Shell脚本基础教程

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Shell脚本基础教程，内容比较详细，整理了目录结构、shell语法和一些常见shell用法。

开始

第一行：指定解释器类型

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#!/bin/bash

常见的解释器类型：

解释器 说明
Bsh 由贝尔实验室编写。Bsh是产生较早的UNIX Shell程序，实现了最基本的命令解释器的功能，同时也可以作为脚本编程语言。
Csh 是因使用C语言的语法风格而得名，在用户的命令行交互界面上进行了很多改进，并增加了历史，别名，文件名替换，作业掏等功能，相比Bsh，Csh在更加适用为用户提供命令交互操作。
Ksh 在Bsh和Csh之后出现的,结合了两都的功能优势，兼具Bsh的语法和Csh的交互特性。
Bash 从名称可以看出是Bsh的升级版本，是著名的开源软件项目，目前大多数的Linux版本(包括Red Hat公司的Linux系统)都使用Bash 作为默认的Shell程序当运行Shell程序时，实际运行的是Bash程序。
Zsh 更多地基于交互式操作考虑进行设计的Shell程序,集成了Bash,Ksh等多种Shell程序的优点。

脚本执行方式：

作为可执行程序

将上面的代码保存为 test.sh，并 cd 到相应目录：

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chmod +x ./test.sh  #使脚本具有执行权限
./test.sh  #执行脚本

注意，一定要写成 ./test.sh，而不是 test.sh，运行其它二进制的程序也一样，直接写 test.sh，linux 系统会去 PATH 里寻找有没有叫 test.sh 的，而只有 /bin, /sbin, /usr/bin，/usr/sbin 等在 PATH 里，你的当前目录通常不在 PATH 里，所以写成 test.sh 是会找不到命令的，要用 ./test.sh 告诉系统说，就在当前目录找。

这种方式按照 第一行所指定的解释器来解释和执行， 如果没有指定，默认按照 /bin/sh 来解释和执行

作为解释器参数

这种运行方式是，直接运行解释器，其参数就是 shell 脚本的文件名，如：

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sh test.sh

用 sh 这个shell (sh一般指系统默认shell,比如 bash, ksh, Csh 等都有可能) 来解释和运行 xxx 这个脚本。

以下几种方式的区别

./*.sh、sh *.sh或者bash *.sh，此三种执行脚本的方式都是重新启动一个子shell,在子shell中执行此脚本。
source *.sh和 . ./*.sh两种执行方式都是在当前shell进程中执行此脚本，而不是重新启动一个shell 而在子shell进程中执行此脚本。

脚本调试方式：

使用echo

在任何怀疑出错的地方用echo打印变量

sh -n或-x选项

-n读取shell脚本，但不实际执行，用于测试Shell脚本中是否存在语法错误。

-x 提供跟踪执行信息,将执行脚本的过程中把实际执行的每个命令显示出来，行首显示+, +后面显示经过替换之后的命令行内容，有助于分析实际执行的是什么命令。是调试Shell脚本的强有力工具，是Shell脚本首选的调试手段。

调试工具bashdb

使用shell调试器bashdb，这是一个类似于GDB的调试工具，可以完成对shell脚本的断点设置，单步执行，变量观察等许多功能。

变量

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var=value

“=”两边不能有空格，shell自动创建变量，默认为空值。

惯例常量用大写。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。

变量的使用，变量名前加$，推荐用{}括起来避免歧义。

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echo ${var_name}

删除变量

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unset var_name

不能删除只读变量

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

字符串

字符串可以用单引号，也可以用双引号。

单引号字符串的限制：

  • 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引号（对单引号使用转义符后也不行）。

双引号的优点：

  • 双引号里可以有变量
  • 双引号里可以出现转义字符

拼接字符串：

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

获取字符串长度：

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string="abcd"
echo ${#string} #输出 4

提取子字符串:
以下实例从字符串第 2 个字符开始截取 4 个字符

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string="runoob is a great site"
echo ${string:1:4} # 输出 unoo

查找子字符串:
查找字符 “i 或 s” 的位置

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string="runoob is a great company"
echo `expr index "$string" is`  # 输出 8

here documents

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command << token
text
token

command为可以接收标准输入的命令，token为文本结束标识符，text为正文文本，其中单双引号变为普通字符。

<<-可以忽略开头tab字符，使得可以缩进，eg：

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cat <<- _EOF_
    <H2>Home Space Utilization (All Users)</H2>
    <PRE>$(du -sh /home/*)</PRE>
_EOF_

shell数组

使用数组，三种方式

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a[1]=foo
a=(v0 v1 v2)
declare -a a

读取数组

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echo ${a[1]}
echo ${a[@]} #读取所有元素
echo ${a[*]} #读取所有元素

