Shell变量类型和运算符

一、Shell变量类型

1、变量类型

Shell的3种变量：

（1）局部变量：除了本地变量外，还有shell脚本中定义的变量。

（2）全局变量：和局部变量相对。比如环境变量就是一种全局变量。

（3）特殊变量：shell内置的、具有特殊功能的变量。

  • 特殊参数变量：主要用于shell脚本中传递参数。
  • 特殊状态变量：主要用于查看命令状态的变量。

根据变量的作用域可以将 shell变量分为：全局变量、局部变量、环境变量，其中：

  • 局部变量：仅仅能在当前shell进程中使用，不能在当前shell的子shell中使用，更不能在其他shell中使用。
  • 全局变量：可以在当前shell进程及其子shell中使用。
  • 环境变量和全局变量通常划等号。

2、特殊变量

2.1 特殊参数变量

Shell特殊变量：主要用于传递参数的。

shell内置的特殊参数变量主要有：

在这里插入图片描述

Shell $*和$@之间的区别：

  • 当$* 和$@ 不被双引号""引住时，它们之间是没有任何区别的，都是将接收到的每个参数看做一份数据，彼此之间以空格来分隔。
  • 当$* 和$@ 被双引号"“引住时，”$*" 会将所有的参数从整体上看作一份数据，而不是把每个参数都看作一份数据。也就是参数之间是无法分隔的，因为是一份数据嘛。而"$@" 依然是将每个参数都看作一份数据，彼此之间是独立的，就是有参数个数份数据。

所以当我们echo $* 和 echo$@时，看不出什么区别，但是当我们使用for循环逐个输出数据时，区别就出来了。

2.1 特殊状态变量

shell内置的特殊状态变量主要有：

在这里插入图片描述

二、Shell变量类型

Shell 支持不同类型的变量，下面是一些最常用的数据类型。

1、字符串变量

字符串（String）就是一系列字符的组合。字符串是 Shell 编程中最常用的数据类型之一。

字符串可以由单引号’ '包围，也可以由双引号" "包围，也可以不用引号。它们之间是有区别的。

三种形式的区别：

（1) 由单引号’ '包围的字符串

  • 单引号里的任何字符都会原样输出，在其中使用的变量是无效的。
  • 单引号字串中不能出现单独一个的单引号（即使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。

（2) 由双引号" "包围的字符串

  • 双引号里可以包含变量，该变量会被解析（得到该变量的值），而不是原样输出。
  • 双引号里可以出现转义字符，比如双引号，只要它被转义了就行。

（3) 不被引号包围的字符串

  • 不被引号包围的字符串中出现变量时也会被解析，这一点和双引号" "包围的字符串一样。
  • 字符串中不能出现空格，否则空格后边的字符串会作为其他变量或者命令解析。对于不连续的字符串最好使用双引号。

1.1 字符串拼接

在脚本语言中，字符串的拼接（也称字符串连接或者字符串合并）往往都非常简单。

在 Shell 中你不需要使用任何运算符，将两个字符串并排放在一起就能实现拼接，非常简单粗暴。

示例如下：

#!/bin/bash

name="Shell"
url="http://www.baidu.com"

str1=$name$url  #中间不能有空格
str2="$name $url"  #如果被双引号包围，那么中间可以有空格
str3=$name": "$url  #中间可以出现别的字符串
str4="$name: $url"  #这样写也可以
str5="${name}Script: ${url}index.html"  #这个时候需要给变量名加上大括号

echo $str1
echo $str2
echo $str3
echo $str4
echo $str5

在这里插入图片描述

1.2 获取字符串长度

在 Shell 中，通过 ${#string_name} 来获取字符串长度。

示例如下：

#!/bin/bash

url="http://www.baidu.com"
echo ${#url}   # 20
# 变量为字符串时，${#string_name} 等价于 ${#string_name[0]}
echo ${#url[0]} # 20

1.3 字符串字符串截取

Shell 截取字符串通常有两种方式：从指定位置开始截取和从指定字符（子字符串）开始截取。

1.3.1 从指定位置开始截取

这种方式需要两个参数：除了指定起始位置，还需要截取长度，才能最终确定要截取的字符串。

指定起始位置时，可以从字符串左边开始计数，也可以从字符串右边开始计数。

（1） 从字符串左边开始计数

从字符串的左边开始计数，格式如下：${string: start :length}

其中：

  • string 是要截取的字符串，
  • start 是起始位置（从左边开始，从 0 开始计数），
  • length 是要截取的长度（省略的话表示直到字符串的末尾）。

