Shell脚本学习指南(二)——变量、条件、循环

变量

• 基本概念

  • Shell变量的名称与C语言一样，由数字、字母、下划线组成，其中只能以字母或下划线开头
  • 变量可以为空值，null
  • 赋值时，=两边没有空格

  str="abc"
  a=1

  • 取变量的值时，在变量前面加$

  a=1
  echo $a => 1

  • 变量的值如果含空格，赋值时用双引号括起来

  str="Hello World!"

  • 算数展开 $( (…) )

  i=5 j=6
  echo $((i+j))             => 11
  echo $(((i*j)-(i+j)))     => 19
  echo $((3>1))             => 1
  echo $((1>3))             => 0

• 相关命令

  • export：将shell变量输出为环境变量，或者将shell函数输出为环境变量

    • 打印当前环境变量

    export      => 打印当前进程的所有环境变量
    export -p   => 同export

    • 修改当前进程的环境变量

    export DAVID="david"           => 设置环境变量DAVID，值为david
    export PATH=$PATH:/home/david  => 在PATH后面追加/home/david路径

  • readonly：定义只读shell变量和shell函数

    • 打印当前只读变量

    readonly      => 打印当前进程的所有只读变量
    readonly -p   => 同readonly

    • 设置当前进程的只读变量

    readonly DAVID="david"           => 设置只读变量DAVID，值为david

  • env：为将要运行的程序设置环境变量

    • -i

      env -i A=1 B=2 awk 'xxx' file   # 用新的环境变量重新初始化环境变量，然后运行命令
                                      # 新环境变量只对将要运行的命令生效

    • -u

      env -u xxx awk 'xxx' file       # 删除某个环境变量，然后用新的环境变量运行命令
                                      # 新环境变量只对将要运行的命令生效

  • set：更改shell特性

    • -x 显示执行的语句
    • +x 不显示执行的语句
  • unset：删除已经定义的变量或函数
    
    • -f 删除函数
    • -v 删除变量

• 参数展开

  • ：如果变量前后需要连接其他字符串，则用 {}展开

  str="Hello World!"
  echo __$str__    => __
  echo __${str}__  => __Hello World!__

  • 未定义的变量会展开为null字符串

  
  # 非常危险！
  
  rm -fr /$UnDeclareVar   => rm -fr /

  • 替换运算符

    • ${varname:-word}
      实现：如果varname存在且非null，则返回其值；否则返回word
      用途：如果变量未定义，则返回一个默认值

      str1="Hello Shell!"
      echo ${str1:-Default} => Hello Shell!
      echo ${str2:-Default} => Default

    • ${varname:=word}
      实现：如果varname存在且非null，则返回其值；否则设置varname=word，并返回varname
      用途：如果变量未定义，则将变量设为默认值并返回该变量

      str1="Hello Shell!"
      echo ${str1:=Default} => Hello Shell!
      echo ${str2:=Default} => Default
      echo $str2            => Default

    • ${varname:?message}
      实现：

      如果varname存在且非null，则返回其值；否则显示varname:message，并退出脚本
      如果省略message，显示默认信息"parameter null or not set"
      注：交互式Shell下不需要退出，不同Shell有不同行为
      

      用途：捕捉由于变量未定义而导致的错误

      str1="Hello Shell!"
      echo ${str1:?str1 is not set} => Hello Shell!
      echo ${str2:?str2 is not set} => line N: str2: str2 is not set
      echo ${str2:?}                => line N: str2: parameter null or not set

    • ${varname:+word}
      实现：如果varname存在且非null，则返回word；否则返回null
      用途：测试变量是否存在

      str1="Hello Shell!"
      echo ${str1:+1} => 1
      echo ${str2:+1} => (null)

    • 以上四种替换运算符，” : “都是可选的。如果省略” : “，则只判断是否存在，不判断是否非空

      替换运算符	用途	实现
      ${varname:-word}	如果变量未定义，则返回一个默认值	如果varname存在且非null，则返回其值；否则返回word
      ${varname:=word}	如果变量未定义，则将变量设为默认值并返回该变量	如果varname存在且非null，则返回其值；否则设置varname=word，并返回varname
      ${varname:?msg}	捕捉由于变量未定义而导致的错误	如果varname存在且非null，则返回其值；否则显示varname:message，并退出脚本；如果省略message，显示默认信息”parameter null or not set”
      ${varname:+word}	测试变量是否存在	如果varname存在且非null，则返回word；否则返回null
      ${varname:-word}	如果变量未定义，则返回一个默认值	如果varname存在，则返回其值；否则返回word
      ${varname:=word}	如果变量未定义，则将变量设为默认值并返回该变量	如果varname存在，则返回其值；否则设置varname=word，并返回varname
      ${varname:?msg}	捕捉由于变量未定义而导致的错误	如果varname存在，则返回其值；否则显示varname:message，并退出脚本；如果省略message，显示默认信息”parameter null or not set”
      ${varname:+word}	测试变量是否存在	如果varname存在，则返回word；否则返回null

