也可以是一个关键词。
  • 对缩进没有要求，但是尽可能好看点，便于阅读

2.1 shell 关键字

2.1.1 基本关键字

基本常用的关键字如下：

  1. echo：打印文字到屏幕
  2. exec：执行另一个 Shell 脚本
  3. read：读标准输入
  4. expr：对整数型变量进行算术运算
  5. test：用于测试变量是否相等、 是否为空、文件类型等
  6. exit：退出

看个例子，新建文件 test.sh，写入：

#!/bin/bash 

echo "Hello Shell"       # 打印输出字符串 Hello Shell

# 读入变量（从屏幕输入）
read VAR
echo "VAR is $VAR"     

# 计算变量
expr $VAR - 5       #算术运算，并返回值

# 测试字符串
test "Hello"="HelloWorld"

# 测试整数
test $VAR -eq 10

# 测试目录
test -d ./Android

# 执行其他 Shell 脚本
exec ./othershell.sh

# 退出
exit

$ 符号是对变量取值

2.1.1 各种重要符号

  • $ 变量名：对变量取值

  • ${ 变量名 }：对变量取值，花括号的作用仅仅是精确界定变量名称的范围。

  • $(命令或函数名)：执行命令或函数，并返回执行结果。与反引号 ` 命令或函数名 ` 作用一致

  • 引号：见 2.2.1 章节

  • $[1+2] 与$((2+1))：进行整数运算，注意这里可以没有空格

  • []：判断符号，用于条件测试，见 2.5 章节

  • (())：整型的计算

  • [[]]：双方括号为字符串比较提供高级功能，模式匹配。常见用法见 2.4.2

    [[是 bash 程序语言的关键字。

()与 {} 的区别

相同点：

  • ()和 {} 都是把一串的命令放在括号里面，如果命令在一行，则命令之间用 ; 隔开

不同点：

  • ()只是把一串命令重新开一个子 shell 进行执行，不影响当前 shell 环境；{}对一串命令在当前 shell 执行, 影响当前 shell 环境

  • ()最后一个命令不用分号，{}最后一个命令要用分号

  • ()里的第一个命令和左边括号不必有空格，{}的第一个命令和左括号之间必要要有一个空格

  • ()和 {} 中括号里面的某个命令的重定向只影响改名了，但括号外的重定向则影响到括号里的所有命令

== 与 = 的区别

  • == 可用于判断变量是否相等，= 除了可用于判断变量是否相等外，还可以表示赋值。
  • = 与 == 在 [] 中表示判断 (字符串比较) 时是等价的
  • 在 (()) 中 = 表示赋值， == 表示判断(整数比较)，它们不等价

$()的补充用法

  • ${var:-word}：若 var 为空或未设置，返回默认值但是并不把默认值赋值给该变量，若 var 不为空，则不替换，var 的值不变
  • ${var:=word}：若 var 为空或未设置，把默认值赋值给该变量。若 var 设置了，则不替换，var 的值不变
  • ${var:+word}：若 var 不为空时，返回默认值，并且也不重新赋值

2.2 字符串

shell 就两种数据类型，字符型和数组。数字（整型）也可以看作是一种字符串。

在 Shell 中所有的变量默认都是字符串型。字符串可以用单引号，也可以用双引号，也可以不用引号。

字符串赋值时，变量名和等号之间 不能有空格

取值时，只要在变量名前面加美元符号 $ 即可，也可使用 ${变量名}

2.2.1 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

    name="Jack"
str="my name is $name"

