shell编程总结

前言：

问题一：什么是shell？

答：从程序员的角度来看， Shell本身是一种用C语言编写的程序，从用户的角度来看，Shell是用户与Linux操作系统沟通的桥梁。用户既可以输入命令执行，又可以利用 Shell脚本编程，完成更加复杂的操作。在Linux GUI日益完善的今天，在系统管理等领域，Shell编程仍然起着不可忽视的作用。深入地了解和熟练地掌握Shell编程，是每一个Linux用户的必修功课之一。

    目前最流行的Shell称为bash Shell，bash Shell脚本编程以其简洁、高效而著称，多年来成为Linux程序员和系统管理员解决实际问题的利器。

问题二、为什么要使用shell脚本？

答：使用脚本编程语言的好处是，它们多半运行在比编译型语言还高的层级，能够轻易处理文件与目录之类的对象。之所以要使用shell脚本是基于：

    简单性：shell是一个高级语言，通过它，你可以简洁地表达复杂的操作。

    可移植性：使用POSIX所定义的功能，可以做到脚本无须修改就可以在不同的系统上执行。

    开发容易：可以在短时间内完成一个功能强大有好用的脚本。

一、初识shell脚本编程

利用vim文本编辑器编写Shell脚本的格式是固定的，如下：

#!/bin/bash

#This is a shell file

echo "Hello World!"

第一行一定要使用#!指明系统需要哪种shell解释用户的shell程序，如：#!/bin/sh，#!/bin/bash，#!/bin/csh，#!/bin/tcsh和#!/bin/ksh等。如果首行没有这句话，在执行脚本文件的时候，将会出现错误。

除首行外，以#开头的行就是注释行。

后续的部分就是主程序，Shell脚本像高级语言一样，也有变量赋值，也有控制语句。

通常shell脚本多以.sh为后缀。

执行shell的方式有两种：第一种是为shell脚本加上可执行权限并执行，第二种是通过bash命令执行shell脚本。

二、shell的基本语法知识

1、变量类别

    （1）本地变量：只对当前shell进程有效的变量；对其它shell进程无效，包当前shell进程的子进程；

     VAR_NAME=VALUE

     变量赋值：向变量的存储空间保存数据

     变量引用：${VAR_NAME}

     "":弱引用，里面的变量会被替换；

     '':强引用，里面的所有字符都是字面量，直接输出；

    （2）环境变量：对当前shell进程及其子shell有效，对其它的shell进程无效；

     定义：export VAR_NAME=VALUE

       导出：export VAR_NAME 

    （当定义了一个本地变量，要在当前shell的子shell进程中使用，可用导出：               export VAR_NAME） 

     撤消变量：unset VAR_NAME（可撤销本地变量和环境变量） 

      设置只读变量：readonly VAR_NAME（标志变量为不可改变的，即只读变量）

    （3）局部变量:对shell脚本中某代码片断有效；通常用于函数本地；

      local VAR_NAME=VALUE（当函数调用结束，局部变量会随之消失。也能用unset 撤销局部变量。）

    （4）位置变量：

      $1, $2, ..., ${10}（当两位数或超过两位数时，最好用{}括起来）

    （5）特殊变量： 

               $#：  传递到脚本的参数个数

     $*：  以一个单字符串显示所有向脚本传递的参数

     $$：  脚本运行的当前进程ID号

     $!：  后台运行的最后一个进程的进程ID号

     $@：  与$*相同,但是使用时加引号,并在引号中返回每个参数

     $-：  显示shell使用的当前选项,与set命令功能相同

     $?：  显示最后命令的退出状态,0表示成功,其他任何值都表示有错误

    2、变量赋值

    变量=值

        任何变量无需事先声明，可直接使用

        值默认都是字符型

        例如：a=abc, b=3

        a=3（不能写成 a = 3 ，即中间不能有空格。因在bash中是基于命令行的，中间有空格，bash会把其后的 = 和 3 看做选项或参数）

    赋值：

        a=4

    增强型赋值：

        +=, -=, *=, /=, %=

    a=$[$a+1] 相当于 let a+=1  （let a+=1相当于let a=$a+1）

    自加：var++, var--, ++var, --var

    

    3、算术运算 

    （1）如何定义整型变量：

    let VAR_NAME=INTEGER_VALUE

        例如：let a=3 

    declare -i VAR_NAME=INTEGER_VALUE

        例如：declare -i a=3 

    注意：即使没有定义为整型变量，字符型的数字依然可以参与算术运算；bash会执行变量类型的隐式类型转换；

  

    (2)实现算术运算的方式：

    let VAR_NAME=ARITHMATIC_EXPRESSION

    （ 使用let进行算术运算，要使用结果，必须把运算结果存储在变量中，再去引用变量（不可用` `引用该命令的执行结果） ）

    VAR_NAME=$[ARITHMATIC_EXRESSION]

    (不是命令，而是表达式)

    VAR_NAME=$((EXPRESSION))

     (不是命令，而是表达式)

    VAR_NAME=$(expr $num1 + $num2)  

