Shell全解析(一):Shell脚本

一、前言

全文介绍了Shell脚本定义、Shell脚本中对参数的操作、Shell脚本中常见命令、Shell脚本中的三种括号。

二、Shell脚本

2.1 从Shell到Shell脚本

问题1:什么是Shell?
回答1: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。

问题2:什么是Shell脚本?
回答2:Shell 脚本就是 Shell script,是一种为 shell 编写的脚本程序。

小结:业界所说的 shell 通常都是指 shell 脚本,但是其实 shell 和 shell script 是两个不同的概念。

2.2 编写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)。

输入一些代码,第一行一般是这样:

#!/bin/bash
echo "Hello World !"

第一行:#! 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。
第二行:echo 命令用于向窗口输出文本。

2.3 执行Shell脚本

假如想要执行一个Shell脚本,分为两步,先使用chmod加上执行权限,然后在当前目录下执行

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。

小结:
./xxx.sh ./表示当前目录,xxx.sh表示执行xxx.sh脚本,合在一起的意思就是在当前目录下执行xxx.sh脚本;
xxx.sh 表示在linux的 PATH 里面去找到xxx.sh并执行,如果这样,必须将 xxx.sh 所在目录配置到 PATH 中去,否则会找不到。

三、Shell脚本内对参数的操作

shell需要取某个变量的值使用美元符号 $ ,当给 .sh 脚本传递参数的时候,因为参数也是变量,所以要打印接收到的实参也是用使用美元符号 $,关于这个美元符号 $ ,有这些用法

符号 含义
$n 传递到脚本的具体某个参数值,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
$# 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。
[email protected] $*相同,但是使用时加引号,并在引号中返回每个参数。如"[email protected]“用「”」括起来的情况、以"$1" “

2

"

"

2" … "

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
$- 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。

辨析类似命令

问题:$n$# 有什么不同?
回答:
(1) $n 表示的是传递到脚本的具体某个参数值,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
(2) $# 表示的是传递到脚本的参数个数

问题:$*[email protected] 有什么不同?
回答:
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)

四、Shell脚本中常见命令

4.1 Shell echo命令

Shell echo命令用于字符串的输出。命令格式:echo string,您可以使用echo实现更复杂的输出格式控制。

4.1.1 echo中直接输出普通字符串

需求:直接输出普通字符串
输入(带双引号):echo "It is a test"
输入(不带引号):echo It is a test
输入(带单引号):echo 'It is a test'
输出:It is a test
三种方式都可以,都可以表示字符串。
在这里插入图片描述

4.1.2 echo中显示转义字符

需求:显示转义字符

输入(带双引号):echo ""It is a test""
输入(不带引号):echo "It is a test"
输出:"It is a test"

两种方式都可以,但是单引号不可以,如下:

输入(带单引号):echo '"It is a test"'
输出:"It is a test" (因为单引号里面所有的内容都会变成字符串,所以转义字符不会生效)
在这里插入图片描述

4.1.3 echo中读取输入

需求:read 命令从标准输入中读取一行,并把输入行的每个字段的值指定给 shell 变量,让echo输出

输入:编写test.sh脚本,name 接收标准输入的变量

#!/bin/sh
read name 
echo "$name It is a test"

输出:

[[email protected] ~]# sh test.sh
OK                     #标准输入
OK It is a test        #输出

在这里插入图片描述

4.1.4 echo换行操作

4.1.4.1 默认每一个echo占一行的

默认每一个echo占一行的,即自动在末尾添加换行符,如下:
在这里插入图片描述

4.1.4.2 输出中增加一个换行

需求:输出中显示换行
输入:

echo -e "OK! n" # -e 开启转义 同时使用 n 表示换行
echo "It is a test"

输出:

OK!

It is a test

需要同时 -e 开启换行和 n 换行符才能实现换行,如下:
在这里插入图片描述
n 放在双引号里面,配置 -e 换行符才生效,如下:
在这里插入图片描述
不用引号无法处理反斜杠,单引号包裹 n 反斜杠配合 -e 开启换行符也可以让换行生效,但是最好使用双引号,如下:
在这里插入图片描述

4.1.4.3 输出中去掉原有换行

需求:输出中去掉原有换行
输入:

#!/bin/sh
echo -e "OK! c" # -e 开启转义 但是使用 c 表示去掉换行
echo "It is a test"

输出:

OK! It is a test

在这里插入图片描述

4.1.5 将echo结果定向至文件

需求:将echo结果定向至文件
输入:

echo "It is a test" > myfile
cat myfile

输出:

