Linux下Shell脚本基础知识

主要参考视频：

这可能是B站讲的最好的Linux Shell脚本教程，3h打通Linux-shell全套教程，从入门到精通完整版_哔哩哔哩_bilibili

主要参考文档：

Shell 教程 | 菜鸟教程 (runoob.com)

Bash Shell教程 (yiibai.com)

先用视频入门，然后参考手册学习，之后实践总结。

认识Shell和Bash

计算机里，我们基本都会使用操作系统，对于开发人员来说，我们肯定需要控制操作系统做一些事情，但是有个问题，那就是出于安全性考虑我们用户层没法直接访问操纵系统的内核，这种情况下，就有人提出解决方案，那就是在内核操作上套一层“壳”，也就是Shell，然后提供给用户一些指令，用户层再通过指令去完成要干的活，这样，就避免了直接操作内核，保证了内核的安全性以及系统的稳定性。

Shell命令就是由此而来，Shell命令按照一定格式组成的文本就是Shell脚本。

那Bash是怎么回事呢？

有Shell命令，那肯定要有命令的解释器，也就是将输入的命令转换成实际操作系统内核要干的活，其中，Bash就是Shell命令的解释器。

有了一种解释器，肯定就有它的优点和缺点，必然就会出现其他种类的解释器，各有各的特点，各有各的适用场景，于是，市场上就出现了多种Bash。

事实上，不同的Bash对应的Shell也有些不同。

Linux中默认使用Bash，我们操作Linux就需要学习各种Bash Shell。

Linux操作系统中有不同类型的Shell。其中一些如下：

Bourne Shell
C shell
Korn Shell
GNU Bourne Shell

要想知道操作系统支持哪种Shell类型，可在终端中输入以下命令：
cat /etc/shells
要想知道bash在操作系统中的位置，可键入以下命令，将获得一个特定的位置：
which bash
如下：

显示的都是绝对路径。

Bash是Linux附带的标准Shell。它是当今最流行的开源Shell，并且具有在下一主题中阅读的各种生产功能。它也可用于Linux发行版，MacOS，Solaris 11和Windows 10。它通过许多改进为用户提供最佳体验。

Bash脚本

创建和执行

在计算机编程中，脚本是用于适当的运行时环境的一组命令，这些命令用于自动执行任务。

Bash Shell脚本是一个纯文本文件，其中包含一组通常在命令行中键入的各种命令。它用于在Linux文件系统上自动执行重复性任务。它可能包含一组命令或一个命令，或者可能包含命令式编程的标志，例如循环，函数，条件构造等。实际上，Bash脚本是用Bash编程语言编写的计算机程序。

如何创建和运行Bash脚本？
首先，使用cd命令进入保存脚本的目录；
（如果已有脚本则跳过，否则）使用touch命令创建零字节大小的脚本，脚本以.sh作为扩展名（经验证，不以.sh结尾也可以，事实上，linux中没有扩展名的概念，之所以常常写扩展名，是为了方便人为查看）；
touch file_name
打开文本，并输入bash脚本的shell命令；
使用chmod赋予该脚本以可执行的权限（这一步别忘了，要不文件没有可执行权限）；
./file_name来执行bash脚本（不在当前目录下就需要输入绝对路径或者相对路径）；
比如，创建一个脚本，并输入如下内容：

#! /bin/bash
echo Hello World!

然后执行。

就会在终端打印出Hello World!

