Bash 脚本教程（五）变量
文章目录
- 1. Shell变量的作用域：Shell环境变量、全局变量和局部变量
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- 1.1 Shell 局部变量
- 1.2 Shell 全局变量
- 1.3 Shell 环境变量
- 2. 变量查看
- 3. 定义变量
- 4. 读取变量
- 5. 删除变量
- 6. 特殊变量
-
- 6.1 $?
- 6.2 $$
- 6.3 $_
- 6.4 $!
- 6.5 $-
- 6.6 $n (n为数字)
- 6.7 $#
- 6.8 $* 和 $@
- 7. 变量的默认值
- 8. declare 命令
- 9. readonly 命令
- 10. let 命令
1. Shell变量的作用域：Shell环境变量、全局变量和局部变量
Shell 变量的作用域可以分为三种：
- 有的变量还可以在子Shell进程中使用，这叫做环境变量（environment variable）。
- 有的变量只可可以在当前 Shell 进程中使用，这叫做全局变量（global variable）；
- 有的变量只能在函数内部使用，这叫做局部变量（local variable）；
1.1 Shell 局部变量
Shell 也支持自定义函数，但是 Shell 函数和 C++、Java、C# 等其他编程语言函数的一个不同点就是：在 Shell 函数中定义的变量默认也是全局变量，它和在函数外部定义变量拥有一样的效果。请看下面的代码：
#!/bin/bash
#定义函数
function func(){
a=99
}
#调用函数
func
#输出函数内部的变量
echo $a
输出结果：
99
a 是在函数内部定义的，但是在函数外部也可以得到它的值，证明它的作用域是全局的，而不是仅限于函数内部。
要想变量的作用域仅限于函数内部，可以在定义时加上local命令，此时该变量就成了局部变量。请看下面的代码：
#!/bin/bash
#定义函数
function func(){
local a=99
}
#调用函数
func
#输出函数内部的变量
echo $a
输出结果为空，表明变量 a 在函数外部无效，是一个局部变量。
Shell 变量的这个特性和 JavaScript 中的变量是类似的。在 JavaScript 函数内部定义的变量，默认也是全局变量，只有加上var关键字，它才会变成局部变量。
1.2 Shell 全局变量
所谓全局变量，就是指变量在当前的整个 Shell 进程中都有效。每个 Shell 进程都有自己的作用域，彼此之间互不影响。在 Shell 中定义的变量，默认就是全局变量。
想要实际演示全局变量在不同 Shell 进程中的互不相关性，可在图形界面下同时打开两个 Shell，或使用两个终端远程连接到服务器（SSH）。
首先打开一个 Shell 窗口，定义一个变量 a 并赋值为 99，然后打印，这时在同一个 Shell 窗口中是可正确打印变量 a 的值的。然后再打开一个新的 Shell 窗口，同样打印变量 a 的值，但结果却为空，如图 1 所示。
这说明全局变量 a 仅仅在定义它的第一个 Shell 进程中有效，对新的 Shell 进程没有影响。这很好理解，就像小王家和小徐家都有一部电视机（变量名相同），但是同一时刻小王家和小徐家的电视中播放的节目可以是不同的（变量值不同）。
需要强调的是，全局变量的作用范围是当前的 Shell 进程，而不是当前的 Shell 脚本文件，它们是不同的概念。打开一个 Shell 窗口就创建了一个 Shell 进程，打开多个 Shell 窗口就创建了多个 Shell 进程，每个 Shell 进程都是独立的，拥有不同的进程 ID。在一个 Shell 进程中可以使用 source 命令执行多个 Shell 脚本文件，此时全局变量在这些脚本文件中都有效。
例如，现在有两个 Shell 脚本文件，分别是 a.sh 和 b.sh。a.sh 的代码如下：
#!/bin/bash
echo $a
b=200
b.sh 的代码如下：
#!/bin/bash
echo $b
打开一个 Shell 窗口，输入以下命令：
[root@VM-4-17-centos ~]# vim a.sh
[root@VM-4-17-centos ~]# vim b.sh
[root@VM-4-17-centos ~]# a=99
[root@VM-4-17-centos ~]# . ./a.sh
99
[root@VM-4-17-centos ~]# . ./b.sh
200