It is a test

在这里插入图片描述

4.1.6 echo中原样输出字符串,不进行转义或取变量(用单引号)

需求:原样输出字符串,不进行转义或取变量
思考:不使用引号和使用双引号都会取到 $name 里面的内容,要想不取到 $name 里面的内容,必须使用单引号
输入:echo '$name"'
输出:$name"

在这里插入图片描述

4.1.7 echo中显示命令执行结果

需求:显示命令执行结果
输入:echo date
输出:Thu Jul 24 10:08:46 CST 2014

在这里插入图片描述

注意: 如果是带执行的命令的话,必须使用反引号 `, 其他的无论是不用引号、单引号、双引号都会被date解释为一个字符串,而不是date命令

4.2 Shell printf命令

printf 命令模仿 C 程序库(library)里的 printf() 程序,学习这个命令的时候,可以认为它的语法和C语言中的printf()函数相同。printf命令和echo命令都是输出,但是关于printf命令,需要注意两点:

(1) 默认不会自动添加换行符:默认的 printf 不会像 echo 自动添加换行符,我们可以手动添加 n。
(2) 格式化字符串输出:printf 使用引用文本或空格分隔的参数,外面可以在 printf 中使用格式化字符串,还可以制定字符串的宽度、左右对齐方式等。

printf 命令的语法:printf format-string [arguments...]
参数说明:
format-string: 为格式控制字符串
arguments: 为参数列表。

4.2.1 printf命令默认不会自动添加换行符

printf "hello,shell printfn"
echo "hello,shell echo"

在这里插入图片描述

4.2.2 printf命令格式化字符串输出

我来用一个脚本来体现 printf 的强大功能,格式化输出,和C语言的printf函数语法一样,如下:

printf "%-10s %-8s %-4sn" 姓名 性别 体重kg  
printf "%-10s %-8s %-4.2fn" 郭靖 男 66.1234
printf "%-10s %-8s %-4.2fn" 杨过 男 48.6543
printf "%-10s %-8s %-4.2fn" 郭芙 女 47.9876

执行脚本,输出结果如下所示:

姓名 性别 体重kg
郭靖 男 66.12
杨过 男 48.65
郭芙 女 47.99

解释:

(1) 数据类型:%s %c %d %f 都是格式替代符,%s 输出一个字符串,%d 整型输出,%c 输出一个字符,%f 输出实数,以小数形式输出。

(2) 左对齐与右对齐:%-10s 指一个宽度为 10 个字符(- 表示左对齐,没有则表示右对齐),任何字符都会被显示在 10 个字符宽的字符内,如果不足则自动以空格填充,超过也会将内容全部显示出来。

(3) 浮点型小数位数:%-4.2f 指格式化为小数,其中 .2 指保留2位小数。

在这里插入图片描述
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4.2.3 printf的转义序列

printf 的转义序列,如下:

序列 说明
a 警告字符,通常为ASCII的BEL字符
b 后退
c 抑制(不显示)输出结果中任何结尾的换行字符(只在%b格式指示符控制下的参数字符串中有效),而且,任何留在参数里的字符、任何接下来的参数以及任何留在格式字符串中的字符,都被忽略
f 换页(formfeed)
n 换行
r 回车(Carriage return)
t 水平制表符
v 垂直制表符
一个字面上的反斜杠字符
ddd 表示1到3位数八进制值的字符。仅在格式字符串中有效
ddd 表示1到3位的八进制值字符

只看第一个,a 警告字符,通常为ASCII的BEL字符,这个命令是不会换行的

$ printf "www.runoob.com a"
www.runoob.com $                  #不换行

4.3 Shell test命令

Shell中的 test 命令用于检查某个条件是否成立,它可以进行数值、字符和文件三个方面的测试。

4.3.1 数值测试

数值测试就是判断两个数值是否等于、大于、小于,包括如下六个命令:

参数 说明
-eq 等于则为真(equals)
-ne 不等于则为真(not equals)
-gt 大于则为真(greter)
-ge 大于等于则为真(greter equals)
-lt 小于则为真(lower)
-le 小于等于则为真(lower equals)

注意:shell中,数值是否相同需要使用 -eq -ne 来判断,而不是通过 = != 来判断,而且这个判断放在 if 条件中,前面要么加上test关键字,要么这个条件使用中括号。

实例:

num1=100
num2=100
if test $[num1] -eq $[num2]
then
    echo '两个数相等!'
else
    echo '两个数不相等!'
fi

输出结果:

两个数相等!