    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

  • 不加引号

    path=/home/qiang/

file=$path/xor.txt

    不加引号特点：

    • 只能是连续字符串，不能有空格
    • 可以有变量
    • 可以出现转义字符

这里补充一个符号：尖角号 `（或叫反引号）

这个符号通常位于键盘 Esc 键的下方。当用尖角号括起来一个 shell 命令时，代表执行这个命令，并将执行的结果返回给赋给的变量。

2.2.2 字符串方法

  • 获取子串长度：${#str}，获取 str 变量的字符串长度

  • 提取子串（切片）：${str:1:4}，从第 2 个字符开始，截取 4 个字符

    ${str:2}，从第 3 个字符开始，截取后面所有字符

    ${str:2:-1}，从左往右第 3 位开始截取，从右往左截取到第一位

  • 查找子串：

    expr index "$str" xy    #查找字符 x 或 y 的位置(哪个字母先出现就计算哪个)

  • 拼接字符串：”hello, “$name” !”，直接写在一块就行。

  • 匹配删除：

    ${str#*chr}：表示删除从左到右第一个遇到的字符 chr 及其左侧的字符
    ${str##*chr}：表示删除从左到右最后一个遇到的字符 chr 及其左侧的字符（贪婪模式）
    ${str%chr* ：表示删除从右向左第一个遇到的字符 chr 及其右侧的字符
    ${str%%chr*} ：表示删除从右到左最后一个遇到的字符 chr 及其右侧的字符（贪婪模式）

2.3 shell 变量类型

Shell 变量分为 3 种：

  1. 用户自定义变量
    • 等号前后不要有空格：NUM=10
    • 一般变量名用大写：M=1
  2. 预定义变量
  3. 环境变量

2.3.1 自定义变量

这种变量 只支持字符串类型，不支持其他字符，浮点等类型，常见有这 3 个前缀：

  • unset：删除变量
  • readonly：标记只读变量
  • export：指定全局变量

一个例子：

#!/bin/bash 

# 定义普通变量
CITY=SHENZHEN              #将字符串 SHENZHEN 赋给变量 CITY 

# 定义全局变量
export NAME=cdeveloper     

# 定义只读变量
readonly AGE=21

# 打印变量的值
echo $CITY
echo $NAME
echo $AGE

# 删除 CITY 变量
unset CITY

2.3.2 预定义变量

预定义变量常用来获取命令行的输入，有下面这些：

  1. $0 ：脚本文件名
  2. $1-9：第 1-9 个命令行参数名
  3. $#：命令行参数个数
  4. $@ ：所有命令行参数
  5. $* ：所有命令行参数
  6. $? ：前一个命令的退出状态，可用于获取函数返回值
  7. $$ ：执行的进程 ID

在运行 shell 脚本的时候，可以外部传参，供脚本内部使用：

sh test.sh param1 parma2 parma3     #运行 test.sh 脚本并传入三个参数 param1 parma2 parma3

这时候这 7 个预定义变量的作用就容易出来了。

一个例子执行sh.test.sh x y z：

#!/bin/bash

echo $0         #输出 test.sh
echo $1         #输出 x
echo $2         #输出 y
echo $3         #输出 z
echo $#         #输出 3
echo $@         #输出 x y z
echo $*         #输出 x y z
echo $?         #输出 0
echo $$         #输出 184715

2.3.3 环境变量

环境变量默认就存在，常用的有下面这几个：

  1. HOME：代表用户主目录
  2. PATH：代表系统环境变量 PATH
  3. TERM：代表当前终端
  4. UID：代表当前用户 ID
  5. PWD：代表当前工作目录，绝对路径

看一个例子：

#!/bin/bash

echo "print env"

echo $HOME    #输出 /home/origin
echo $PATH    #输出 /home/orange/anaconda2/bin: 后面还有很多
echo $TERM    #输出 xterm
echo $PWD     #输出 /home/origin/test
echo $UID     #输出 1674

2.4 shell 运算符

2.4.1 算术运算

shell 的算术运算只支持整型数字运算（包括正负整型），不支持浮点数。在算术运算时，非数字的单字符或字符串都被 shell 当作 0。

由于 Shell 中所有的变量默认都是字符串型，故在运算时，不同于常规运算方法。

常用的四种运算格式（都是计算 m+1）:

