Shell脚本基础

什么是Shell

在Linux操作系统中，有两个非常重要的工具：①Linux命令；②Shell。Linux命令是Linux系统对用户提供的众多系统功能接口，每一个Linux命令都能完成一个独立的系统功能；Shell是一个基于C语言开发的应用程序，它可以通过各种逻辑语法和程序控制指令把一系列的Linux命令组合在一起，形成一个面向过程的程序命令(Shell Script)。

Linux命令一般需要在特定环境中执行，我们一般的Linux命令就是在Shell中执行的，需要特定的环境变量等支持；而Shell脚本会fork一个子进程去执行，如果在脚本中涉及环境变量的改变则只会改变子进程的环境，对Shell的环境变量没有影响。

我们知道Linux的Shell是一个组合并执行Linux命令的应用程序，所以Shell的实现并不只有一种，我们常用的Shell类型包括：sh、C Shell、TCSH、bash。Linux中默认的Shell为bash，一般保存在/bin/bash中

也就是说，Linux命令是系统提供的具备各种不同功能的命令集合、Shell是一个可以将多个Linux命令组合为Shell脚本的应用程序，相当于一个脚本解析器。

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Shell脚本语法

1. 在Linux中l脚本的第一行一般会向系统声明该脚本所使用的解析程序：

   #!/bin/bash，通过这条语句声明该脚本使用/bin/bash这个应用程序解析

2. Shell脚本的基本表达式：

   表达式	功能
   ++、--	自增、自减(与C语言的前后自增自减相同)
   +、-、*、/、%	加、减、乘、除、余运算
   **	幂运算
   >、>=、<、<=、==、!=	比较运算
   <<、>>	按位左移、右移运算
   &、|、^	与、或、异或运算
   &&、||、！	逻辑与、或、非
   exp?a:b	三目运算符
   #内容	单行注释
   :<	代表多行注释(EOF可以使用单引号、感叹号代替)

3. 变量赋值：

   如何给变量赋值？如何调用变量？
   Shell的变量使用等于号赋值，且等号之间不允许有空格，必须要直接与等号相连v1="value"
   调用变量只需要将变量名连接在美元符号$后面v2=$v1，也可以使用大括号区分每个变量的边界v3=${v1}isgood

     #直接进行变量赋值
     a=12      #默认是字符串类型的"12"，进行数值运算时会解析为数值型的12
     b=str1        #默认是字符串类型的"str1"
   
     #使用单引号和双引号进行变量赋值,双引号会解析变量、转义字符、反引号命令；而单引号则不会解析任何上面的东西，完全按照字符串字面值赋值。
     v="$a"    #这时变量v的值为12
     v='$a'    #这时变量v的值为'$a'
   
     #列表变量的赋值
     list=(v1,v2,v3)   #括号内为列表内容，中间使用空格分隔
     echo ${list[@]}   #通过${}来调用列表，[]内表示索引，[@]表示列表内的每一项

   注意使用以上方式的变量赋值，是无法进行任何命令以及运算的！，只能将变量解析出来，但是无法进行命令执行和数学运算。

     a=1
     b=2
     c="$a+$b"     #c的值为"1+2"而不是3
     d="ls -al"        #d的值为"ls -al"而不会执行

4. 代换和Shell中的括号

   • 文件名代换

     简单地说就是一种可以使用在文件名上的通配符：

     *    #表示匹配任意多个任意字符
     ?    #表示匹配一个任意字符
     []   #表示匹配中括号内任意一个字符的第一次出现
     
     cd ./test[123abc]        #匹配test1、test2、test3、testa...

   • 命令代换，单括号

     单括号符功能：①命令组功能，可以执行单引号中的多个命令；②命令代换，在变量中的命令会执行并正常输出到标准输出中；③初始化Shell列表变量
     注意区分变量环境和非变量的环境，只有变量的环境下需要在单括号外加美元符号

      #在变量中使用反引号或单括号，可以将变量解析为shell命令并执行：
      a=`ls -al` #反引号可以进行命令代换
      b=$(ls -al)    #美元括号的内容会进行命令代换
     
      (pwd)  #执行pwd命令
      `pwd`  #执行pwd命令

   • 运算代换，双括号

     双括号符功能：①数值运算功能，只要内符合C语言运算语法，即可进行数值运算；②运算代换，在变量中的数值运算会正常进行后再进行赋值；③for语句功能，双括号可以在for循环中使用；
     注意区分变量环境和非变量环境，只有变量环境下需要在双括号外加美元符号