    （使用expr进行算术运算，可用` `引用该命令的执行结果）

    (3)算术运算符：

    + ：加

    - ：减

    * ：乘

    / ：除

    %：取模，取余数

    **: 次方，如： 2**2 

   4、条件测试 

    命令执行成功与否即为条件测试

        test EXPR

        [ EXPR ]

        [[ EXPR ]] 

    比较运算：

        >, <, >=, <=, ==, !=

     

    （1）测试类型：根据比较时的操作数的类型

             整型测试：整数比较

             字符测试：字符串比较

             文件测试：判断文件的存在性及属性等

           注意：比较运算通常只在同一种类型间进行

     

    (2)整型测试：

        -gt: 大于，例如 [ $num1 -gt $num2 ]

        -lt:  小于

        -ge:  大于等于

        -le:  小于等于

        -eq:  等于

        -nq:  不等于

     

    （3）字符串测试：

        双目

            >      大于，例如[[ "$str1" > "$str2" ]]

            <      小于

            >=     大于等于    

            <=     小于等于

            ==     等于

           !=     不等于

        单目：

              -n String: 是否不空，不空则为真，空则为假

              -z String: 是否为空，空则为真，不空则假     

        字串测试中的模式匹配：

           [[ "$var" =~ PATTERN ]]

    （4）文件测试： 

          -a FILE ：存在为真，否则为假；

          -e FILE: 存在则为真；否则为假； 

        -f FILE: 存在并且为普通文件，则为真；否则为假；

        -d FILE: 存在并且为目录文件，则为真；否则为假；

        -L/-h FILE: 存在并且为符号链接文件，则为真；否则为假；

        -b: 块设备

        -c: 字符设备

        -S: 套接字文件

          -p: 命名管道 

        -s FILE: 存在并且为非空文件则为值，否则为假；

        -r FILE ：是否可读

        -w FILE ：是否可写

        -x FILE ：是否可执行

 

         file1 -nt file2: file1的mtime新于file2则为真，否则为假；

        file1 -ot file2：file1的mtime旧于file2则为真，否则为假；

     5、if语句 

    （1）单分支的if语句：
            if 测试条件; then
                 选择分支
            fi
     表示条件测试状态返回值为0时，则执行选择分支
         
         或者另外一种格式：
            if 测试条件
            then
                 选择分支
            fi
     
     （2）双分支的if语句：
        if 测试条件; then
            选择分支1
        else
            选择分支2
        fi 
      两个分支仅执行其中之一。
      
     （3）多分支的if语句：
        if 条件1; then
            分支1
        elif 条件2; then
            分支2
        elif 条件3; then
            分支3
        ...
        else
            分支n
        fi

     5、case语句

    case 语句：有多个测试条件时，case语句会使得语法结构更明晰
    
    格式：
    case 变量引用 in
    PATTERN1)
        分支1
        ;;
    PATTERN2)
        分支2
        ;;
    ...
    *)
        分支n
        ;;
    esac
     
    PATTERN：类同于文件名通配机制，但支持使用|表示或者；
    a|b: a或者b
    *：匹配任意长度的任意字符
    ?: 匹配任意单个字符
    []: 指定范围内的任意单个字符 （区分字母大小写）
    t-size:14px; font-family:'宋体'; " >**: 2**2
    
    
    （分支后的“；；”表示分支结束，不再往下执行，相当于Java中的switch 中的break。如果进入分支1，不加“；；”,则会继续往下执行。）
    （注意：在bash编程中，case的分支中必须加上“；；”，如果不加“；；”或仅加了“；”，会有语法错误！！！）

     6、for语句

    格式：
        for VAR_NAME in LIST    
        do
            循环体
        done 
        
    或者可以写成：
        for VAR_NAME in LIST ；do
            循环体
        done 
    
    LIST：列表，中间包括一个或多个元素
     
    退出条件：遍历结束
    
    for的第二种使用格式 ：
        for ((初始条件;测试条件;修改表达式)); do
            循环体
        done

    7、while语句

    while  测试条件; do
        循环体
    done
     
    如测试结果为“真”，则进入循环；退出条件为，测试条件为假；

    8、until语句

    until 测试条件; do
        循环体
    done
     
    如果测试结果为“假”，则进入循环；退出条件为，测试条件为真；

     9、函数   

    （函数要先定义，然后才能使用） 

    语法：    
        两种格式：
        function F_NAME {
            函数体
        }
         
        F_NAME() {
            函数体
        }

    可调用：使用函数名

        函数名出现的地方，会被自动替换为函数； 

函数中的变量：

（1）本地变量：作用域为整个bash进程
          varname=value
   （2）局部变量:作用域只对当前代码段有效（只在函数中有效）
          local varname=value （使用local关键字定义）

（3）环境变量：作用域为当前shell进程及其子进程
          export varname=value 

    函数的返回值：

        函数的执行结果返回值：代码的输出

        函数中的打印语句：echo, print

        函数中调用的系统命令执行后返回的结果

    执行状态返回值：

        函数体中最后一次执行的命令状态结果

        自定函数执行状态的返回值：return #

  

    函数可以接受参数：

        在函数体中调用函数参数的方式同脚本中调用脚本参数的方式：位置参数

        $1, $2, ...

        $# ：参数个数 

         $*, $@ ：取所有参数