这三条命令都是在一个进程中执行的，从输出结果可以发现，在 Shell 窗口中以命令行的形式定义的变量 a，在 a.sh 中有效；在 a.sh 中定义的变量 b，在 b.sh 中也有效，变量 b 的作用范围已经超越了 a.sh。
1.3 Shell 环境变量
全局变量只在当前 Shell 进程中有效，对其它 Shell 进程和子进程都无效。如果使用export命令将全局变量导出，那么它就在所有的子进程中也有效了，这称为“环境变量”。
环境变量被创建时所处的 Shell 进程称为父进程，如果在父进程中再创建一个新的进程来执行 Shell 命令，那么这个新的进程被称作 Shell 子进程。当 Shell 子进程产生时，它会继承父进程的环境变量为自己所用，所以说环境变量可从父进程传给子进程。不难理解，环境变量还可以传递给孙进程。
注意，两个没有父子关系的 Shell 进程是不能传递环境变量的，并且环境变量只能向下传递而不能向上传递，即“传子不传父”。
创建 Shell 子进程最简单的方式是运行 bash 命令，如图 2 所示。
通过exit命令可以一层一层地退出 Shell。
下面演示一下环境变量的使用：
[c.biancheng.net]$ a=22 #定义一个全局变量
[c.biancheng.net]$ echo $a #在当前Shell中输出a，成功
22
[c.biancheng.net]$ bash #进入Shell子进程
[c.biancheng.net]$ echo $a #在子进程中输出a，失败
[c.biancheng.net]$ exit #退出Shell子进程，返回上一级Shell
exit
[c.biancheng.net]$ export a #将a导出为环境变量
[c.biancheng.net]$ bash #重新进入Shell子进程
[c.biancheng.net]$ echo $a #在子进程中再次输出a，成功
22
[c.biancheng.net]$ exit #退出Shell子进程
exit
[c.biancheng.net]$ exit #退出父进程，结束整个Shell会话
可以发现，默认情况下，a 在 Shell 子进程中是无效的；使用 export 将 a 导出为环境变量后，在子进程中就可以使用了。
export a这种形式是在定义变量 a 以后再将它导出为环境变量，如果想在定义的同时导出为环境变量，可以写作export a=22。
我们一直强调的是环境变量在 Shell 子进程中有效，并没有说它在所有的 Shell 进程中都有效；如果你通过终端创建了一个新的 Shell 窗口，那它就不是当前 Shell 的子进程，环境变量对这个新的 Shell 进程仍然是无效的。请看下图：
第一个窗口中的环境变量 a 在第二个窗口中就无效。
环境变量也是临时的
通过 export 导出的环境变量只对当前 Shell 进程以及所有的子进程有效，如果最顶层的父进程被关闭了，那么环境变量也就随之消失了，其它的进程也就无法使用了，所以说环境变量也是临时的。（通过export导出的环境变量是临时的）
有读者可能会问，如果我想让一个变量在所有 Shell 进程中都有效，不管它们之间是否存在父子关系，该怎么办呢？
只有将变量写入 Shell 配置文件中才能达到这个目的！Shell 进程每次启动时都会执行配置文件中的代码做一些初始化工作，如果将变量放在配置文件中，那么每次启动进程都会定义这个变量。
2. 变量查看
- env命令或printenv命令，可以显示所有环境变量。
$ env
# 或者
$ printenv
- set命令可以显示所有变量（包括环境变量和自定义变量），以及所有的 Bash 函数。
[root@VM-4-17-centos ~]# set | less
ABRT_DEBUG_LOG=/dev/null
BASH=/bin/bash
BASHOPTS=checkwinsize:cmdhist:expand_aliases:extglob:extquote:force_fignore:histappend:interactive_comments:login_shell:progcomp:promptvars:sourcepath
BASH_ALIASES=()
BASH_ARGC=()
BASH_ARGV=()
BASH_CMDS=()
BASH_COMPLETION_COMPAT_DIR=/etc/bash_completion.d
BASH_LINENO=()
BASH_SOURCE=()
BASH_VERSINFO=([0]="4" [1]="2" [2]="46" [3]="2" [4]="release" [5]="x86_64-redhat-linux-gnu")