      #在变量中使用双引号，可以将变量解析为数值运算并执行：
      a=10
      b=$(($a+20))   #b的值为30

   • 中括号

     中括号功能：①Shell的内部命令，可用于进行条件测试返回True、False，等同于test命令；②正则表达式和通配符可以使用；③作为列表的索引使用

     要注意，作为条件测试的中括号是一个命令语句而不是一个符号。作为命令前中括号后需要带一个空格才能接参数，而后中括号就是作为该条件测试命令的最后一个参数，代表参数输入结束。前后中括号中间的值都作为命令的参数。
     并且作为一个命令，[在对开空格的字符串作处理时会发生问题。

      #if使用中括号条件测试，结果为输出yes
      if [ 10 -lt 20 ] && [ 1 -lt 2 ]    #此处前中括号后和后中括号前都需要加一个空格
      then
         echo yes
      else
         echo no
      fi
     
      #这里$name会解析为三个字符串，导致[命令参数错误
      name="here and there"
      if [ -n $name ]    #使用[ -n "$name" ]才能正常
      then
         echo "not empty"
      fi
      #这里的结果会报错  bash: [: too many arguments

   • 双中括号

     双中括号功能：①bash的内部关键字，能完成[的加强版功能，并且因为[[不是命令而是关键字，所以对参数的解析规则会略有不同。且与[每次只能做一种判断不停，[[可以使用&&、||等运算符，可以同时做多种比较。

       #if使用中括号条件测试，结果为输出yes
      if [[ 10 -lt 20 && 1 -lt 2 ]]  #此处前中括号后和后中括号前都需要加一个空格
      then
         echo yes
      else
         echo no
      fi
     
      #因为对参数的处理不同，可以直接处理带空格的字符串
      name="this is a test"
      if [[ -n $name ]]
      then
         echo "not empty"
      fi
      #结果会正常显示

   • 大括号

     大括号功能：①可以对文件名做扩展，作用类似通配符；②执行代码块，就是C中的代码块，每条命令结束都要加分号；③分隔变量名称和使用列表变量

      touch test{1..5}.txt   #会创建5个文件，其实就是通配符嘛
     
      a="${this}IsATest" #不使用大括号变量名会粘在一起
      a="${list[@]}"     #选择列表所有元素

5. Shell中的特殊字符

   Shell中的字符都有许多特殊的用法：

   特殊字符	功能
   ;	分号，表示连续执行命令
   exp &	句尾的&号，表示命令在后台执行
   n&>file	重定向，将文件符n重定向到目标文件
   exp1 && exp2	两个命令中间的&&，表示exp1返回0才会执行exp2
   exp1 || exp2	两个命令中间的||，表示exp1返回非0才会执行exp2
   ${#var}	返回列表或变量的长度
   $0、$1、$2	和运行脚本的命令有关。0表示该脚本文件；1、2分别表示第1、2个参数
   $*、$@、$#	和运行脚本的命令有关。*和@表示参数列表；#表示参数个数
   $$、$?	和运行脚本的命令有关。\$表示脚本运行PID；?表示脚本退出码

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Shell流程控制

1. if语句

     #可以写成正常形式
     if condition1
     then
       cmd1
     elif condition2
     then
       cmd2
     else 
       cmd3
     fi
   
     #也可以写成一句话形式，中间用分号连接
     if condition1; then cmd1; elif condition2; then cmd2; else cmd3; fi

2. for语句

     #正常形式
     for var in ${list[@]}
     do
       cmd1
       cmd2
       cmd3
     done
   
     #一句话形式，中间用分号分隔
     for var in ${list[@]}; do cmd1; cmd2; cmd3; done

3. while语句

   while语句是先判断条件再执行循环，且条件为False时结束循环，同C语言

     #正常形式
     while condition
     do
       cmd1
       cmd2
     done
   
     #一句话形式，中间用分号分隔
     while condition; do cmd1; cmd2; done

4. until语句

   until语句是执行函数后再判断条件，且条件为True时结束循环，同C语言

     until condition
     do 
       cmd1
       cmd2
     done
   
     until condition; do cmd1; cmd2; done

5. case语句

     a=2
     case $a in
     1)
       cmd1
       ;;
     2)
       cmd2
       ;;
     *)
       cmd3
       ;;
     esac
   
     #一句话形式
     a=2
     case $a in 1) cmd1;; 2) cmd2;; *) cmd3;; esac

6. 跳出循环

   可以在循环语句for、while、until以及枚举语句case中，使用break终止整个流程；使用continue跳过本次流程。此处与C语言相同。

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Shell函数

Shell可以定义函数，之后可以随意调用。

funName(){  #定义函数，后面不用带参数，传参方法和命令相似
    (ls -al $1)
    echo $2

    i=$3
    while [ $i -gt 0 ]
    do
        echo $i
        i=$(($i-1))
    done
}

funName /usr this 3 #调用函数，后面是参数

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