Linux-Shell编程

认识shell

shell 英文 贝壳

shell的作用是

  • 解释执行用户输入的命令或程序等
  • 用户输入一条命令,shell就解释一条,是介于用户输入和内核之间的“翻译官”
  • 键盘输入命令,linux给与响应的方式,称之为交互式

shell就是包裹着系统核心的壳,处于操作系统的最外层,与用户直接对话,把用户的输入解释给操作系统,然后处理操作系统的输出结果,输出到屏幕给与用户看到的结果

我们从登录linux,输入账号密码进入linux交互式界面,所有的操作都是交给shell解释并执行。

执行流程

shell是有不同版本的,bash解释器只是其中一种,还有sh、csh、ksh、zsh等

Bash(Bourne Again SHell)是最常用的默认shell

我们想要获取计算机的数据,不可能每次都编写程序,编译后,再运行,再得到我们想要的,例如你想找到一个文件,可以先写一段C语言的代码,然后调用系统函数,通过gcc编译后,运行程序才能找到文件。。。

因此有大牛开发出了shell解释器,能够让我们方便的使用Linux,例如只要敲下ls -lh这样的字符串,shel解释器就会针对这句话翻译,解释成ls -l -h然后执行,通过终端输出结果,无论是图形化或是命令行界面。 即使我们用的图形化,点点点的动作,区别也只是

  • 命令行操作,shell解释执行后,输出结果到黑屏命令行界面。
  • 图形化操作,shell接受点击动作,输出图案数据

shell脚本

当命令或者程序语句写在文件中,我们执行文件,读取其中的代码,这个程序文件就称之为shell脚本。

在shell脚本里定义多条Linux命令以及循环控制语句,然后将这些Linux命令一次性执行完毕,执行脚本文件的方式称之为非交互式方式

  • windows中存在*.bat批处理脚本
  • Linux中常用*.sh 脚本文件

image-20230616225140565

shell脚本规则

在linux系统中,shell脚本或者称之为(bash shell程序)通常都是vim编辑,由linux命令、bash shell指令、逻辑控制语句和注释信息组成。

shebang

在计算机程序中,shebang指的是出现在文本文件的第一行的前两个字符#!

在unix系统中,程序会分析shebang后面的内容,作为解释器的指令,例如

  • #!/bin/sh 开头的文件,程序在执行的时候会调用/bin/sh ,也就是bash解释器。
  • #!/usr/bin/python开头的文件,代表指定python解释器去执行
  • #!/usr/bin/env 解释器名称,是一种在不同平台上都能正确找到解释器的办法

注意事项:

  • 如果脚本未指定shebang ,脚本执行的时候,默认用当前shell去解释脚本,即 $SHELL
  • 如果shebang 指定了可执行的解释器,如/bin/bash/usr/bin/python ,脚本在执行时,文件名会作为 参数传递给解释器
  • 如果#!指定的解释程序没有可执行权限,则会报错“bad interpreter: Permission denied”。
  • 如果#!指定的解释程序不是一个可执行文件,那么指定的解释程序会被忽略,转而交给当前的SHELL去执行这个脚本。
  • 如果#!指定的解释程序不存在,那么会报错“bad interpreter: No such file or directory"。
  • #!之后的解释程序,需要写其绝对路径(如:#!/bin/bash),它是不会自动到$PATH中寻找解释器的。
  • 如果你使用bash test.sh这样的命令来执行脚本,那么#!这一行将会被忽略掉,解释器当然是用命令 行中显式指定的bash。

执行

一、

将代码保存为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。   通过这种方式运行bash脚本,第一行一定要写对,好让系统查找到正确的解释器。   这里的"系统",其实就是shell这个应用程序(想象一下Windows Explorer),但我故意写成系统,是方便理解,既然这个系统就是指shell,那么一个使用/bin/sh作为解释器的脚本是不是可以省去第一行呢?是的。

二、

当然,也可以直接指定解释器

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

三、

bash < test.sh

Shell 变量

定义变量

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="alvin"

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。

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`
do
done
# or
for file in $(ls /etc)
do
done

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:

your_name="alvin"
echo $your_name
echo ${your_name}

# 使用 readonly 命令可以将变量定义为只读变量
my_name="alvin"
readonly my_name

# 使用 unset 命令可以删除变量。
unset your_name

变量类型

运行shell时,会同时存在三种变量:

  1. 局部变量 局部变量在脚本或命令中定义,仅在当前 Shell 实例中有效,其他 Shell 启动的程序不能访问局部变量。
  2. 环境变量 所有的程序,包括 Shell 启动的程序,都能访问环境变量,有些程序需要环境变量来保证其正常运行。必要的时候Shell 脚本也可以定义环境变量。
  3. Shell 变量 Shell 变量是由 Shell 程序设置的特殊变量。Shell 变量中有一部分是环境变量,有一部分是局部变量,这些变量保证了shell的正常运行

Shell 字符串

str='this is a string'
str2="Hello, I know you are \"$your_name\"! \n"
greeting="hello, "$your_name" !"
greeting_1="hello, ${your_name} !"