获取数组的长度

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length=${#array_name[@]}
length=${#array_name[*]}

返回有值的下标数组

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

末尾追加元素

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a+=(value)

删除数组或元素

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unset a
unset 'a[1]'

数组不带下标a等价于a[0]。

关联数组

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declare -A a
a["color"]="red"

特殊shell变量

变量 含义
$0 当前脚本的文件名
$n 传递给脚本或函数的参数。n 是一个数字，表示第几个参数。例如，第一个参数是$1，第二个参数是$2。
$# 传递给脚本或函数的参数个数。
$* 传递给脚本或函数的所有参数。
$@ 传递给脚本或函数的所有参数。常被双引号(“ “)包含使用。
$? 上个命令的退出状态0-255，0表示没有错误，其他任何值表明有错误。。
$$ 当前Shell进程ID。
$! 后台运行的最后一个进程的ID号。

运算符

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。

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 ]。

shell中算术运算的6种方式：

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a=1
b=2
let c=$a+$b
c=`expr $a + $b`
declare -i c=$a+$b
echo "$a+$b" | bc
c=$[$a+$b]
c=$(($a+$b))   #推荐

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：

运算符 说明 举例
-eq 检测两个数是否相等，相等返回 true。 [ $a -eq $b ] 返回 false。
-ne 检测两个数是否相等，不相等返回 true。 [ $a -ne $b ] 返回 true。
-gt 检测左边的数是否大于右边的，如果是，则返回 true。 [ $a -gt $b ] 返回 false。
-lt 检测左边的数是否小于右边的，如果是，则返回 true。 [ $a -lt $b ] 返回 true。
-ge 检测左边的数是否大于等于右边的，如果是，则返回 true。 [ $a -ge $b ] 返回 false。
-le 检测左边的数是否小于等于右边的，如果是，则返回 true。 [ $a -le $b ] 返回 true。

逻辑运算符

下表中a=10,b=20

运算符 说明 举例
! 非运算，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。
&& 逻辑的 AND [[ $a -lt 100 && $b -gt 100 ]] 返回 false
|| 逻辑的 OR [[ $a -lt 100 || $b -gt 100 ]] 返回 true

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。
str 检测字符串是否为空，不为空返回 true。 [ $a ] 返回 true。

文件测试运算符

变量 file 表示文件”/var/www/runoob/test.sh”，它的大小为100字节，具有 rwx 权限。

运算符 说明 举例
-b file 检测文件是否是块设备文件，如果是，则返回 true。 [ -b $file ] 返回 false。
-c file 检测文件是否是字符设备文件，如果是，则返回 true。 [ -c $file ] 返回 false。
-d file 检测文件是否是目录，如果是，则返回 true。 [ -d $file ] 返回 false。
-f file 检测文件是否是普通文件（既不是目录，也不是设备文件），如果是，则返回 true。 [ -f $file ] 返回 true。
-g file 检测文件是否设置了 SGID 位，如果是，则返回 true。 [ -g $file ] 返回 false。
-k file 检测文件是否设置了粘着位(Sticky Bit)，如果是，则返回 true。 [ -k $file ] 返回 false。
-p file 检测文件是否是有名管道，如果是，则返回 true。 [ -p $file ] 返回 false。
-u file 检测文件是否设置了 SUID 位，如果是，则返回 true。 [ -u $file ] 返回 false。
-r file 检测文件是否可读，如果是，则返回 true。 [ -r $file ] 返回 true。
-w file 检测文件是否可写，如果是，则返回 true。 [ -w $file ]返回 true。
-x file 检测文件是否可执行，如果是，则返回 true。 [ -x $file ] 返回 true。
-s file 检测文件是否为空（文件大小是否大于0），不为空返回 true。 [ -s $file ] 返回 true。
-e file 检测文件（包括目录）是否存在，如果是，则返回 true。 [ -e $file ] 返回 true。

控制语句

测试条件

5种方式：

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test expression
[expression]
[[expression]]
let "expression"
((expression))

区别：

test和[]:

[和test是等同的，bash 的内部命令。if/test结构中的左中括号是调用test的命令标识，右中括号是关闭条件判断的。这个命令把它的参数作为比较表达式或者作为文件测试，并且根据比较的结果来返回一个退出状态码。if/test结构中并不是必须右中括号，但是新版的Bash中要求必须这样。

test和[]中可用的比较运算符只有==和!=，两者都是用于字符串比较的，不可用于整数比较，整数比较只能使用-eq，-gt这种形式。无论是字符串比较还是整数比较都不支持大于号小于号。如果实在想用，对于字符串比较可以使用转义形式，如果比较”ab”和”bc”：[ ab \< bc ]，结果为真，也就是返回状态为0。[ ]中的逻辑与和逻辑或使用-a 和-o 表示。