  • m=$[m + 1]
  • m=expr $m + 1
  • let m=m+1
  • m=$((m + 1))

另外：还支持自增 ++ 和自减–。

2.4.2 逻辑运算符

2.4.3 布尔运算符

2.5 条件测试

shell 条件测试一共就三种： 文件测试 ， 数值比较 ， 字符串比较

条件测试分为三种用法，但作用是一样的：

  • test 条件表达式
  • [条件表达式] 注意 [ 后要加空格，]前也有空格
  • [[条件表达式]]

推荐使用第二种。

值得注意的是：对于条件测试，其中的条件表达式 condition 为真返回 0，假返回 1。这与其他语言不同！

在 shell 中，命令语句执行完，其退出状态码，0（成功）表示真，非 0（失败）表示假

但是用 if [] 的判断条件 if [ 1]时，任何数字都返回真。

2.5.1 文件测试

用法示例：

[! -d /home/test] && makdir /home/test     #目录不存在就创建

[-d /home/test] || makdir /home/test     #目录存在就不创建

test -d /home/test
echo $?
0                     #在 shell 中，为真的退出状态码为 0，为假时状态码为 1

2.5.2 数值比较

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。

用法示例：

disk_use=`df -Th`|grep '/$'|awk '{print $(NF-1)}'|awk -F "%" '{print $1}'  #磁盘利用率
user=Alice

if [$disk_use -ge 90]; then
   echo "`data +%F-%H` disk: ${disk_use}%"|mail -s "disk war..." $user
fi

数值比较还支持 C 语言风格：如 ((1<10))，((1<=10)) 这种，这里不多做介绍。

2.5.3 字符串比较

字符串变量要使用双引号引起来

用法示例：

[aaa = abb];echo $?            #输出 1   1 为假
["aaa" = "aaa"];echo $?        #输出 0   0 为真

str=asd
str2=abc
["$str" = "$str2"];echo $?     #输出 1

2.6 shell 语句

2.6.1 if 语句

格式：

if 条件测试 1
then
   执行语句 1
elif 条件测试 2
then
   执行语句 2   
else
   执行语句 2
fi

用法示例：

#!/bin/bash 

VAR=10

if [$VAR -eq 10]    #if test $VAR -eq 10
then
    echo "true"
else
    echo "false"
fi

2.6.2 case 语句

格式：

case 变量 in
    值 1)
      执行语句 1
      ;;
    值 2)
      执行语句 2
      ;;
    *)
      执行语句 3
      ;;
esac

2.6.3 for 语句

格式：

for ((i = 1; i <= 3; i++))
do
    echo $i
done

for j in 1 2 3
do
    echo $j
done

for j in {0..100}    #输出 0-100
do
    echo $j
done

2.6.4 while 语句

格式：

while 条件测试       #条件为真，执行
do
    执行语句  
done

2.6.5 until 语句

格式：

until 条件测试       #条件为假，执行
do  
    echo $i
    i=$[$i + 1]
done

2.6.6 break

Shell 中的 break 用法与高级语言相同，都是 跳出循环，来看个例子：

for VAR in 1 2 3
do
    if [$VAR -eq 2]
    then
        break
    fi

    echo $VAR
done

2.6.7 continue

continue 用来 跳过本次循环，进入下一次循环

for VAR in 1 2 3
do
    if [$VAR -eq 2]
    then
        continue    
    fi

    echo $VAR
done

2.7 shell 数组

shell 就两种数据类型，字符型和数组。字符串之前已经介绍了，这里介绍数组。

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。

2.7.1 数组定义

# 第一种
arr=(v1 v2 v3 v4 v5)    #v 可以是字符串或者数字，不必类型相同

#第二种
arr1=(
xxx
yyy
zzz
)

