Shell腳本基礎

什么是Shell

在Linux操作系統中，有兩個非常重要的工具：①Linux命令；②Shell。Linux命令是Linux系統對用戶提供的眾多系統功能接口，每一個Linux命令都能完成一個獨立的系統功能；Shell是一個基于C語言開發的應用程序，它可以通過各種邏輯語法和程序控制指令把一系列的Linux命令組合在一起，形成一個面向過程的程序命令(Shell Script)。

Linux命令一般需要在特定環境中執行，我們一般的Linux命令就是在Shell中執行的，需要特定的環境變量等支持；而Shell腳本會fork一個子進程去執行，如果在腳本中涉及環境變量的改變則只會改變子進程的環境，對Shell的環境變量沒有影響。

我們知道Linux的Shell是一個組合并執行Linux命令的應用程序，所以Shell的實現并不只有一種，我們常用的Shell類型包括：sh、C Shell、TCSH、bash。Linux中默認的Shell為bash，一般保存在/bin/bash中

也就是說，Linux命令是系統提供的具備各種不同功能的命令集合、Shell是一個可以將多個Linux命令組合為Shell腳本的應用程序，相當于一個腳本解析器。

Shell腳本語法

1. 在Linux中l腳本的第一行一般會向系統聲明該腳本所使用的解析程序：

   #!/bin/bash，通過這條語句聲明該腳本使用/bin/bash這個應用程序解析

2. Shell腳本的基本表達式：

   表達式	功能
   ++、--	自增、自減(與C語言的前后自增自減相同)
   +、-、*、/、%	加、減、乘、除、余運算
   **	冪運算
   >、>=、<、<=、==、!=	比較運算
   <<、>>	按位左移、右移運算
   &、|、^	與、或、異或運算
   &&、||、！	邏輯與、或、非
   exp?a:b	三目運算符
   #內容	單行注釋
   :<<EOF 內容 EOF	代表多行注釋(EOF可以使用單引號、感嘆號代替)

3. 變量賦值：

   如何給變量賦值？如何調用變量？
   Shell的變量使用等于號賦值，且等號之間不允許有空格，必須要直接與等號相連v1="value"
   調用變量只需要將變量名連接在美元符號$后面v2=$v1，也可以使用大括號區分每個變量的邊界v3=${v1}isgood

     #直接進行變量賦值
     a=12      #默認是字符串類型的"12"，進行數值運算時會解析為數值型的12
     b=str1        #默認是字符串類型的"str1"
   
     #使用單引號和雙引號進行變量賦值,雙引號會解析變量、轉義字符、反引號命令；而單引號則不會解析任何上面的東西，完全按照字符串字面值賦值。
     v="$a"    #這時變量v的值為12
     v='$a'    #這時變量v的值為'$a'
   
     #列表變量的賦值
     list=(v1,v2,v3)   #括號內為列表內容，中間使用空格分隔
     echo ${list[@]}   #通過${}來調用列表，[]內表示索引，[@]表示列表內的每一項

   注意使用以上方式的變量賦值，是無法進行任何命令以及運算的！，只能將變量解析出來，但是無法進行命令執行和數學運算。

     a=1
     b=2
     c="$a+$b"     #c的值為"1+2"而不是3
     d="ls -al"        #d的值為"ls -al"而不會執行

4. 代換和Shell中的括號

   • 文件名代換

     簡單地說就是一種可以使用在文件名上的通配符：

     *    #表示匹配任意多個任意字符
     ?    #表示匹配一個任意字符
     []   #表示匹配中括號內任意一個字符的第一次出現
     
     cd ./test[123abc]        #匹配test1、test2、test3、testa...

   • 命令代換，單括號

     單括號符功能：①命令組功能，可以執行單引號中的多個命令；②命令代換，在變量中的命令會執行并正常輸出到標準輸出中；③初始化Shell列表變量
     注意區分變量環境和非變量的環境，只有變量的環境下需要在單括號外加美元符號

      #在變量中使用反引號或單括號，可以將變量解析為shell命令并執行：
      a=`ls -al` #反引號可以進行命令代換
      b=$(ls -al)    #美元括號的內容會進行命令代換
     
      (pwd)  #執行pwd命令
      `pwd`  #執行pwd命令

   • 運算代換，雙括號

     雙括號符功能：①數值運算功能，只要內符合C語言運算語法，即可進行數值運算；②運算代換，在變量中的數值運算會正常進行后再進行賦值；③for語句功能，雙括號可以在for循環中使用；
     注意區分變量環境和非變量環境，只有變量環境下需要在雙括號外加美元符號