代码中的 [] 执行基本的算数运算,如:

实例

#!/bin/bash

a=5
b=6

result=$[a+b] # 注意赋值号两边不能有空格
echo "result 为: $result"

结果为:

result 为: 11

4.3.2 字符串测试

字符串测试的需求包括 判断两个字符串是否内容相等、判断某个字符串是否长度为零,如下四个命令:

参数 说明
= 等于则为真
!= 不相等则为真
-z 字符串 字符串的长度为零则为真(zero)
-n 字符串 字符串的长度不为零则为真(not zero)

实例

num1="ru1noob"
num2="runoob"
if test $num1 = $num2
then
    echo '两个字符串相等!'
else
    echo '两个字符串不相等!'
fi

输出结果:

两个字符串不相等!

4.3.3 文件测试

参数 说明
-e 文件名 如果文件存在则为真(exist)
-r 文件名 如果文件存在且可读则为真(exist + read)
-w 文件名 如果文件存在且可写则为真(exist + write)
-x 文件名 如果文件存在且可执行则为真(exist + execute)
-s 文件名 如果文件存在且至少有一个字符则为真(exist + string(no empty))
-d 文件名 如果文件存在且为目录则为真(exist + directory)
-f 文件名 如果文件存在且为普通文件则为真(exist + file)
-c 文件名 如果文件存在且为字符型特殊文件则为真(exist + char)
-b 文件名 如果文件存在且为块特殊文件则为真(exist + block)

实例

cd /bin
if test -e ./bash
then
    echo '文件已存在!'
else
    echo '文件不存在!'
fi

输出结果:

文件已存在!

另外,Shell 还提供了与( -a )、或( -o )、非( ! )三个逻辑操作符用于将测试条件连接起来,其优先级为: ! 最高, -a 次之, -o 最低。例如:

实例

cd /bin
if test -e ./notFile -o -e ./bash
then
    echo '至少有一个文件存在!'
else
    echo '两个文件都不存在'
fi

输出结果:

至少有一个文件存在!

五、Shell脚本中的三种括号

Shell脚本中的三种括号,语法非常多,学习的时候建议不是死记,作为开发只有能看懂别人写的Shell脚本,自己会写简单的Shell脚本满足业务需求就可以了,其实三种括号都不是必须的,都是可选的,用得最多的反而是中括号/方括号,在查看和编写Shell脚本的时候,只要知道方括号等效于test命令,一般使用在 if 条件判断和 while 循环出口判断里面,并且可以熟练使用方括号就可以了,数值判断和文件判断一般使用单方括号,字符串判断一般使用双方括号。至于小括号/圆括号和大括号/花括号,不熟悉的话可以不使用,毕竟用自己最熟悉的写出的代码才是最稳的。

博客作为基本API介绍,所以对各种括号的使用总结的比较全面。

5.1 小括号(圆括号)

5.1.1 单小括号

①命令组。括号中的命令将会新开一个子shell顺序执行,所以括号中的变量不能够被脚本余下的部分使用。括号中多个命令之间用分号隔开,最后一个命令可以没有分号,各命令和括号之间不必有空格。

②命令替换。等同于cmd,shell扫描一遍命令行,发现了

(

c

m

d

)

便

(cmd)结构,便将

(cmd)便(cmd)中的cmd执行一次,得到其标准输出,再将此输出放到原来命令。有些shell不支持,如tcsh。

③用于初始化数组。如:array=(a b c d)

5.1.2 双小括号

①整数扩展。这种扩展计算是整数型的计算,不支持浮点型。((exp))结构扩展并计算一个算术表达式的值,如果表达式的结果为0,那么返回的退出状态码为1,或者 是"假",而一个非零值的表达式所返回的退出状态码将为0,或者是"true"。若是逻辑判断,表达式exp为真则为1,假则为0。

②只要括号中的运算符、表达式符合C语言运算规则,都可用在$((exp))中,甚至是三目运算符。作不同进位(如二进制、八进制、十六进制)运算时,输出结果全都自动转化成了十进制。如:echo $((16#5f)) 结果为95 (16进位转十进制)

③单纯用 (( )) 也可重定义变量值,比如 a=5; ((a++)) 可将 $a 重定义为6

④常用于算术运算比较,双括号中的变量可以不使用$符号前缀。括号内支持多个表达式用逗号分开。 只要括号中的表达式符合C语言运算规则,比如可以直接使用for((i=0;i<5;i++)), 如果不使用双括号, 则为for i in seq 0 4或者for i in {0…4}。再如可以直接使用if (($i<5)), 如果不使用双括号, 则为if [ $i -lt 5 ]。

5.2 中括号(方括号)