  • 模式匹配运算符

    • ${varname#pattern}
      如果模式匹配与变量的开头处，则删除匹配的最短部分，并返回剩下的部分
    • ${varname##pattern}
      如果模式匹配与变量的开头处，则删除匹配的最长部分，并返回剩下的部分
    • ${varname%pattern}
      如果模式匹配与变量的结尾处，则删除匹配的最短部分，并返回剩下的部分
    • ${varname%%pattern}
      如果模式匹配与变量的结尾处，则删除匹配的最长部分，并返回剩下的部分

    str1="/home/davidwang/test/home/test.tar.bz"
    echo ${str1#/*/}   => davidwang/test/home/test.tar.bz
    echo ${str1##/*/}  => test.tar.bz
    echo ${str1%.*}    => /home/davidwang/test/home/test.tar
    echo ${str1%%.*}   => /home/davidwang/test/home/test

  • 字符串长度运算符

    • ${#var}

    str="abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
    echo "$str size is ${#str}"  => abcdefghijklmnopqrstuvwxyz size is 26

• 位置参数

  • N：某个命令行参数，从1开始算，如果N>9，则用花括号括起来 {10}
  • $#：命令行参数的个数
  • ∗, @：一次表示所有参数
  • “$*”：将所有参数当做一个字符串
  • “$@”：将所有参数视为单独的个体
    

    echo "\$1 = ${1:-/dev/null}"
    ./test.sh       => $1 = /dev/null
    ./test.sh 1 2 3 => $1 = 1
    
    echo "arg num = $#"
    echo "\$* = $*"
    echo "\$@ = $@"
    printf "\"\$*\" = %s\n" "$*"
    printf "\"\$@\" = %s\n" "$@"
    
    ./test.sh 1 2 3 ==>
    arg num = 3
    $* = 1 2 3
    $@ = 1 2 3
    "$*" = 1 2 3
    "$@" = 1
    "$@" = 2
    "$@" = 3

• 特殊变量

变量	意义
0	Shell程序名称
#	参数个数
@	命令行参数，如果在”“内，则展开为一系列单独的参数
*	命令行参数，如果在”“内，则把所有参数合并为一个字符串
$	当前进程ID
PPID	父进程ID
?	前一个命令的退出状态
!	最近一个后台命令的进程编号
HOME	用户根目录
PATH	命令的查找路径
PWD	当前工作目录
LINENO	行号
-	传给Shell的选项
PS1	主要的命令提示字符串；默认为$
PS2	行继续的提示字符串；默认为>
PS4	以set -x设置的执行跟踪的提示字符串；默认为+
LANG	当前local默认名称；其他LC_*变量会覆盖其值
LC_ALL	当前local名称；会覆盖LANG和其他LC_*变量
LC_COLLATE	用来排序字符的当前local名称
LC_CTYPE	在模式匹配期间，用来确定字符类别的当前local名称
LC_MESSAGES	输出信息的当前语言的名称
ENV	仅用于交互式Shell；要读取和在启动时要执行的一个文件的完整路径名；XSI必须的变量
IFS	内部的字段分隔器
NLSPATH	在$LC_MESSAGES(XSI)所给定的信息语言里，信息目录的位置

条件

• 退出状态
  
  • 每一条命令，不管是内置的还是外部的，退出时均返回一个整数值
  • 0表示成功，非0表示失败，用$?访问
  • exit命令：传递一个退出值给调用者；如果没有提供退出值，默认为最后一个命令的退出状态

• if语句

  if [[ condition ]]; then
      #statements
  elif [[ condition ]]; then
      #statements
  else
      #statements
  fi

• test命令

  • 两种形式

    str1="abc"
    str2="abc"
    
    if test $str1 = $str2; then
        echo "str1 == str2"
    else
        echo "str1 != str2"
    fi
    
    
    # 下面的形式等同于上面的形式
    
    if [[ $str1 = $str2 ]]; then
        echo "str1 == str2"
    else
        echo "str1 != str2"
    fi