双中括号[[]]:

[[是 bash 程序语言的关键字。并不是一个命令，[[ ]] 结构比[ ]结构更加通用。在[[和]]之间所有的字符都不会发生文件名扩展或者单词分割，但是会发生参数扩展和命令替换。

支持字符串的模式匹配，使用=~操作符时甚至支持shell的正则表达式。字符串比较时可以把右边的作为一个模式，而不仅仅是一个字符串，比如[[ hello == hell? ]]，结果为真。[[ ]] 中匹配字符串或通配符，不需要引号。

使用[[ … ]]条件判断结构，而不是[ … ]，能够防止脚本中的许多逻辑错误。比如，&&、||、<和> 操作符能够正常存在于[[ ]]条件判断结构中，但是如果出现在[ ]结构中的话，会报错。比如可以直接使用if [[ $a != 1 && $a != 2 ]], 如果不适用双括号, 则为if [ $a -ne 1] && [ $a != 2 ]或者if [ $a -ne 1 -a $a != 2 ]。

bash把双中括号中的表达式看作一个单独的元素，并返回一个退出状态码。

[[ … && … && … ]] 和 [ … -a … -a …] 不一样，[[ ]] 是逻辑短路操作，而 [ ] 不会进行逻辑短路。

let和(()):

两者也是一样的(或者说基本上是一样的，双括号比let稍弱一些)。主要进行算术运算(上面的两个都不行)，也比较适合进 行整数比较，可以直接使用熟悉的<,>等比较运算符。可以直接使用变量名如var而不需要$var这样的形式。支持分号隔开的多个表达式。

if分支

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if condition; then
    commands
[elif condition; then
    commands]
[else
    commands]
fi

示例：

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a=10
b=20
if [ $a == $b ]; then
   echo "a 等于 b"
elif [ $a -gt $b ]; then
   echo "a 大于 b"
elif [ $a -lt $b ]; then
   echo "a 小于 b"
else
   echo "没有符合的条件"
fi

while语句

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while condition; do
    command
done

以下是一个基本的while循环，测试条件是：如果int小于等于5，那么条件返回真。int从0开始，每次循环处理时，int加1。运行上述脚本，返回数字1到5，然后终止。

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#!/bin/sh
int=1
while (( $int<=5 )); do
	echo $int
	let "int++"
done

until语句

until循环执行一系列命令直至条件为真时停止。

until循环与while循环在处理方式上刚好相反。

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until condition; do
    command
done

for语句

两种形式：

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for var in item1 item2 ... itemN; do
    commands
done
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for ((experssion1; expression2; expression3)); do
    commands
done

break和continue语句

break命令允许跳出所有循环（终止执行后面的所有循环）。

continue命令与break命令类似，只有一点差别，它不会跳出所有循环，仅仅跳出当前循环。

case语句

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case value in
    pattern1)
        commands
        ;;
    pattern2 | pattern3）
        commands
        ;;
    *)
        commands
        ;;
esac

示例：

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while [[ -n $1 ]]; do
    case $1 in
        -f | --file)
            shift
            filename=$1
            ;;
        -i | --interactive)
            interactive=1
            ;;
        -h | --help)
            usage
            exit
            ;;
        *)
            usage >&2
            exit 1
            ;;
    esac
    shift
done

函数

定义

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

说明：
1、可以带function fun() 定义，也可以直接fun() 定义,不带任何参数。
2、参数返回，可以显示加：return 返回，如果不加，将以最后一条命令运行结果，作为返回值。 return后跟数值n(0-255

局部变量在变量名前加local

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funWithReturn () {
    echo "这个函数会对输入的两个数字进行相加运算..."
    echo "输入第一个数字: "
    read aNum
    echo "输入第二个数字: "
    read anotherNum
    echo "两个数字分别为 $aNum 和 $anotherNum !"
    return $(($aNum+$anotherNum))
}

函数参数

在Shell中，调用函数时可以向其传递参数。在函数体内部，通过 $n 的形式来获取参数的值，例如，$1表示第一个参数，$2表示第二个参数…

带参数的函数示例：

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funWithParam () {
    echo "第一个参数为 $1 !"
    echo "第二个参数为 $2 !"
    echo "第十个参数为 $10 !"
    echo "第十个参数为 ${10} !"
    echo "第十一个参数为 ${11} !"
    echo "参数总数有 $# 个!"
    echo "作为一个字符串输出所有参数 $* !"
}
funWithParam 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 73