      #在變量中使用雙引號，可以將變量解析為數值運算并執行：
      a=10
      b=$(($a+20))   #b的值為30

   • 中括號

     中括號功能：①Shell的內部命令，可用于進行條件測試返回True、False，等同于test命令；②正則表達式和通配符可以使用；③作為列表的索引使用

     要注意，作為條件測試的中括號是一個命令語句而不是一個符號。作為命令前中括號后需要帶一個空格才能接參數，而后中括號就是作為該條件測試命令的最后一個參數，代表參數輸入結束。前后中括號中間的值都作為命令的參數。
     并且作為一個命令，[在對開空格的字符串作處理時會發生問題。

      #if使用中括號條件測試，結果為輸出yes
      if [ 10 -lt 20 ] && [ 1 -lt 2 ]    #此處前中括號后和后中括號前都需要加一個空格
      then
         echo yes
      else
         echo no
      fi
     
      #這里$name會解析為三個字符串，導致[命令參數錯誤
      name="here and there"
      if [ -n $name ]    #使用[ -n "$name" ]才能正常
      then
         echo "not empty"
      fi
      #這里的結果會報錯  bash: [: too many arguments

   • 雙中括號

     雙中括號功能：①bash的內部關鍵字，能完成[的加強版功能，并且因為[[不是命令而是關鍵字，所以對參數的解析規則會略有不同。且與[每次只能做一種判斷不停，[[可以使用&&、||等運算符，可以同時做多種比較。

       #if使用中括號條件測試，結果為輸出yes
      if [[ 10 -lt 20 && 1 -lt 2 ]]  #此處前中括號后和后中括號前都需要加一個空格
      then
         echo yes
      else
         echo no
      fi
     
      #因為對參數的處理不同，可以直接處理帶空格的字符串
      name="this is a test"
      if [[ -n $name ]]
      then
         echo "not empty"
      fi
      #結果會正常顯示

   • 大括號

     大括號功能：①可以對文件名做擴展，作用類似通配符；②執行代碼塊，就是C中的代碼塊，每條命令結束都要加分號；③分隔變量名稱和使用列表變量

      touch test{1..5}.txt   #會創建5個文件，其實就是通配符嘛
     
      a="${this}IsATest" #不使用大括號變量名會粘在一起
      a="${list[@]}"     #選擇列表所有元素

5. Shell中的特殊字符

   Shell中的字符都有許多特殊的用法：

   特殊字符	功能
   ;	分號，表示連續執行命令
   exp &	句尾的&號，表示命令在后臺執行
   n&>file	重定向，將文件符n重定向到目標文件
   exp1 && exp2	兩個命令中間的&&，表示exp1返回0才會執行exp2
   exp1 || exp2	兩個命令中間的||，表示exp1返回非0才會執行exp2
   ${#var}	返回列表或變量的長度
   $0、$1、$2	和運行腳本的命令有關。0表示該腳本文件；1、2分別表示第1、2個參數
   $*、$@、$#	和運行腳本的命令有關。*和@表示參數列表；#表示參數個數
   $$、$?	和運行腳本的命令有關。\$表示腳本運行PID；?表示腳本退出碼

Shell流程控制

1. if語句

     #可以寫成正常形式
     if condition1
     then
       cmd1
     elif condition2
     then
       cmd2
     else 
       cmd3
     fi
   
     #也可以寫成一句話形式，中間用分號連接
     if condition1; then cmd1; elif condition2; then cmd2; else cmd3; fi

2. for語句

     #正常形式
     for var in ${list[@]}
     do
       cmd1
       cmd2
       cmd3
     done
   
     #一句話形式，中間用分號分隔
     for var in ${list[@]}; do cmd1; cmd2; cmd3; done

3. while語句

   while語句是先判斷條件再執行循環，且條件為False時結束循環，同C語言

     #正常形式
     while condition
     do
       cmd1
       cmd2
     done
   
     #一句話形式，中間用分號分隔
     while condition; do cmd1; cmd2; done

4. until語句

   until語句是執行函數后再判斷條件，且條件為True時結束循環，同C語言

     until condition
     do 
       cmd1
       cmd2
     done
   
     until condition; do cmd1; cmd2; done

5. case語句

     a=2
     case $a in
     1)
       cmd1
       ;;
     2)
       cmd2
       ;;
     *)
       cmd3
       ;;
     esac
   
     #一句話形式
     a=2
     case $a in 1) cmd1;; 2) cmd2;; *) cmd3;; esac

6. 跳出循環

   可以在循環語句for、while、until以及枚舉語句case中，使用break終止整個流程；使用continue跳過本次流程。此處與C語言相同。

Shell函數

Shell可以定義函數，之后可以隨意調用。

funName(){  #定義函數，后面不用帶參數，傳參方法和命令相似
    (ls -al $1)
    echo $2

    i=$3
    while [ $i -gt 0 ]
    do
        echo $i
        i=$(($i-1))
    done
}

funName /usr this 3 #調用函數，后面是參數

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