Shell语法基础.md

• Shell 变量
  • 使用变量
  • 只读变量
  • 删除变量
  • 变量类型
• Shell 字符串
  • 单引号与双引号字符串
  • 获取字符串长度
  • 提取子字符串
  • 拼接字符串
• Shell 数组
  • 定义数组
  • 读取数组
  • 获取数组的长度
• Shell 传递参数
• Shell 基本运算符
  • 算术运算符
  • 关系运算符
  • 布尔运算符
  • 逻辑运算符
  • 字符串运算符
• Shell 信息输出命令
  • Shell echo 命令
  • Shell printf 命令
  • %d %s %c %f 格式替代符详解:
  • printf 的转义序列
• Shell test 命令
  • 数值测试
  • test 检查文件属性
• Shell 流程控制
  • if else
  • if else-if else
  • for 循环
  • while 语句
• Shell 函数
  • 局部变量与全局变量
  • 递归函数
• 常用命令
• Shell 正则表达式
• 参考资料

Shell 变量

在 Shell 脚本中，定义变量直接赋值即可，使用变量时需要在变量名前加美元符号$，注意定义变量时变量名和等号之间不能有空格。变量名的命名必须遵循以下规则：

• 命名只能使用英文字母，数字和下划线，首个字符不能以数字开头。
• 中间不能有空格，可以使用下划线（_）。
• 不能使用标点符号。
• 不能使用 bash 里的关键字（可用 help 命令查看保留关键字）。

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（推荐给所有变量加上花括号，这是一个好的编程习惯），如：

#!/bin/bash
my_name="hongghao.zhang"
echo $my_name
echo ${my_name}

hongghao.zhang hongghao.zhang

只读变量

使用 readonly 命令可以将变量定义为只读变量，只读变量的值不能被改变。

删除变量

使用 unset 变量可以删除变量，语法：unset variable_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

字符串是 shell 编程中最常用最有用的数据类型（除了数字和字符串，也没啥其它类型好用了），字符串可以用单引号，也可以用双引号，也可以不用引号。单双引号的区别跟 PHP 类似。

单引号与双引号字符串

单引号字符串限制：

• 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。

双引号字符串优点：

• 双引号里可以有变量；
• 双引号里可以出现转义字符，Shell 脚本程序字符型建议都用双引号。

获取字符串长度

string="honggao.zhang"
echo ${#string}  # 输出13

提取子字符串

下面实例从字符串第8个字符开始截取5个字符：

string="honggao.zhang"
echo ${string:7:5}  # 输出zhang

拼接字符串

实际脚本中，拼接字符串可能有以下场景：灵活应用即可。

your_name="qinjx"
greeting="hello, "$your_name" !"
greeting_1="hello, ${your_name} !"
echo $greeting $greeting_1

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。类似 C 语言，数组的元素下标也是从 0 开始。获取数组中的元素要利用下标，下标可以是整数或算术表达式，其值应大于或等于 0。

定义数组

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：

数组名=(值1 值2 ... 值n)

读取数组

读取数组元素值的一般格式是：

${数组名[下表标]}

使用 @ 符号可以获取数组中的所有元素，例如：

echo ${array_name[@]}

获取数组的长度

获取数组长度的方法与获取字符串长度的方法相同，例如：

# 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]}

更多内容参考shell脚本——字符串 数组。

Shell 传递参数

命令行执行 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 为脚本的第一个参数，2 为脚本的第二个参数，以此类推。特殊字符表示的参数如下：

参数处理	说明
$#	传递到脚本的参数个数
$$	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
$*	以一个单字符形式显示所有向脚本传递的参数，"$1 $2 ... $n"的形式输出所有参数
$@	与 * 相同，但是使用时加引号，并在引号中返回每个参数。如 "$@" 用「"」括起来的情况、以 "$1" "$2" … "$n" 的形式输出所有参数。
$-	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。

示例代码如下：

#!/bin/bash
# author:harley
echo "=== $* 演示 ==="
for i in "$*"; do
    echo $i
done
echo "====$@ 演示==="
for i in "$@";do
    echo $i
done

执行脚本，bash demo1.sh harley zhang hong，输出结果如下：

=== $* 演示 ===
harley zhang hong
====$@ 演示===
harley
zhang
hong

Shell 基本运算符

Shell 支持多种运算符，如下：

• 算法运算符
• 关系运算符
• 布尔运算符
• 字符串运算符
• 文件测试运算符

字符串判断相等用=，数值判断相等用==。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。用法如下：

#!/bin/bash
val=`expr 3 + 6`
echo "两数之和为：" ${val}  # 两数之和为：9

注意：

• 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。
• 条件表达式都要放在方括号之间，并且要有空格，例如: [$a==$b] 是错误的，必须写成 [ $a == $b ]。
• 完整的算数表达式要被 ` ` 包含，注意这个字符不是常用的单引号，在 Esc 键下边。
• bash 不支持浮点运算，如果需要进行浮点运算，需要借助 bc,awk 处理。