开头

每个基于Bash的Linux脚本都以以下行开头：
#!/bin/bash
这里#!称为shebang，该行的其余部分是解释器的路径，用于指定bash shell在操作系统中的位置。

shebang的格式很重要，格式不正确会导致命令工作不正常。因此，在创建脚本时，要始终记住SheBang格式的这两点：

它应该始终在脚本的第一行。
在#!和解释器的路径之间，#之前不应有任何空格。

经测试，貌似有空格也可以，不过，还是应当遵循标准规范。

注意，单独的#是注释。

注意，linux中路径是以撇/来分隔的，在windows下是以捺\作为分隔的。

echo

echo是bash中常用的linux命令

echo是Bash中的内置命令，用于通过传递参数来显示标准输出。它是用于将文本/字符串行打印到屏幕上的最广泛使用的命令。

echo命令 – 输出字符串或提取后的变量值 – Linux命令大全(手册) (linuxcool.com)

单独的echo可以打印出空行。

比如：

显示结果定向至某个文件，也就是将显示结果写到某个文件里，其中>是重定向符号。
echo "It is a test" > myfile

关于引号

关于有无引号？

如果字符串是个整体，其实可以不用引号，shell也能识别为一个字符串。

但是，当字符串中有空格时，就有问题了，这是因为Bash使用空格来确定单独的项目。这种情况下，引号就可以用于处理带有空格字符的文本和文件名。

关于单引号和双引号？

使用简单的文本和字符串时，我们使用单引号或双引号都不会有任何区别

但是，当涉及到变量引用时，就有区别了。

shell变量扩展仅适用于双引号。如果在单引号中定义变量，则不会将其视为变量。

下面通过一个例子来理解这一点：

变量

变量部分内容可参考：

Shell 变量 | 菜鸟教程 (runoob.com)

之所以不能有空格，是因为bash是通过空格作为分隔的。

对于Bash，不必在变量声明时定义变量的数据类型。Bash变量是无类型的，只需通过分配其值来键入变量名称，它会自动判断数据类型。

如果将数字值分配给变量，它将自动转为整数工作，如果将字符值分配给该变量，则它将转为字符串类型。
year=2012  
comp_name=yiibai
使用echo命令，通过在名称之前加上美元($)号来读取它们，例如：
echo $year
echo $name
Shell或UNIX系统中都有两种类型的变量。

系统定义的变量
用户定义的变量

系统定义的变量

是由LINUX操作系统本身创建和维护的预定义变量。它们的标准约定是通常以大写字母进行定义。因此，每当看到以大写字母定义的变量时，很可能它们就是系统定义的变量。要了解系统中这些变量的列表，请在命令行终端上键入命令env或者printenv

用户定义的变量

这些变量由用户创建和维护。通常，这些类型的变量以小写形式定义。但是不强制的，也可以将变量名称写成大写。如下简单示例：

变量的操作

通常对Bash中的变量执行两个操作，如下所示：

为变量设置值。
读取变量的值。

设置变量值有几种方式，其中最常见的方法是直接设置值。

参考：Shell 变量 | 菜鸟教程 (runoob.com)

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，如：

变量名外面的花括号是可选的，加不加都行，加花括号是为了帮助解释器识别变量的边界，比如下面这种情况：

如果不给skill变量加花括号，写成echo "I am good at $skillScript"，解释器就会把$skillScript当成一个变量（其值为空），代码执行结果就不是我们期望的样子了。

推荐给所有变量加上花括号，这是个好的编程习惯。

Bash检查识别每个变量后，它将用分配的值替换每个变量名。它解释/运行每一行代码，并针对脚本的每个编码行继续执行此过程。

注：Bash中的两种变量都可以在终端以及Bash脚本上使用

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。

下面的例子尝试更改只读变量，结果报错：

删除变量

使用 unset 命令可以删除变量。语法：

获取字符串长度

数组

参考：Shell 变量 | 菜鸟教程 (runoob.com)

Shell 数组 | 菜鸟教程 (runoob.com)

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。

类似于 C 语言，数组元素的下标由 0 开始编号。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)
例如：
array_name=(value0 value1 value2 value3)
注意，数组不需要指定大小。

传递参数

参考：Shell 传递参数 | 菜鸟教程 (runoob.com)

我们可以在执行 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 为执行脚本的第一个参数，2 为执行脚本的第二个参数。

