Shell脚本

什么是 Shell

Shell 是 Linux 的命令解释程序，是用户和内核之间的接口。除了作为命令解释程序外，Shell 同时还提供了一个可支持强大脚本语言的程序环境。

Bash

Bourne Shell (sh)，是 Unix 系统的默认 Shell，简单轻便，脚本编程功能强，但交互性差。

Bourne Again Shell，即 Bash，是 GNU 开发的一个 Shell，也是大部分 Linux 系统的默认 Shell，是 Bourne Shell 的扩展。

许多 Bash 脚本会在文件首行加上 #!/bin/bash 。这里 #! 符号的名称是 shebang（也叫 sha-bang，即 sharp # 与 bang !）。当一个文本文件首行有 shebang，且以可执行模式执行时，shebang 后的内容会看作这个脚本的解释器和相关参数，系统会执行解释器命令，并将脚本文件的路径作为参数传递给该命令。

Bash 也支持在同一个行中安排多个命令：

组命令：

• • 使用 { 命令1; 命令2; … }，组命令在 shell 内执行，不会产生新的进程，注意花括号和命令之间的空格。
• • 使用 (命令1; 命令2; …)，组命令会建立独立的 shell 子进程来执行组命令，这里的圆括号周围并不需要空格。

shell 变量

像大多数程序设计语言一样，shell 也允许用户在程序中使用变量。但 shell 不支持数据类型，它将任何变量值都当作字符串。但从赋值形式上看，可将 shell 变量分成四种形式：用户自定义、环境变量、位置变量和预定义特殊变量。

用户自定义变量

变量定义：name=串，其中 = 两边不允许有空格。如果字串中含空格，就要用双引号括起。在引用时，使用 $name 或 ${name}，后者花括号是为了帮助解释器识别变量边界。

已定义的变量可以通过 unset name 来删除。

环境变量

每个用户登录系统后，Linux 都会为其建立一个默认的工作环境，由一组环境变量定义，用户可以通过修改这些环境变量，来定制自己工作环境。在 Bash 中，可用 env 命令列出所有已定义的环境变量。通常，用户最关注的几个变量是：

• • HOME：用户主目录，一般情况下为 /home/用户名。
• • LOGNAME：登录用户名。
• • PATH：命令搜索路径，路径以冒号分割。当我们输入命令名时，系统会在 PATH 变量中从前往后逐个搜索对应的程序是否在目录中。
• • PWD：用户当前工作目录路径。
• • SHELL：默认 shell 的路径名。
• • TERM：使用的终端名。

可以使用 export 命令来定义环境变量。在同一个 shell 中使用 export 定义之后，这个环境变量会一直保留，直到这个 shell 退出

此外，也可以在命令前加上环境变量的定义。此时只有这一条命令的环境变量出现变化。

位置变量

• • Shell 解释用户的命令时，把命令程序名后面的所有字串作为程序的参数。分别对应 2、9，程序名本身对应 $0。
• • 可用 shift  命令，丢弃开头的 n 个位置变量，改变 2、$3 等的对应关系。
• • 可用 set 命令，重置整个位置变量列表，从而给 2、$3 等赋值。

例子：

$ set one two three
$ echo $1,$2,$3
one,two,three
$ shift 2
$ echo $1,$2,$3
three,,
$ # 此时 $2 和 $3 已不存在

特殊变量

Shell 中还有一组有 shell 定义和设置的特殊变量，用户只能引用，而不能直接改变或重置这些变量。

特殊字符

• • 反斜杠，消除单个字符的特殊含义。
• • 包含空白字符（空格和制表符）、反斜杠本身、各种引号，以及 $、! 等。
• • 与其他语言不同，shell 中反斜杠不会将普通字符转义为其他含义（例如 \n 不会被视作换行符）。
• • 使用双引号包裹字符串可以消除空白字符切分参数的特殊含义，但是很多其他特殊字符的特殊含义仍然保留。双引号也被称为「弱引用」。
• • 单引号，能消除所有特殊字符的特殊含义，包括反斜杠，因此单引号字符串中不能使用反斜杠转义单引号本身。单引号也被称为「强引用」。
• • 反引号（`）括起的字符串，被 shell 解释为命令，执行时用命令输出结果代替整个反引号对界限部分。
• • 与反引号相同的语法是 $(command)，它的好处是界限更明确，且可以嵌套。因此编写新脚本时，更建议使用此语法。