算术运算符

运算符	说明	举例
+	加法	expr $a + $b 结果为 30
-	减法	expr $a - $b 结果为 -10
*	乘法	expr $a \* $b 结果为 200
/	除法	expr $b / $a 结果为 2
%	取余	expr $b % $a 结果为 0
=	赋值	a=$b 将把变量 b 的值赋给 a
==	相等	用于比较两个数字，相同则返回 true。 [ $a == $b ] 返回 false
!=	不相等	用于比较两个数字，不相同则返回 true。 [ $a != $b ] 返回 true

算数运算符实例脚本如下：

#!/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"

脚本运行结果如下：

a + b : 30 a - b : -10 a * b : 200

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。Shell 的关系运算符和 C/C++/Python 不一样，它们的大于用 > 表示即可，但是 Shell 得用关键字表示，下表列出了常用得关系运算符，假定变量 a 为 10，变量 b 为 20：

参数	说明	举例
-eq	等于则为真	[ $a -eq $b]返回false
-ne	不等于则为真	[ $a -ne $b]返回true
-gt	大于则为真	[ $a -gt $b]返回false
-ge	大于等于则为真	[ $a -ge $b]返回false
-lt	小于则为真	[ $a -lt $b]返回true
-le	小于等于则为真	[ $a -le $b]返回true

这些关系运算符初学时不必全部记住，编写脚本用到时再来查询也可。

布尔运算符

运算符	说明	举例
!	非运算符，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

实例代码如下：

$ a=120;if [ $a != 120 ];then echo "a != 120";else echo "a == 120";fi   # ! 运算符的用法
a == 120

逻辑运算符

运算符	说明	举例
&&	逻辑的 AND	[[ $a -lt 100 && $b -gt 100 ]]
`		`

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

字符串运算符使用示例代码如下：

#!/bin/bash
a="abc"
b="efg"

if [ $a = $b ]
then
   echo "$a = $b : a 等于 b"
else
   echo "$a = $b: a 不等于 b"
fi
if [ $a != $b ]
then
   echo "$a != $b : a 不等于 b"
else
   echo "$a != $b: a 等于 b"
fi
if [ -z $a ]
then
   echo "-z $a : 字符串长度为 0"
else
   echo "-z $a : 字符串长度不为 0"
fi
if [ -n "$a" ]
then
   echo "-n $a : 字符串长度不为 0"
else
   echo "-n $a : 字符串长度为 0"
fi
if [ $a ]
then
   echo "$a : 字符串不为空"
else
   echo "$a : 字符串为空"
fi

执行脚本，输出结果如下：

abc = efg: a 不等于 b abc != efg : a 不等于 b -z abc : 字符串长度不为 0 -n abc : 字符串长度不为 0 abc : 字符串不为空

Shell 信息输出命令

Shell echo 命令

echo 命令用于字符串的输出，echo打印字符串默认换行。

Shell printf 命令

printf 命令和 echo 命令类似，都是用于信息的输出。

• printf 命令模仿 C 程序库（library）里的 printf() 程序。
• printf 由 POSIX 标准所定义，因此使用 printf 的脚本比使用 echo 移植性好。
• 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。默认 printf 不会像 echo 自动添加换行符，我们可以手动添加 \n。

printf 命令语法如下：

printf format-string [arguments...]

参数说明：

• format-string: 为格式控制字符串
• arguments:为参数列表

示例程序如下：

#!/bin/bash
printf "%-10s %-8s %-4s %12s\n" 姓名 性别 体重kg 学号
printf "%-10s %-8s %-4.2f %12d\n" 郭靖 男 66.1234 2017210675
printf "%-10s %-8s %-4.2f %12d\n" 杨过 男 48.6543 2017210688
printf "%-10s %-8s %-4.2f %12d\n" 郭芙 女 47.9876 2017210889

执行脚本，程序输出如下：

姓名 性别 体重kg 学号 郭靖 男 66.12 2017210675 杨过 男 48.65 2017210688 郭芙 女 47.99 2017210889

格式控制字符串解释：

• %s %c %d %f都是格式替代符
• %-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。
• %-4.2f 指格式化为小数，其中**.2指保留2位小数**。

%d %s %c %f 格式替代符详解:

• d: Decimal 十进制整数 -- 对应位置参数必须是十进制整数，否则报错！
• s: String 字符串 -- 对应位置参数必须是字符串或者字符型，否则报错！
• c: Char 字符 -- 对应位置参数必须是字符串或者字符型，否则报错！
• f: Float 浮点 -- 对应位置参数必须是数字型，否则报错!