参数展开

展开形式 说明
${parameter:-word} 若 parameter 没有设置（例如，不存在）或者为空，展开结果是 word 的值。若 parameter 不为空，则展开结果是 parameter 的值。
${parameter:=word} 若 parameter 没有设置或为空，展开结果是 word 的值。另外，word 的值会赋值给 parameter。 若 parameter 不为空，展开结果是 parameter 的值。
${parameter:?word} 若 parameter 没有设置或为空，这种展开导致脚本带有错误退出，并且 word 的内容会发送到标准错误。若 parameter 不为空， 展开结果是 parameter 的值。
${parameter:+word} 若 parameter 没有设置或为空，展开结果为空。若 parameter 不为空， 展开结果是 word 的值会替换掉 parameter 的值；然而，parameter 的值不会改变。
${!prefix@} 返回以 prefix 开头的已有变量名。
${parameter:offset:length} 这些展开用来从 parameter 所包含的字符串中提取一部分字符。提取的字符始于 第 offset 个字符（从字符串开头算起）直到字符串的末尾，除非指定提取的长度。
${parameter#pattern} 这些展开会从 paramter 所包含的字符串中清除开头一部分文本，这些字符要匹配定义的 pattern。pattern 是 通配符模式，就如那些用在路径名展开中的模式。
${parameter##pattern} 这两种形式的差异之处是该 # 形式清除最短的匹配结果， 而该 ## 模式清除最长的匹配结果。
${parameter%pattern}
${parameter%%pattern} 这些展开和上面的 # 和 ## 展开一样，除了它们清除的文本从 parameter 所包含字符串的末尾开始，而不是开头。
${parameter/pattern/string} 这种形式的展开对 parameter 的内容执行查找和替换操作。如果找到了匹配通配符 pattern 的文本， 则用 string 的内容替换它。在正常形式下，只有第一个匹配项会被替换掉。/string 可能会省略掉，这样会 导致删除匹配的文本。
${parameter//pattern/string} 在该 // 形式下，所有的匹配项都会被替换掉。
${parameter/#pattern/string} 该 /# 要求匹配项出现在字符串的开头。
${parameter/%pattern/string} 该/% 要求匹配项出现在字符串的末尾。
${parameter,,} 把 parameter 的值全部展开成小写字母。
${parameter,} 仅仅把 parameter 的第一个字符展开成小写字母。
${parameter^^} 把 parameter 的值全部转换成大写字母。
${parameter^} 仅仅把 parameter 的第一个字符转换成大写字母（首字母大写）。

读取标准输入

read命令

这个 read 内部命令被用来从标准输入读取单行数据。这个命令可以用来读取键盘输入，当使用 重定向的时候，读取文件中的一行数据。这个命令有以下语法形式：

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read [-options] [variable...]

这里的 options 是下面列出的可用选项中的一个或多个，且 variable 是用来存储输入数值的一个或多个变量名。 如果没有提供变量名，shell 变量 REPLY 会包含数据行。

如果 read 命令接受到变量值数目少于期望的数字，那么额外的变量值为空，而多余的输入数据则会 被包含到最后一个变量中。如果 read 命令之后没有列出变量名，则一个 shell 变量，REPLY，将会包含 所有的输入。

选项 说明
-a array 把输入赋值到数组 array 中，从索引号零开始。我们 将在第36章中讨论数组问题。
-d delimiter 用字符串 delimiter 中的第一个字符指示输入结束，而不是一个换行符。
-e 使用 Readline 来处理输入。这使得与命令行相同的方式编辑输入。
-n num 读取 num 个输入字符，而不是整行。
-p prompt 为输入显示提示信息，使用字符串 prompt。
-r Raw mode. 不把反斜杠字符解释为转义字符。
-s Silent mode. 不会在屏幕上显示输入的字符。当输入密码和其它确认信息的时候，这会很有帮助。
-t seconds 超时. 几秒钟后终止输入。read 会返回一个非零退出状态，若输入超时。
-u fd 使用文件描述符 fd 中的输入，而不是标准输入。

IFS

通常，shell 对提供给 read 的输入按照单词进行分离。正如我们所见到的，这意味着多个由一个或几个空格 分离开的单词在输入行中变成独立的个体，并被 read 赋值给单独的变量。这种行为由 shell 变量IFS （内部字符分隔符）配置。IFS 的默认值包含一个空格，一个 tab，和一个换行符，每一个都会把 字段分割开。

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IFS=":"

按行读取文件

方法一：

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while read line; do
    echo $line
done < filename

方法二：

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cat filename | while read line; do
    echo $line
done

方法三：

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for line in `cat filename`; do
    echo $line
done

方法三效率稍高些，但如果行内有空格或制表符，会认为是多行。这种情况下，用方法一。

参考文献

[1]、《The Linux Command Line》

[2]、 http://www.runoob.com/linux/linux-shell.html

[3]、《鸟哥的Linux私房菜》

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