5.2.1 单中括号

①bash 的内部命令,[和test是等同的。如果我们不用绝对路径指明,通常我们用的都是bash自带的命令。if/test结构中的左中括号是调用test的命令标识,右中括号是关闭条件判断的。这个命令把它的参数作为比较表达式或者作为文件测试,并且根据比较的结果来返回一个退出状态码。if/test结构中并不是必须右中括号,但是新版的Bash中要求必须这样。

②Test和[]中可用的比较运算符只有==和!=,两者都是用于字符串比较的,不可用于整数比较,整数比较只能使用-eq,-gt这种形式。无论是字符串比较还是整数比较都不支持大于号小于号。如果实在想用,对于字符串比较可以使用转义形式,如果比较"ab"和"bc":[ ab < bc ],结果为真,也就是返回状态为0。[ ]中的逻辑与和逻辑或使用-a 和-o 表示。

③字符范围。用作正则表达式的一部分,描述一个匹配的字符范围。作为test用途的中括号内不能使用正则。

④在一个array 结构的上下文中,中括号用来引用数组中每个元素的编号。

5.2.2 双中括号

①[[是 bash 程序语言的关键字。并不是一个命令,[[ ]] 结构比[ ]结构更加通用。在[[和]]之间所有的字符都不会发生文件名扩展或者单词分割,但是会发生参数扩展和命令替换。

②支持字符串的模式匹配,使用=~操作符时甚至支持shell的正则表达式。字符串比较时可以把右边的作为一个模式,而不仅仅是一个字符串,比如[[ hello == hell? ]],结果为真。[[ ]] 中匹配字符串或通配符,不需要引号。

③使用[[ … ]]条件判断结构,而不是[ … ],能够防止脚本中的许多逻辑错误。比如,&&、||、<和> 操作符能够正常存在于[[ ]]条件判断结构中,但是如果出现在[ ]结构中的话,会报错。比如可以直接使用if [[ $a != 1 && $a != 2 ]], 如果不适用双括号, 则为if [ $a -ne 1] && [ $a != 2 ]或者if [ $a -ne 1 -a $a != 2 ]。

④bash把双中括号中的表达式看作一个单独的元素,并返回一个退出状态码。

例子:

if ($i<5) 
if [ $i -lt 5 ] 
if [ $a -ne 1 -a $a != 2 ] 
if [ $a -ne 1] && [ $a != 2 ] 
if [[ $a != 1 && $a != 2 ]] 
for i in $(seq 0 4);do echo $i;done
for i in `seq 0 4`;do echo $i;done
for ((i=0;i<5;i++));do echo $i;done
for i in {0..4};do echo $i;done

5.3 大括号(花括号)

5.3.1 常规用法

①大括号拓展。(通配(globbing))将对大括号中的文件名做扩展。在大括号中,不允许有空白,除非这个空白被引用或转义。第一种:对大括号中的以逗号分割的文件列表进行拓展。如 touch {a,b}.txt 结果为a.txt b.txt。第二种:对大括号中以点点(…)分割的顺序文件列表起拓展作用,如:touch {a…d}.txt 结果为a.txt b.txt c.txt d.txt

# ls {ex1,ex2}.sh 
ex1.sh ex2.sh 
# ls {ex{1..3},ex4}.sh 
ex1.sh ex2.sh ex3.sh ex4.sh 
# ls {ex[1-3],ex4}.sh 
ex1.sh ex2.sh ex3.sh ex4.sh

②代码块,又被称为内部组,这个结构事实上创建了一个匿名函数 。与小括号中的命令不同,大括号内的命令不会新开一个子shell运行,即脚本余下部分仍可使用括号内变量。括号内的命令间用分号隔开,最后一个也必须有分号。{}的第一个命令和左括号之间必须要有一个空格。

5.3.2 几种特殊的替换结构

${var:-string},${var:+string},${var:=string},${var:?string}

${var:-string}${var:=string}:若变量var为空,则用在命令行中用string来替换${var:-string},否则变量var不为空时,则用变量var的值来替换${var:-string};对于${var:=string}的替换规则和${var:-string}是一样的,所不同之处是${var:=string}若var为空时,用string替换${var:=string}的同时,把string赋给变量var: ${var:=string}很常用的一种用法是,判断某个变量是否赋值,没有的话则给它赋上一个默认值。

${var:+string}的替换规则和上面的相反,即只有当var不是空的时候才替换成string,若var为空时则不替换或者说是替换成变量 var的值,即空值。(因为变量var此时为空,所以这两种说法是等价的)

${var:?string}替换规则为:若变量var不为空,则用变量var的值来替换${var:?string};若变量var为空,则把string输出到标准错误中,并从脚本中退出。我们可利用此特性来检查是否设置了变量的值。