# 获取字符串长度
string="abcd"
echo ${#string} #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

# 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
  • 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;
  • 双引号里可以有变量,可以出现转义字符

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。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:

array_name=(value0 value1 value2 value3)
# or
array_name=(
value0
value1
value2
value3
)
# or
array_name[0]=value0
array_name[1]=value1
array_name[n]=valuen

# 读取数组 ${数组名[下标]}
valuen=${array_name[n]}

# 使用 @ 符号可以获取数组中的所有元素
echo ${array_name[@]}

# 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
lengthn=${#array_name[n]}

多行注释

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

# EOF 也可以使用其他符号:
:<<'
注释内容...
注释内容...
注释内容...
'
:<<!
注释内容...
注释内容...
注释内容...
!

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,以此类推

#!/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";
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
$$ 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
$- 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。

默认参数(变量默认值)

if 繁琐方式

if [ ! $1 ]; then
    $1='default'
fi

==-==:变量为 null, 取默认值

${vari-defaultValue}

==:-==:变量为 null 或 空字符串

${vari:-defaultValue}
  • :? 变量为null 或 空字符串时报错并退出 ${name:?yjx}
  • :+ 变量不为空时使用默认值 ${name:+yjx}

Shell 基本运算符

Shell 和其他编程语言一样,支持多种运算符,==原生 bash 不支持简单的数学运算,但是可以通过其他命令来实现==,例如 awk 和 expr,expr 最常用。expr 是一款表达式计算工具,使用它能完成表达式的求值操作。

  • 表达式和运算符之间要有空格,例如 2+2 是不对的,必须写成 2 + 2,这与我们熟悉的大多数编程语言不一样。
  • 完整的表达式要被 `` 包含,注意这个字符不是常用的单引号,在 Esc 键下边。

算术运算符

#!/bin/bash
a=10
b=20

val=`expr $a + $b`
echo "a + b : $val"

val=`expr $a - $b`
echo "a - b : $val"

val=`expr $a \* $b`
echo "a * b : $val"

val=`expr $b / $a`
echo "b / a : $val"

val=`expr $b % $a`
echo "b % a : $val"

if [ $a == $b ]
then
   echo "a 等于 b"
fi
if [ $a != $b ]
then
   echo "a 不等于 b"
fi
  • 条件表达式要放在方括号之间,并且要有空格,例如: [$a==$b] 是错误的,必须写成 [ $a == $b ]。
  • 乘号 (*) 前边必须加反斜杠 () 才能实现乘法运算;
  • 在 MAC 中 shell 的 expr 语法是:$((表达式)),此处表达式中的 “*” 不需要转义符号 “" 。

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。下表列出了常用的关系运算符,假定变量 a 为 10,变量 b 为 20:

运算符 说明 举例
-eq 检测两个数是否相等,相等返回 true。 [ $a -eq $b ] 返回 false。
-ne 检测两个数是否不相等,不相等返回 true。 [ $a -ne $b ] 返回 true。
-gt 检测左边的数是否大于右边的,如果是,则返回 true。 [ $a -gt $b ] 返回 false。
-lt 检测左边的数是否小于右边的,如果是,则返回 true。 [ $a -lt $b ] 返回 true。
-ge 检测左边的数是否大于等于右边的,如果是,则返回 true。 [ $a -ge $b ] 返回 false。
-le 检测左边的数是否小于等于右边的,如果是,则返回 true。 [ $a -le $b ] 返回 true。

布尔运算符

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。

逻辑运算符

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

字符串运算符

下表列出了常用的字符串运算符,假定变量 a 为 “abc”,变量 b 为 “efg”:

运算符 说明 举例
= 检测两个字符串是否相等,相等返回 true。 [ $a = $b ] 返回 false。
!= 检测两个字符串是否相等,不相等返回 true。 [ $a != $b ] 返回 true。
-z 检测字符串长度是否为0,为0返回 true。 [ -z $a ] 返回 false。
-n 检测字符串长度是否为0,不为0返回 true。 [ -n “$a” ] 返回 true。
$ 检测字符串是否为空,不为空返回 true。 [ $a ] 返回 true。

文件测试运算符

文件测试运算符用于检测 Unix 文件的各种属性。

操作符 说明 举例
-b file 检测文件是否是块设备文件,如果是,则返回 true。 [ -b $file ] 返回 false。
-c file 检测文件是否是字符设备文件,如果是,则返回 true。 [ -c $file ] 返回 false。
-d file 检测文件是否是目录,如果是,则返回 true。 [ -d $file ] 返回 false。
-f file 检测文件是否是普通文件(既不是目录,也不是设备文件),如果是,则返回 true。 [ -f $file ] 返回 true。
-g file 检测文件是否设置了 SGID 位,如果是,则返回 true。 [ -g $file ] 返回 false。
-k file 检测文件是否设置了粘着位(Sticky Bit),如果是,则返回 true。 [ -k $file ] 返回 false。
-p file 检测文件是否是有名管道,如果是,则返回 true。 [ -p $file ] 返回 false。
-u file 检测文件是否设置了 SUID 位,如果是,则返回 true。 [ -u $file ] 返回 false。
-r file 检测文件是否可读,如果是,则返回 true。 [ -r $file ] 返回 true。
-w file 检测文件是否可写,如果是,则返回 true。 [ -w $file ] 返回 true。
-x file 检测文件是否可执行,如果是,则返回 true。 [ -x $file ] 返回 true。
-s file 检测文件是否为空(文件大小是否大于0),不为空返回 true。 [ -s $file ] 返回 true。
-e file 检测文件(包括目录)是否存在,如果是,则返回 true。 [ -e $file ] 返回 true。
0%