Bash shell 脚本编程全攻略（上篇）

Bash shell 脚本编程全攻略（上篇）

 

什么是shell脚本呢？

当命令不在命令行上执行，而是通过一个文件执行时，该文件就称为shell脚本，脚本以非交互的方式运行。Shell脚本把命令通过一些语法组织起来，便能实现特定的功能。

 

Shell脚本主要运用在系统运维中，主要功能有：

自动化常用命令；

执行系统管理和故障排除；

创建简单的应用程序；

处理文本或文件。

 

Shell脚本创建与执行

Shell脚本通常在编辑器中编写，由命令及其注释组成，注释是跟在井号（#）后面的内容，用来对脚本进行注释。

脚本左上角的第一行会指出由哪个程序来执行脚本中的行。这一行通常称为shbang行，必须为顶端第一行，如由bash来执行则为：

#！/bin/bash

在执行shell脚本时，须先给予执行权力，然后在命令行上指定脚本的路径运行；或是直接运行解释器，将脚本作为解释器的参数运行。

了解shell脚本编程，我们先要了解其一些基本的组成或涉及的基本内容。由于涉及内容较多，一些部分可能不会详细讲解。

 

变量

学习Shell脚本离不开变量，根据生效范围变量主要分为；

局部变量：只对当前shell进程有效；对当前shell之外的其它shell进程包括其子shell均无效。在函数中用local声明的局部变量只能用在函数中。

环境变量：当前shell进程及其子进程有效。

变量赋值

局部变量 VAR_NAME=value 或declare VAR_NAME=value

环境变量 export name=value 或declare -x name=value

显示所有环境变量可以用命令：export或env

只读变量 readonly name=value 或 delcare -r name=value

声明后不能修改和删除。

删除变量 unset name

显示已定义的所有变量 set或declare

变量引用 $name;${name}

shell 会对双引号内的美元符号后的变量执行变量扩展，对于单引号内的则不会。

 

命令替换

Linux命令的输出可以被赋给一个变量，或者通过使用反引号引用命令，在一个字符串中使用该命令的输出。Bash还提供了另一中新语法:无需反引号，只将命令包含在由美元符号开始的一对圆括号中即可。即：

    variable_name=`COMMAND`

    variable_name=$(COMMAND)

范例

 

 

数组

Bash中可以创建一维数组。数组允许将一列词放到一个变量名中，例如一列数、一列名称或一列文件。

数组声明（赋值）

数组可以用内置命令decare -a来创建，或者直接给变量名一个下标来创建，如arry_name[0]=5。索引值是从0开始的整数。

如果declare命令带-a和-r选项，将创建一个只读数组。

也可以一次性给全部或部分元素赋值，如：

    arry_name=（"apple pie" banana  cat ）此时索引从0开始，按序关联。

    arry_name=（[0]="apple pie" [2]=cat ）

declare，readonly，和local内置命令也可以带-a选项来声明一个数组，-a选项的read命令用来从标准输入读入一组词到数组元素中。

 

关联数组

数组没有上限，索引不必连续（稀疏格式）。还可以使用自定义的模式，如declare -A arry_name=([a]=apple [b]=banana),称为关联数组，此时必须用decare -A来声明赋值才能用。

 

数组引用

要取出数组中的一个元素：${arry_name[index]}。

引用数组中的所有元素：${arry_name[*]}或${arry_name[@]}

数组切片 ${arry_name[@]:offset:num}。

    eg.  ${arry1[@]:1:3} 跳过第一个，取之后的3个元素。

 

数组长度（元素个数）

    ${#arry_name[*]}或${#arry_name[@]}

 

数组删除

    删除整个数组：unset arry_name

    删除单个元素：unset arry_name[index]

 

Shell读取用户输入之read

read是一个内置命令，用于从终端或文件读取输入。read命令读取一个输入行，直至遇到换行符。如果read后未跟变量，读入的行将会赋给内置变量REPLY。也可以用read命令来中断程序的运行，直至用户输入一个回车键。read常用方法与选项为：

read answer	从终端读入一行赋值给变量answer
read first…last	把用户键入的词依次赋给赋给变量fist…，剩余的部分全部保存到变量last中
read -p promt	打印提示符，并等待用户输入
-a arryname	读入一组词，以此赋值给数组arryname
-t timeout	等待用户输入时间，如果在timeout（sec）时间没有输入一个完整的行则退出并返回一个失败状态值。

范例

 

 

位置参量与命令行参数

用户可以通过命令行向脚本传递参数，我们用位置参量(或称为位置变量)来引用。例如：$1代表第一个位置参量。位置参量有：

$0	脚本名（脚本路径）
$1…${10}	单独的位置参量
$#	位置参量个数
$*	所有参数，全部参数合为一个字符串
$@	所有参数，全部参数分为单独字符串；$*与$@在加双引号时才有区别