特殊字符示例

$ ls /mnt/c/Program Files/
ls: cannot access /mnt/c/Program: No such file or directory
ls: cannot access Files/: No such file or directory
$ # 对于 ls 来说，它接收到了两个参数：/mnt/c/Program 和 Files/，因此会报错。
$ # 可以使用反斜杠来转义空格
$ ls /mnt/c/Program\ Files/  # 输出省略
$ # 或者使用双引号或单引号包裹
$ ls "/mnt/c/Program Files/"
$ ls '/mnt/c/Program Files/'
$ echo "$PWD"  # 双引号中仍然可以使用各种 shell 特殊符号
/home/ustc
$ echo '$PWD'  # 但是单引号则不行
$PWD
$ ls -lh `which ls`  # 查看 ls 命令对应的程序信息，使用反引号语法
-rwxr-xr-x 1 root root 139K Sep  5  2019 /usr/bin/ls
$ ls -lh $(which ls) # 使用 $(command) 语法也是一样的
-rwxr-xr-x 1 root root 139K Sep  5  2019 /usr/bin/ls

变量输入与输出

输入

可以使用 read 命令读取用户输入，并将输入的内容赋值给变量。其中 -p 参数后可以设置输出的提示信息。

$ name=""
$ read -p "Enter your name: " name  # 输出提示，然后从输入读取一个值，存储到 $name 中
Enter your name: linux
$ echo $name
linux

在使用 read 时，建议加上 -r 参数，否则 \ 会被视为转义符号。

$ message=""
$ read -p "Enter your message: " message
Enter your message: \(^o^)/~
$ echo $message  # 可以看到，反斜杠被认为是转义符号，结果被丢弃
(^o^)/~
$ read -r -p "Enter your message: " message
Enter your message: \(^o^)/~
$ echo $message  # 加上 -r 参数后，反斜杠完好无损
\(^o^)/~

输出

可以使用 echo 命令输出变量信息。其中 -n 参数不会在结尾输出换行符，而 -e 参数会解析文本中的转义字符（例如 \n）。

$ echo -n "hello"
hello$ # 由于这里 echo 结尾不输出换行，shell 就会在这里继续接受用户输入
$ # 这也是为什么在 C 语言中最后的 printf 输出需要加上 \n 的原因
$ name="linux"
$ echo "Hello $name.\nWelcome to bash!"  # 可以看到 \n 没有被转义成换行
Hello linux.\nWelcome to bash!
$ echo -e "Hello $name.\nWelcome to bash!"  # 加上 -e 之后就被转义了
Hello linux.
Welcome to bash!

此外，printf 命令也可以用来输出，它的使用方法类似于 C 中的 printf() 函数。

$ name="linux"
$ printf "Hello %s" "$name"
Hello linux$ # 和 echo 不同，printf 结尾默认不输出换行符
$ printf "Hello %s\n" "$name"
Hello linux
$ # 所以为了正常显示，需要在结尾补上 \n

算术运算

在 Bash 中进行算术运算，需要使用 expr 计算算术表达式值或 let 命令赋值表达式值到变量。基本运算符是 +、-、* (转义)、/、%。在 expr 中，运算符两边与操作数之间必须有空格，小括号要转义；但 let 则没有这个要求，运算符前后有无空格均可，小括号不需转义，但 = 前后不能有空格。

另外，所有标准的 shell 都支持另一种语法 (( 表达式 ))，其中 表达式 是一个 C 风格的数学表达式，可以计算，也可以赋值。(( 表达式 )) 是一条完整的命令，命令的返回值为 0 或 1。若表达式的结果非零，那么 (( 表达式 )) 命令返回零，而当表达式结果为零时命令返回 1。

expr 和 let 使用示例