printf 的转义序列

序列	说明
\a	警告字符，通常为ASCII的BEL字符
\f	换页
\n	换行
\t	水平制表符
\r	回车

Shell test 命令

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

数值测试

这是关系运算符，只支持数字，不支持字符串，除非字符串的值是数字。

参数	说明
-eq	等于则为真
-ne	不等于则为真
-gt	大于则为真
-ge	大于等于则为真
-lt	小于则为真
-le	小于等于则为真

符号含义：

1. eq （equal的缩写），表示等于为真
2. ne (not equal的缩写），表示不等于为真
3. gt (greater than的缩写），表示大于为真
4. ge （greater&equal的缩写），表示大于等于为真
5. lt （lower than的缩写），表示小于为真
6. le （lower&equal的缩写），表示小于等于为真

实例代码如下：

#!/bin/bash
# 关系运算符判断
num1=100
num2=333
if test $num1 -eq $num2
then
  echo "两个数相等"
else
  echo "两个数不相等"
fi
# 算术运算符判断
str1="honggao"
str2="hong.hao"
echo "传递的参数为: $*"
if [ $1 = $2i ]
then
  echo "两个输入字符串相等"
else
  echo "输入的两个字符串不相等"
fi

执行脚本(sh comm_test.sh eere wdwe2)，输出如下：

两个数不相等 传递的参数为: eere wdwe2 输入的两个字符串 不相等

test 检查文件属性

检查文件属性也是 test 的常见用法，比如检查一个文件类型是不是普通文件，可以使用 -f 选项，检查路径是否是目录可以用 -d 选项：

touch test.sh
filename="test.sh"
# 检查文件
if test -f "$filename";then
    echo "It's a regular file."
fi
# 检查目录
dirname="test_directory"
mkdir $dirname
if test -d "$dirname";then
    echo "It's a directory."
fi

运行脚本，输出如下：

test 命令是shell编程中非常重要的命令，一定要掌握！下面是其他一些常用的文件检查运算符：

-b file : 文件存在并且是块设备文件。
-c file : 文件存在并且是字符设备文件。
-d file : 文件存在并且是一个目录。
-e file : 文件存在。
-f file : 文件存在并且是一般文件。
-g file : 文件存在并且设置了 setgid 位。
-h file : 文件存在并且是一个链接文件。
-p file : 文件存在并且是一个命名管道(FIFO)。
-r file : 文件存在并且是可读的。
-s file : 文件存在并且有内容。
-u file : 文件存在并且设置了 setuid。
-w file : 文件存在并且是可写的。
-x file : 文件存在并且是可执行的。
-S file : 文件存在并且是一个 socket。

Shell 流程控制

Shell 的流程控制不可为空。

if else

if else语法格式：

if condition
then
    command1
    command2
    command3
else
    command
fi

if else-if else

if else-if else 语法格式如下：

if condition1
then
    command1
elif condition2
then
    command2
else
    commandN
fi

根据 width、height 计算 BMI 指数脚本实例代码如下：

echo "pleae input your weight and height"  # 无法支持输入小数
pf=`expr $2 \* $2`
bmi=`expr $1 / $pf`
echo "your bmi is: $bmi"
a=18
b=25
c=28
d=32
if [ $bmi -le $a ]
then
  echo "体重过轻"
elif [ $bmi -le $b ]
then
  echo "体重正常"
elif [ $bmi -le $c ]
then
  echo "体重过重"
elif [ $bmi -le $d ]
then
  echo "体重肥胖"
elif [ $bmi -gt $d ]
then
  echo "严重肥胖"
fi

执行脚本(sh if_else.sh 64 2)，程序输出如下：

pleae input your weight and height your bmi is: 16 体重过轻

for 循环

for 循环格式为：

for var in item1 item2 ... itemN
do
    command1
    command2
    ...
    commandN
done

while 语句

while 循环用于不断执行一系列命令，也可用于从输入文件中读取数据；命令通常为测试条件，其格式为：

while condition
do
    command
done

Shell 函数

shell 函数中的定义格式如下：

[ function ] funname [()]
{
    action;
    [return int;]
}

参数说明：

• 可以带 function fun() 定义，也可以直接 fun() 定义,不带任何参数。
• 执行函数直接使用 funname 即可。

局部变量与全局变量

# !/bin/bash
a="this is a" # 定义全局变量
b="this is b"
function funname() {
    local_c="this is c" # 定义局部变量
    echo $a, $b
    echo $local_c
    return 0   # shell 函数返回值是整形，并且在 0-257 之间
}
echo $d  # 打印不会生效，因为 d 是局部变量
funname  # 执行函数 funname

执行上诉程序 bash fun_test.sh，输出如下：

this is a, this is b this is c

递归函数

bash 也是支持递归函数的（能够调用自身的函数），示例程序如下：

#!/bin/bash
function name() {
    echo $1
    name hello
    sleep 1
}
name

运行此脚本后不断打印出 hello，按 ctrl+c 结束。

常用命令

ps、grep、awk、sed 三剑客

Shell 正则表达式

参考博客Shell 正则表达式。

参考资料

• 菜鸟教程-shell教程
• [Linux 命令行与 Shell 脚本教程](Linux 命令行与 Shell 脚本教程)