带参数的set命令将重置位置变量，且原来的参量列表就丢失了。要清除所有位置参量，可使用set –，$0始终代表脚本名。

范例：脚本如下

#!/bin/bash

echo $1

echo $2

echo $3

echo ====

for i in $*;do

        echo $i

done

echo ====

for i in $@;do

        echo $i

done

echo ====================

for i in "$*";do

        echo $i

done

echo ====

for i in "$@";do

        echo $i

done

set 1 2 3

echo $1

echo $2

echo $3

set —

echo \$1 is $1

执行结果

 

说明：输入3个脚本参数"blue sky”green white给脚本test。

 

算术运算

Shell脚本少不了算术运算。

可以用declare -i定义一个整型变量，如果把一个整型变量赋值给一个字符串，则bash把变量值变为0。

整型变量可以进行直接进行算术运算；内置let命令也允许进行算术操作，且带有丰富的类C操作符，双括号(( ))是let的另一种可选形式。

范例：

 

说明：整型变量直接运算时，中间不能有空格，或者用双引号括起来。

let命令是shell的内置命令，可以用来进行整数运算和数值表达式测试。

范例：

 

说明：let执行算术运算时，不需要用美元符号$展开变量；如果参数包含空格则需要加引号；双括(( ))可以代替let变量，此时操作符之间可以有空格。let操作符有：

+  –  *  /	加（正号）、 减（负号）、 乘、 除
%	余数（取模）
！	逻辑非
～	按位取反
<<  >>	按位左移 、 按位右移
<  >  <=  >=	关系运算符，小于、 大于、 小于等于、 大于等于
==  !=	相等 、不相等
&  |  ^	按位与 、按位或、按位异或
&&  ||	逻辑与 、逻辑或
=  *=  /=  %=  +=  -=  <<=  >>= &=  ^=  |=	赋值、快捷赋值运算符

算术扩展

Shell通过对一个算术表达式求值并替换结果来进行算术扩展。表达式可以像在双引号中一样来处理，并且可以嵌套。求值算术表达式有以下两种格式：

    $[ expression ]  

    $(( expression ))

范例：

 

因也可以把$[ ]当作算术运算的另一种方法。

当执行变量、命令、算术表达式和路径名的扩展时，shell被设计按照指定的顺序来扫描命令行。假设变量没有被引用，处理就将按下面的顺序进行。

1、花括号扩展2、代字符号扩展3、参量扩展4、变量替换5、命令替换6、算术扩展7、词分离8、路径名扩展

expr命令

算术运算还可以采用一种方法：expr命令。expr命令用来求表达式的值，其中便包括部分算术运算。

范例

 

说明：用expr时各符号间需要空格隔开，乘号需要加反斜杆转义。

浮点运算

Bash只支持整型运算，但也可以一些其他工具如bc，awk来处理更复杂的运算。

范例

 

说明：用echo将表达式通过管道传递给bc，scale变量等于3表示小数点后面为3位小数。

 

条件测试

Bash可以测试两种类型的条件：命令成功或失败，表达式为真或为假。在任何一种类型的测试中都要使用退出状态。退出状态为0表示命令执行成功或表达式为真，非0表示命令执行失败或表达式为假。状态变量“？”中保存的是退出状态值。

条件测试之test与let

单方括号的test命令    通常内置的test命令来测试表达式的值，test命令也可以链接到方括号上。这样，既可以使用单独的test命令，也可以通过把表达式用单括号括起来，来测试表达式的值。在用test命令或单方括号来测试表达式时，表达式中的shell元字符不会被扩展。由于要对变量进行单词分离，因此包含空白字符的字符串必须用引号括起来。

双方括号的test命令    用双方括号[[ ]](内置的test复合命令)来测试表达式的值时，对变量不进行单词分离，但可以通过元字符扩展进行模式匹配。包含空白字符的字符串必须用引号括起来。此时逻辑操作符&&（与）和||（或）代替了与test命令一起使用的-a和-o选项。

test命令操作符（除&&和||外，其他操作符两边及中括号两边都须有空格）：

操作符	测试内容
字符串测试
[ string1 = string2 ]	string1等于string2
[ string1 == string2 ]	string1等于string2（可用=代替）
[ string1 != string2 ]	string1不等于string2
[ string ]	string不为空
[ -z string ]	string的长度为0
[ -n string ]	string的长度不为0
逻辑测试
[ string1 -a string2 ]	string1和string2都为真
[ string1 -o string2 ]	string1或string2至少有一个为真
[ ! string ]	字符串不匹配
逻辑测试（复合命令）
[[ pattern1 && pattern2 ]]	pattern1和pattern2都为真
[[ pattern1 || pattern2 ]]	pattern1和pattern2至少有一个为真
[[！pattern ]]	模式不匹配
[[ pattern1 =~ pattern2 ]]	pattern1是否与pattern2匹配（正则表达式匹配）
整数测试
[ int1 -eq int2 ]	Int1等于int2
[ int1 -ne int2 ]	Int1不等于int2
[ int1 -gt int2 ]	Int1大于int2
[ int1 -ge int2 ]	Int1大于或等于int2
[ int1 -lt int2 ]	Int1小于int2
[ int1 -le int2 ]	Int1小于或等于int2
文件测试
[ file1 -nt file2 ]	文件file1比file2新则为真
[ file1 -ot file2 ]	文件file1比file2老则为真
[ file1 -ef file2 ]	文件file1和file2有相同的设备数或i节点数则为真
[ -e file ]	文件是否存在（同-a）；此外还有许多文件测试，如 -r/-w/x；-g/-u/-k；-t/-N/-O/-G; -b/-c/-d/-f/-h（-L）/-p/-s/-S(socket)