BASH_VERSION='4.2.46(2)-release'
COLUMNS=210
DIRSTACK=()
EUID=0
....... 略
3. 定义变量
Shell 支持以下三种定义变量的方式：
- variable=value
- variable=‘value’
- variable=“value”
Bash 没有数据类型的概念，所有的变量值都是字符串。variable 是变量名，value 是赋给变量的值。如果 value 不包含任何空白符（例如空格、Tab 缩进等），那么可以不使用引号；如果 value 包含了空白符，那么就必须使用引号包围起来。使用单引号和使用双引号也是有区别的，稍后我们会详细说明。
注意，赋值号=的周围不能有空格，这可能和你熟悉的大部分编程语言都不一样。
Shell 变量的命名规范和大部分编程语言都一样：
- 变量名由数字、字母、下划线组成；
- 必须以字母或者下划线开头；
- 不能使用 Shell 里的关键字（通过 help 命令可以查看保留关键字）。
下面是一些自定义变量的例子。
a=z # 变量 a 赋值为字符串 z
b="a string" # 变量值包含空格，就必须放在引号里面
c="a string and $b" # 变量值可以引用其他变量的值
d="\t\ta string\n" # 变量值可以使用转义字符
e=$(ls -l foo.txt) # 变量值可以是命令的执行结果
f=$((5 * 7)) # 变量值可以是数学运算的结果
变量可以重复赋值，后面的赋值会覆盖前面的赋值。
$ foo=1
$ foo=2
$ echo $foo
2
上面例子中，变量foo的第二次赋值会覆盖第一次赋值。
4. 读取变量
读取变量的时候，直接在变量名前加上$就可以了。
$ foo=bar
$ echo $foo
bar
每当 Shell 看到以$开头的单词时，就会尝试读取这个变量名对应的值。
如果变量不存在，Bash 不会报错，而会输出空字符。
读取变量的时候，变量名也可以使用花括号{}包围，比如$a也可以写成${a}。这种写法可以用于变量名与其他字符连用的情况。
$ a=foo
$ echo $a_file
$ echo ${a}_file
foo_file
上面代码中，变量名a_file不会有任何输出，因为 Bash 将其整个解释为变量，而这个变量是不存在的。只有用花括号区分$a，Bash 才能正确解读。
事实上，读取变量的语法$foo，可以看作是${foo}的简写形式。
如果变量的值本身也是变量，可以使用${!varname}的语法，读取最终的值。
[root@VM-4-17-centos ~]# myvar=USER
[root@VM-4-17-centos ~]# echo ${!myvar}
root
上面的例子中，变量myvar的值是USER，${!myvar}的写法将其展开成最终的值。
如果变量值包含连续空格（或制表符和换行符），最好放在双引号里面读取。
$ a="1 2 3"
$ echo $a
1 2 3
$ echo "$a"
1 2 3
上面示例中，变量a的值包含两个连续空格。如果直接读取，Shell 会将连续空格合并成一个。只有放在双引号里面读取，才能保持原来的格式。
5. 删除变量
unset命令用来删除一个变量。
unset NAME
这个命令不是很有用。因为不存在的 Bash 变量一律等于空字符串，所以即使unset命令删除了变量，还是可以读取这个变量，值为空字符串。
所以，删除一个变量，也可以将这个变量设成空字符串。
$ foo=''
$ foo=
上面两种写法，都是删除了变量foo。由于不存在的值默认为空字符串，所以后一种写法可以在等号右边不写任何值。
6. 特殊变量
6.1 $?
$?(功能描述:最后一次执行的命令的返回状态。如果这个变量的值为0，证明上一个命令正确执行;如果这个变量的值为非0(具体是哪个数，由命令自己来决定)，则证明上一个命令执行不正确了。)
测试：
[root@VM-4-17-centos shell_program]# echo $?
0
6.2 $$
$$表示当前Shell进程ID。对于 Shell 脚本，就是这些脚本所在的进程ID。
[root@VM-4-17-centos shell-program]# echo $$
10606
6.3 $_
$_为上一个命令的最后一个参数。
$ grep dictionary /usr/share/dict/words
dictionary
$ echo $_
/usr/share/dict/words
6.4 $!
$!为最近一个后台执行的异步命令的进程 ID。
$ firefox &
[1] 11064
$ echo $!