注意:在上面这五种替换结构中string不一定是常值的,可用另外一个变量的值或是一种命令的输出。

5.3.3 四种模式匹配替换结构

模式匹配记忆方法:
# 是去掉左边(在键盘上#$之左边)
% 是去掉右边(在键盘上%$之右边)
#%中的单一符号是最小匹配,两个相同符号是最大匹配。

${var%pattern},${var%%pattern},${var#pattern},${var##pattern}

第一种模式:${variable%pattern},这种模式时,shell在variable中查找,看它是否一给的模式pattern结尾,如果是,就从命令行把variable中的内容去掉右边最短的匹配模式

第二种模式: ${variable%%pattern},这种模式时,shell在variable中查找,看它是否一给的模式pattern结尾,如果是,就从命令行把variable中的内容去掉右边最长的匹配模式

第三种模式:${variable#pattern} 这种模式时,shell在variable中查找,看它是否一给的模式pattern开始,如果是,就从命令行把variable中的内容去掉左边最短的匹配模式

第四种模式: ${variable##pattern} 这种模式时,shell在variable中查找,看它是否一给的模式pattern结尾,如果是,就从命令行把variable中的内容去掉右边最长的匹配模式

这四种模式中都不会改变variable的值,其中,只有在pattern中使用了*匹配符号时,%和%%,#和##才有区别。结构中的pattern支持通配符,*表示零个或多个任意字符,?表示仅与一个任意字符匹配,[…]表示匹配中括号里面的字符,[!..]表示不匹配中括号里面的字符。

# var=testcase 
# echo $var 
testcase 
# echo ${var%s*e} 
testca 
# echo $var 
testcase 
# echo ${var%%s*e} 
te 
# echo ${var#?e} 
stcase 
# echo ${var##?e} 
stcase 
# echo ${var##*e}
# echo ${var##*s} 
e 
# echo ${var##test} 
case

5.3.4 字符串提取和替换

${var:num},${var:num1:num2},${var/pattern/pattern},${var//pattern/pattern}

第一种模式:${var:num},这种模式时,shell在var中提取第num个字符到末尾的所有字符。若num为正数,从左边0处开始;若num为负数,从右边开始提取字串,但必须使用在冒号后面加空格或一个数字或整个num加上括号,如${var: -2}${var:1-3}${var:(-2)}

第二种模式:${var:num1:num2},num1是位置,num2是长度。表示从

v

a

r

var字符串的第

varnum1个位置开始提取长度为$num2的子串。不能为负数。

第三种模式:${var/pattern/pattern}表示将var字符串的第一个匹配的pattern替换为另一个pattern。

第四种模式:${var//pattern/pattern}表示将var字符串中的所有能匹配的pattern替换为另一个pattern。

[[email protected] ~]# var=/home/centos 
[[email protected] ~]# echo $var 
/home/centos 
[[email protected] ~]# echo ${var:5} 
/centos 
[[email protected] ~]# echo ${var: -6} 
centos 
[[email protected] ~]# echo ${var:(-6)} 
centos 
[[email protected] ~]# echo ${var:1:4} 
home 
[[email protected] ~]# echo ${var/o/h} 
/hhme/centos 
[[email protected] ~]# echo ${var//o/h} 
/hhme/cenths

5.4 符号$后的括号

(1)${a} 变量a的值, 在不引起歧义的情况下可以省略大括号。

(2)$(cmd) 命令替换,和cmd效果相同,结果为shell命令cmd的输,过某些Shell版本不支持$()形式的命令替换, 如tcsh。

(3)$((expression))exprexpression效果相同, 计算数学表达式exp的数值, 其中exp只要符合C语言的运算规则即可, 甚至三目运算符和逻辑表达式都可以计算。

5.5 多条命令执行

(1)单小括号,(cmd1;cmd2;cmd3) 新开一个子shell顺序执行命令cmd1,cmd2,cmd3, 各命令之间用分号隔开, 最后一个命令后可以没有分号。

(2)单大括号,{ cmd1;cmd2;cmd3;} 在当前shell顺序执行命令cmd1,cmd2,cmd3, 各命令之间用分号隔开, 最后一个命令后必须有分号, 第一条命令和左括号之间必须用空格隔开。

对{}和()而言, 括号中的重定向符只影响该条命令, 而括号外的重定向符影响到括号中的所有命令。

六、尾声

全文介绍了Shell脚本定义、Shell脚本中对参数的操作、Shell脚本中常见命令、Shell脚本中的三种括号。

天天打码,天天进步!!

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