范例

 

说明：单方括号是test的另一种表示方法，test命令不允许使用通配符，所以单方括号中[LI]不会被展开，linux与[Ll]inux不相等，返回状态为1；当使用复合test命令时可以使用通配符，返回值为真。

 

说明：双方括号的复合test，此时支持通配符，不进行变量分离；等号加波浪符(=~)，则为正则表达式模式匹配。逻辑操作符用&&代替-a。

let命令和带双圆括号的算术表达式测试

虽然test命令可以测试算术表达式，但由于let命令丰富的类C操作符，我们更愿意使用let命令，此时将表达式放在双圆括号来表示不同含义。

范例

 

说明：双圆括号代替let命令来测试算术表达式里的值，此时括号里的变量不需要使用美元符号$展开。

 

条件语句

条件语句之if

条件语句能够根据某个特定的条件是否满足，来选择执行相应的任务。if是最简单的决策形式。if/else语句提供双分支，而if/elif/else语句则提供多分支。

if语句后加一条后面跟一条或一组命令引用或测试表达式，如果该命令或测试表达式的退出状态为0，则执行then到fi之间的语句；如果退出状态为非0，则shell直接跳到fi后面执行命令。双路决策则为退出状态为0则执行then到else之间的语句；否则执行else到fi之间的语句。同理多分支则再次提供一次或多次测试。

if语句格式

 

详细为：

单分支

if condition；then

COMMANS(命令组)

fi

双分支

if condition；then

COMMANS(命令组)

else

COMMANS(命令组)

fi

多分支

if condition；then

COMMANS(命令组)

elif condition2；then

COMMANS(命令组)

…

else

COMMANS(命令组)

fi

条件conditon可为命令、test测试表达式或则双圆括号的算术表达式(( ))。

关键字之间的命令采用缩进格式，是一种惯例，以使程序便于阅读和调试。

if语句可以嵌套，如果嵌套使用if语句，fi总是与最近的if语句配套。同理最好对嵌套if语句进行缩进。

范例：

 

说明：反向单引号引用grep命令在/etc/passwd文件中查找$name，由于不需要看grep命令的输出结果，所以用标准错误输出和标准输出都重定向到linux的位容器/dev/null中。

grep命令若找到了$name则退出状态返回0，就执行then后面的语句，否则执行else后面的语句。exit 1显示退出状态1，说明查找失败。

exit命令和变量"?"

exit命令用于终止脚本并返回命令行。传递给exit的参数是一个0～255之间的整数。如果程序返回退出状态0，则表示程序成功退出。否则表示遇到了某种失败。传递给exit的参数保存在变量"?"中。脚本程序默认的退出状态是程序最后一条命令的执行状态。

 

null命令

冒号(:)代表的null命令是shell的一个内置命令，它不做任何工作，只返回退出状态0。null命令有时被放在if后作为一个占位符，这时if命令没有什么事可做，却需要有一条命令放在then后面，否则程序会产生报错信息。null命令常常被用作循环命令的参数，作用是让循环无限执行下去。

 

条件语句之case

case命令是一个多路分支命令，可用来代替if/elif命令。case变量的值与value1，value2等的值逐一比较，知道找到与之匹配的值。如果某个值与case变量匹配，程序就执行该值后面的命令，直到遇到双分号，然后跳到esac后面继续往下执行。

如果没有找到与case便来那个匹配的值，程序就执行默认值"*)"后面的命令，然后跳出。case的表达式里可以用shell通配符，还可以用竖杆将两个值相或。

格式

 

详细

case 变量 in

value1）

COMMANDS

;;

value2）

COMMANDS

;;

…

*)

COMMANDS

;;

esac

范例

 

说明：提示用户输入一个选择存入变量choice中，如果choice的值与下面的选项某项匹配则执行相应的命令。

用here文档和case语句生成菜单

here文档经常与case命令结合起来使用。我们可以用here文档生成一个选项菜单显示在屏幕上，要求用户选择一个菜单项，然后用case命令对照选项测试用户的输入以执行相应的命令。

 

说明：cat生成here文档，read读入用户的输入保存在choice变量中，其值与那个选项匹配便执行相应的命令。