例如可以使用 $1、$2 等来引用传递给脚本的参数，其中 $1 表示第一个参数，$2 表示第二个参数，依此类推。

另外，还有几个特殊字符用来处理参数：

命令替换

其实就是获取命令执行的结果作为最终的内容。

替换的经典形式是使用反引号，如下所示：

也可以通过将命令放在圆括号(以美元符号($)开头)中来进行命令替换。如下：

示例：

读取用户输入

读取Bash用户输入，需要使用内置的Bash命令read。它用于从用户处获取输入并分配给变量。它仅从Bash shell中读取一行。以下是read命令的语法。
read <variable_name>
以下是从Bash脚本读取用户输入的示例：

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。

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。

例如，两个数相加(注意使用的是反引号 ` 而不是单引号 ')：

反引号，其实就是将expr命令执行的结果作为最终的结果值。

两点注意：

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。
完整的表达式要被 ` ` 包含，注意这个字符不是常用的单引号，而是在 Esc 键下边的反引号。

更多直接参考

Shell 基本运算符 | 菜鸟教程 (runoob.com)

注意：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 ]。注意，这里面有四个空格，从方括号开始后面就有空格了。

比较新奇的一个字符串运算符

条件语句-if

注意：在 sh/bash 里，如果 else 分支没有语句执行，就不要写这个 else分支。

Shell 流程控制 | 菜鸟教程 (runoob.com)

以if开头，以fi结尾。

有if就要搭配then，最后分支的else可以不用。

条件放在方括号[……]里。我看两个参考文档里，有的说条件后要加分号，有的又没有加，比较混乱。参考下这篇：shell中的if语句 - 开始认识 - 博客园 (cnblogs.com)

再参考这篇：

Shell if else语句（详解版） (biancheng.net)

可知：

当then和if处于同一行时，分号;才是必须的。

双小括号 (( )) 是 Bash Shell 中专门用来进行整数运算的命令，它的效率很高，写法灵活，是企业运维中常用的运算命令。
注意：(( )) 只能进行整数运算，不能对小数（浮点数）或者字符串进行运算

选择语句-case

case ... esac 为多选择语句，与其他语言中的 switch ... case 语句类似，是一种多分支选择结构，每个 case 分支用右圆括号开始，用两个分号 ;; 表示 break，即执行结束，跳出整个 case ... esac 语句，esac（就是 case 反过来）作为结束标记。

可以用 case 语句匹配一个值与一个模式，如果匹配成功，执行相匹配的命令。

case ... esac 语法格式如下：

更多参考：

Shell 流程控制 | 菜鸟教程 (runoob.com)

循环语句

Shell 流程控制 | 菜鸟教程 (runoob.com)

for循环 while循环 until循环

for循环

shell三种 for循环方式_shell 循环100次-CSDN博客

参考：

Bash for循环 - Bash Shell教程 (yiibai.com)

注意，for-in中列表是以空格来分开每一项。

更多直接参考：

Shell 流程控制 | 菜鸟教程 (runoob.com)

函数

直接参考即可：

Bash函数 - Bash Shell教程 (yiibai.com)

文件包含

和其他语言一样，Shell 也可以包含外部脚本。这样可以很方便的封装一些公用的代码作为一个独立的文件。

Shell 文件包含的语法格式如下：

补充

当Shell脚本运行时，它会先查找系统环境变量ENV，该变量指定了环境文件(加载顺序通常是/etc/profile、~/.bash_profile、~/.bashrc、/etc/bashrc等)，在加载了上述环境变量文件后，Shell就开始执行Shell脚本中的内容。

Shell脚本是从上至下、从左至右依次执行每一行的命令及语句的，即执行完了一个命令后再执行下一个，如果在Shell脚本中遇到子脚本(即脚本嵌套)时，就会先执行子脚本的内容，完成后再返回父脚本继续执行父脚本内后续的命令及语句。

通常情况下，在执行Shell脚本时，会向系统内核请求启动一个新的进程，以便在该进程中执行脚本的命令及子Shell脚本。

exit 命令退出shell，判断上一个命令是否执行成功，可用 echo $? ，为0，表示执行成功，不为0表示失败。失败时，可以使用exit命令退出整个shell脚本的进程。