#单独赋值

arr[1]=10

一对括号表示的是数组，数组元素用空格符号分隔开

2.7.2 读取与赋值

  • 读取数组：
    • 读取整个数组：${arr[@]} 或者 ${arr[*]}
    • 按索引读取：${arr[index]}，索引从 0 开始
  • 读取长度：${#arr[@]} 或者 ${#arr[*]}
  • 赋值：arr[1]=100
  • 删除：unset arr[1] 或 unset arr
  • 替换：${a[@或 *] / 查找字符 / 替换字符 } ，该操作不会改变原来的数组内容

一个常用的例子：

caselist=($(ls /home/template_dir | grep -v 'xor'))

for case in ${caselist[*]}
do
  echo $case
done

2.8 shell 函数

shell 函数中，默认均为全局变量，如想用局部变量加local 关键字

2.8.1 函数定义与调用

格式 1：

function fun1(){         #如果写了 function 关键字，（）可以省略

   echo $1       #返回方式 1
   echo $2
   return 0      #返回方式 2

}

#1 直接函数名调用, 并传参
fun1 10 20

#2 间接调用
F=`fun1 100 200`
echo $F

格式 2：

fun2()
{
  echo "fun2 call"  
}

#3 直接函数名调用，不带参数方式
fun2

Shell 函数返回值，常用的两种方式：return、echo。二者是有差别的

  • return：只能用来返回整数值（0-255），一般是用来表示函数执行成功与否的，0 表示成功，其他值表示失败。
  • echo：标准输出返回，可以返回任何类型的数据。

2.8.2 获取函数返回值

  • 函数用 echo 输出返回：直接函数名调用

  • 函数用 return 输出返回：$? 接收，$?要紧跟在函数调用处的后面

先举个例子：

fun2()
{
  echo "fun2 call"
  return 100
}

fun2        # 输出 echo 的内容：  fun2 call

echo $?      #输出 return 的内容：100

echo $?      #输出函数退出码：0

还有 2 种：

  • 函数名当命令执行：`fun2` (尖角号) 或者 $(fun2)
  • 传参输出返回：$(fun2 “/temp”)

再举个例子：

fun3()
{
  echo "fun3 call"
}

echo `fun3`      #输出打印 fun3 call

echo $(fun3)     #输出打印 fun3 call

re=$(fun3) 

echo ${re}       #输出打印 fun3 call

2.8.3 高级收参

$@ 可以接收所有参数，以数组的方式。

function getsum(){
    local sum=0
    for n in $@
    do
         ((sum+=n))
    done
    echo $sum
    return 0
}

total=$(getsum 10 20 55 15)
echo $total

2.9 shell 重定向

2.9.1 输出重定向

命令的结果不再输出到显示器上，而是输出到指定的文件里。

  • 命令输出重定向

格式：

command > file       #覆盖写入到文件
command >> file      #追加写入到文件

用法示例：

echo "hello world!" > data.txt

ls -l >> data.txt
  • cat 输出重定向 ： 用于多行文本写入

用法示例：

cat > file << EOF
export ORACLE_SID=yqpt 
export PATH=\$PATH:\$ORACLE_HOME/bin  
EOF

作用：将两个 EOF 之间的内容输出写到 data.txt 文件里。

  1. EOF 只是一个标识符，也可使用其他字符代替
  2. 多行文本如有 $ 等特殊字符时，须利用转义字符 \

2.9.2 输入重定向

使用文件作为命令的输入。

command < file       #将 file 文件中的内容作为 command 的输入
command << END       #从标准输入（键盘）中读取数据，直到遇见分界符 END 才停止

高级用法（代码输入重定向）示例：

#!/bin/bash
sum=0
while read n; do
    ((sum += n))
done < nums.txt      #输入重定向
echo "sum=$sum"

2.10 shell 调试

检查是否有语法错误：

sh -n script_name.sh

执行并逐步调试 shell 脚本：

sh -x script_name.sh

带有 + 表示的是 Shell 调试器的输出 ， 不带 + 表示我们程序的输出。

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