  • 运算符

  运算符	如果…则为真
  -e file	file存在
  -s file	file不为空
  -f file	file是一般文件
  -d file	file是目录
  -b file	file是块设备文件
  -c file	file是字符设备文件
  -p file	file是命名管道(FIFO)
  -S file	file是socket
  -h file	file是符号链接
  -L file	file是符号链接，同-h
  -r file	file是可读的
  -w file	file是可写入的
  -x file	file是可执行的，或file是可被查找的目录
  -g file	file有设置setgid位
  -u file	file有设置setuid位
  string	string不是null
  -n string	string非null
  -z string	string是null
  s1 = s2	字符串s1等于s2
  s1 != s2	字符串s1不等于s2
  n1 -eq n2	整数n1等于n2
  n1 -ne n2	整数n1不等于n2
  n1 -lt n2	整数n1小于n2
  n1 -gt n2	整数n1大于于n2
  n1 -le n2	整数n1小于等于n2
  n1 -ge n2	整数n1大于等于n2
  -t n	文件描述符n指向以终端

  
  # 在test中，所有变量展开都需要用引号括起来
  
  if[ -f "$file" ]  ==> 正确
  if[ -f $file ]    ==> 如果$file为空，shell的行为无法预料

• case语句

  case word in
      pattern )
          ;;      # 执行到;;结束
      * )         # 默认动作，相当于C语言中的default
          ;;
  esac

循环

• for语句

  for i in words; do
      #statements
  done
  
  for i; do   #相当于for i in "$@"
      #statements
  done
  
  for (( i = 0; i < 10; i++ )); do
      #statements
  done

• while与until语句

  while [[ condition ]]; do # condition为真时执行
      #statements
  done
  
  until [[ condition ]]; do # condition为假时执行
      #statements
  done

• break与continue

  • break：跳出循环
  • continue 继续执行下一个循环
  • break与continue，都可以接受数值参数，控制语句跳出或继续执行多少个循环

  while [[ condition ]]; do
      while [[ condition ]]; do
          #statements
          break 2  # 跳出最外面的循环
      done
  done

• shift

  • 依次处理命令行参数
  • 每次执行后，原来的 1消失，用 2的旧值取代， 2的新值被 3的旧值取代…，$#也会依次减1
  • 有一个可选参数，指定每一次移动几位，默认为1

  file= verbose= quiet= long=
  while [[ $# -gt 0 ]]; do                 # 依次处理命令行参数，没处理依次，$#都减1 
      case $1 in
          -f )
              file=$2
              echo "file = $file"
              shift                        # 因为-f选项后面要跟文件名，所以还得再shift一遍
              ;;
          -v )
              verbose=true
              quiet=false
              echo "verbose = $verbose"
              echo "quiet = $quiet"
              ;;
          -q )
              quiet=true
              verbose=false
              echo "verbose = $verbose"
              echo "quiet = $quiet"
              ;;
          -l )
              long=true
              echo "long = $long"
              ;;
      esac
      shift
  done

• getopts

  • 简化命令行参数处理
  • 第一个参数是所有合法参数的字符串；如果选项字母后面跟冒号，说明该选项后面需要一个参数，且是必填的；如果遇到需要参数的选项，将参数值放置到变量OPTARG中
  • OPTIND包含下一个要处理的参数的索引值，初始值为1
  • 第二个参数为变量名称，每次getopts时，该变量会被更新，值等于找到的选项字母；遇到不合法的选项时，该变量被置为?

  file= verbose= quiet= long= a=
  
  while getopts f:vqa:l opt
  do
      case $opt in
          f )
              file=$OPTARG
              echo "file = $file"
              ;;
          a )
              a=$OPTARG
              echo "a = $a"
              ;;
          v )
              verbose=true
              quiet=false
              echo "verbose = $verbose"
              echo "quiet = $quiet"
              ;;
          q )
              verbose=false
              quiet=true
              echo "verbose = $verbose"
              echo "quiet = $quiet"
              ;;
          l )
              long=true
              echo "long = $long"
              ;;
      esac
  done

函数

• 函数使用前必须先定义
• 在脚本的起始处定义

• 在一个独立文件里定义，在脚本中用”.”符号获取

  wait_for_user(){
      XXX
  }

• return

  • 从函数里返回值
  • 如果为指定参数，使用默认退出状态
    

    return $?  # 严谨的写法

• 函数参数

  • 在函数中，位置参数代表函数参数；当函数完成时，原来的命令行参数会恢复

涉及到的命令

• export
• readonly
• env
• unset
• exit
• return
• test
• shift
• getopts