示例如下：

#!/bin/bash

url="http://www.baidu.com"

echo ${url: 2: 9}
echo ${url: 3}  #省略 length，截取到字符串末尾

在这里插入图片描述

（2）从右边开始计数

从字符串的右边开始计数，格式如下：${string: 0-start :length}

格式中多了0-，这是固定的写法，专门用来表示从字符串右边开始计数。

需要注意：

  • 从左边开始计数时，起始数字是 0（这符合程序员思维）；从右边开始计数时，起始数字是 1（这符合常人思维）。计数方向不同，起始数字也不同。
  • 不管从哪边开始计数，截取方向都是从左到右。

示例如下：

#!/bin/bash

url="http://www.baidu.com"

echo ${url: 0-13: 9}
echo ${url: 0-13}  #省略 length，直接截取到字符串末尾

在这里插入图片描述

1.3.2 从指定字符（子字符串）开始截取

这种截取方式无法指定字符串长度，只能从指定字符（子字符串）截取到字符串末尾。

Shell 可以截取指定字符（子字符串）右边的所有字符，也可以截取左边的所有字符。

（1）使用 # 号截取右边字符

使用#号可以截取指定字符（或者子字符串）右边的所有字符，格式如下：${string#*chars}

其中：

  • string 表示要截取的字符，
  • chars 是指定的字符（或者子字符串），*是通配符的一种，表示任意长度的字符串。*chars连起来

使用的意思是：忽略左边的所有字符，直到遇见 chars（chars 不会被截取）。

示例如下：

#!/bin/bash

url="http://www.baidu.com"

echo ${url#*:}
echo ${url#*p:}
echo ${url#*ttp:}

在这里插入图片描述

如果不需要忽略 chars 左边的字符，那么也可以不写*。

示例如下：

#!/bin/bash

url="http://www.baidu.com"

echo ${url#http://}
echo ${url#*/}

在这里插入图片描述

注意：以上写法遇到第一个匹配的字符（子字符串）就结束了。

如果希望直到最后一个指定字符（子字符串）再匹配结束，那么可以使用##，格式为：${string##*chars}

示例如下：

#!/bin/bash

url="http://www.baidu.com"
url="http://c.biancheng.net/index.html"

echo ${url#*/}    #结果为 /c.biancheng.net/index.html
echo ${url##*/}   #结果为 index.html
str="---aa+++aa@@@"
echo ${str#*aa}   #结果为 +++aa@@@
echo ${str##*aa}  #结果为 @@@

（2）使用 % 截取左边字符

使用%号可以截取指定字符（或者子字符串）左边的所有字符，格式如下：${string%chars*}

注意*的位置，因为要截取 chars 左边的字符，而忽略 chars 右边的字符，所以*应该位于 chars 的右侧。

示例如下：

#!/bin/bash

url="http://www.baidu.com"
url="http://c.biancheng.net/index.html"
echo ${url%/*}  #结果为 http://c.biancheng.net
echo ${url%%/*}  #结果为 http:
str="---aa+++aa@@@"
echo ${str%aa*}  #结果为 ---aa+++
echo ${str%%aa*}  #结果为 ---

2、整数变量

在一些Shell中，你可以使用 declare 或 typeset 命令来声明整数变量。这样的变量只包含整数值。

示例如下：

#!/bin/bash

declare -i my_integer=42
echo ${my_integer}
my_integer=hello
echo ${my_integer}

这样的声明告诉 Shell 将 my_integer 视为整数，如果尝试将非整数值赋给它，Shell会尝试将其转换为整数。

在这里插入图片描述

3、数组变量

数组（Array）是若干数据的集合，其中的每一份数据都称为元素（Element）。

Bash Shell 只支持一维数组（不支持多维数组），并且没有限制数组的大小，理论上可以存放无限量的数据。

Shell 数组元素的下标也是从 0 开始计数。获取数组中的元素要使用下标[ ]，下标可以是一个整数，也可以是一个结果为整数的表达式0。

3.1 定义数组

在 Shell 中，用括号 ( ) 来表示数组，数组元素之间用空格来分隔。

定义数组的一般形式为：array_name=(ele1 ele2 ele3 … elen)

注意：

  • 赋值号=两边不能有空格，必须紧挨着数组名和数组元素。
  • Shell 是弱类型的，它并不要求所有数组元素的类型必须相同。

示例如下：

#!/bin/bash

nums=(29 100 13 8 91 44)
arr=(20 56 "http://www.baidu.com")

# 定义之后还可以增加元素
nums[6]=88

# 无需逐个元素地给数组赋值，我们也可以只给特定元素赋值
ages=([3]=24 [5]=19 [10]=12) # 只给第 3、5、10 个元素赋值，所以数组长度是 3。

3.2 获取数组的长度

数组长度，就是数组元素的个数。

利用 @或 *，可以将数组扩展成列表，然后使用 #来获取数组元素的个数，格式如下：
${#array_name[@]}
${#array_name[*]}

其中 array_name 表示数组名。两种形式是等价的，选择一种即可。

如果某个元素是字符串，还可以通过指定下标的方式获得该元素的长度。其实获取数组长度的方法与获取字符串长度的方法如出一辙。

示例如下：

#!/bin/bash

arr=(20 56 "http://www.baidu.com")
echo ${#arr[*]}    # 输出 3
echo ${#arr[@]}   # 输出 3
echo ${#arr[2]}    # 输出 20

#向数组中添加元素
arr[10]="ele88"

echo ${#arr[*]}   # 输出 4
echo ${#arr[10]}  # 输出 5

#删除数组元素
unset arr[1]      
echo ${#arr[*]}   # 输出 3

3.3 读取数组元素

（1）获取数组中某个元素的值。

一般格式为：${array_name[index]}

其中，array_name 是数组名，index 是下标。

（2）使用 @或 *可以获取数组中的所有元素。

一般格式为：

${array_name[*]}
${array_name[@]}

两者都可以得到 array_name 数组的所有元素。

示例如下：

#!/bin/bash

nums=(29 100 13 8 91 44)
echo ${nums[@]}  #输出所有数组元素

nums[10]=66  #给第10个元素赋值（此时会增加数组长度）
echo ${nums[*]}  #输出所有数组元素
echo ${nums[4]}  #输出第5个元素

在这里插入图片描述

三、Shell运算符

Shell 和其他编程语言一样，支持多种运算符，包括：

  • 算数运算符
  • 关系运算符
  • 布尔运算符
  • 字符串运算符
  • 文件测试运算符

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。

基本语法：

方式1：value=$((运算式))
方式2：value=$[运算式]
方式3：value=`expr m + n`

expr（expression的缩写）是一款表达式计算工具，使用它能完成表达式的求值操作。

使用expr时注意：

  • 表达式和运算符之间要有空格。
  • 完整的表达式要被要被 反引号包含，这个字符不是常用的单引号，在 Esc 键下边。
  • expr +,-,*,/,% <==> 加，减，乘，除，取余

1、算术运算符

下表列出了常用的算术运算符，假定变量 a 为 10，变量 b 为 20：

在这里插入图片描述

注意：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 ]。

示例如下：

#!/bin/bash

res1=$(((2+3)*4))
res2=$[(2+3)*5]
temp=`expr 2 + 3`
res3=`expr ${temp} \* 6`

echo "res1=${res1}"
echo "res2=${res2}"
echo "temp=${temp}"
echo "res3=${res3}"

a=10
b=20

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

if [ $a == $b ]
then
   echo "a 等于 b"
fi
if [ $a != $b ]
then
   echo "a 不等于 b"
fi

在这里插入图片描述

2、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：

在这里插入图片描述

示例如下：

#!/bin/bash

a=10
b=20

if [ $a -eq $b ]
then
   echo "$a -eq $b : a 等于 b"
else
   echo "$a -eq $b: a 不等于 b"
fi

if [ $a -ge $b ]
then
   echo "$a -ge $b: a 大于或等于 b"
else
   echo "$a -ge $b: a 小于 b"
fi

在这里插入图片描述

3、布尔运算符

下表列出了常用的布尔运算符，假定变量 a 为 10，变量 b 为 20：

在这里插入图片描述

示例如下：

#!/bin/bash

res1=$((2 != 3))
echo "res1=${res1}"

a=10
b=20

if [ $a != $b ]
then
   echo "$a != $b : a 不等于 b"
else
   echo "$a == $b: a 等于 b"
fi

if [ $a -lt 100 -a $b -gt 15 ]
then
   echo "$a 小于 100 且 $b 大于 15 : 返回 true"
else
   echo "$a 小于 100 且 $b 大于 15 : 返回 false"
fi

if [ $a -lt 100 -o $b -gt 100 ]
then
   echo "$a 小于 100 或 $b 大于 100 : 返回 true"
else
   echo "$a 小于 100 或 $b 大于 100 : 返回 false"
fi

在这里插入图片描述

4、逻辑运算符

以下介绍 Shell 的逻辑运算符，假定变量 a 为 10，变量 b 为 20：

在这里插入图片描述

示例如下：

#!/bin/bash

a=10
b=20

if [[ $a -lt 100 && $b -gt 100 ]]
then
   echo "返回 true"
else
   echo "返回 false"
fi

if [[ $a -lt 100 || $b -gt 100 ]]
then
   echo "返回 true"
else
   echo "返回 false"
fi

在这里插入图片描述

5、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”：

在这里插入图片描述

示例如下：

#!/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

在这里插入图片描述

参考文章：

  • 菜鸟教程-Shell 基本运算符：https://www.runoob.com/linux/linux-shell-basic-operators.html

– 求知若饥，虚心若愚。

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