11064
上面例子中，firefox是后台运行的命令，$!返回该命令的进程 ID。
6.5 $-
$-为当前 Shell 的启动参数。
$ echo $-
himBHs
6.6 $n (n为数字)
$n(功能描述: n为数字，$0代表该脚本名称，$1-$9代表第一到第九个参数，十以上的参数，十以上的参数需要用大括号包含，如${10})
parameter.sh如下：
#! /bin/bash
echo '===========$n============' #注意：如果使用的是双引号，$n会被识别为变量
echo script name: $0
echo 1st parameter: $1
echo 2nd parameter: $2
测试：
[root@VM-4-17-centos shell_program]# ./parameter.sh
===========$n============
script name: ./parameter.sh
1st parameter:
2nd parameter:
[root@VM-4-17-centos shell_program]# ./parameter.sh zhx yxy
===========$n============
script name: ./parameter.sh
1st parameter: zhx
2nd parameter: yxy
6.7 $#
$#（功能描述:获取所有输入参数个数，常用于循环,判断参数的个数是否正确以及加强脚本的健壮性）。
parameter.sh如下：
#! /bin/bash
echo '===========$n============' #注意：如果使用的是双引号，$n会被识别为变量
echo script name: $0
echo 1st parameter: $1
echo 2nd parameter: $2
echo '===========$#============'
echo parameter numbers: $#
测试：
[root@VM-4-17-centos shell_program]# ./parameter.sh zhx yxy
===========$n============
script name: ./parameter.sh
1st parameter: zhx
2nd parameter: yxy
===========$#============
parameter numbers: 2
6.8 $* 和 $@
$* (功能描述:这个变量代表命令行中所有的参数，$*把所有的参数看成一个整体)
$@ (功能描述:这个变量也代表命令行中所有的参数，不过$@把每个参数区分对待)；被双引号(" ")包含时，与 $* 稍有不同；
parameter.sh如下：
#! /bin/bash
echo '===========$n============' #注意：如果使用的是双引号，$n会被识别为变量
echo script name: $0
echo 1st parameter: $1
echo 2nd parameter: $2
echo '===========$#============'
echo parameter numbers: $#
echo '===========$*============'
echo $*
echo '===========for i in $*============'
for i in $*
do
echo $i
done
echo '===========for i in "$*"============'
for i in "$*"
do
echo $i
done
echo '===========$@============'
echo $@
echo '===========for i in $@============'
for i in $@
do
echo $i
done
echo '===========for i in "$@"============'
for i in "$@"
do
echo $i
done
测试：
[root@VM-4-17-centos parameter]# ./parameter.sh zhx yxy
===========$n============
script name: ./parameter.sh
1st parameter: zhx
2nd parameter: yxy
===========$#============
parameter numbers: 2
===========$*============
zhx yxy
===========for i in $*============
zhx
yxy
===========for i in "$*"============
zhx yxy
===========$@============
zhx yxy
===========for i in $@============
zhx
yxy
===========for i in "$@"============
zhx
yxy
7. 变量的默认值
Bash 提供四个特殊语法，跟变量的默认值有关，目的是保证变量不为空。
${varname:-word}
上面语法的含义是，如果变量varname存在且不为空，则返回它的值，否则返回word。它的目的是返回一个默认值，比如**${count:-0}表示变量count不存在时返回0。**
${varname:=word}
上面语法的含义是，如果变量varname存在且不为空，则返回它的值，否则将它设为word，并且返回word。它的目的是设置变量的默认值，比如${count:=0}表示变量count不存在时返回0，且将count设为0。
${varname:+word}
上面语法的含义是，如果varname存在且不为空，则返回word，否则返回空值。它的目的是测试变量是否存在，比如${count:+1}表示变量count存在时返回1（表示true），否则返回空值。
${varname:?message}
上面语法的含义是，**如果变量varname存在且不为空，则返回它的值，否则打印出varname: message，并中断脚本的执行。**如果省略了message，则输出默认的信息“parameter null or not set.”。它的目的是防止变量未定义，比如${count:?"undefined!"}表示变量count未定义时就中断执行，抛出错误，返回给定的报错信息undefined!。
上面四种语法如果用在脚本中，变量名的部分可以用数字1到9，表示脚本的参数。
filename=${1:?"filename missing."}
上面代码出现在脚本中，1表示脚本的第一个参数。如果该参数不存在，就退出脚本并报错。
8. declare 命令
declare命令可以声明一些特殊类型的变量，为变量设置一些限制，比如声明只读类型的变量和整数类型的变量。
它的语法形式如下：
declare OPTION VARIABLE=value
declare命令的主要参数（OPTION）如下。
-a：声明数组变量。-f：输出所有函数定义。-F：输出所有函数名。-i：声明整数变量。-l：声明变量为小写字母。-p：查看变量信息。-r：声明只读变量。-u：声明变量为大写字母。-x：该变量输出为环境变量。
declare命令如果用在函数中，声明的变量只在函数内部有效，等同于local命令。
不带任何参数时，declare命令输出当前环境的所有变量，包括函数在内，等同于不带有任何参数的set命令。
$ declare
9. readonly 命令
readonly命令等同于declare -r，用来声明只读变量，不能改变变量值，也不能unset变量。
$ readonly foo=1
$ foo=2
bash: foo：只读变量
$ echo $?
1
上面例子中，更改只读变量foo会报错，命令执行失败。
readonly命令有三个参数。
-f：声明的变量为函数名。-p：打印出所有的只读变量。-a：声明的变量为数组。
10. let 命令
let命令声明变量时，可以直接执行算术表达式。
$ let foo=1+2
$ echo $foo
3
上面例子中，let命令可以直接计算1 + 2。
let命令的参数表达式如果包含空格，就需要使用引号。
$ let "foo = 1 + 2"
let可以同时对多个变量赋值，赋值表达式之间使用空格分隔。
$ let "v1 = 1" "v2 = v1++"
$ echo $v1,$v2
2,1
上面例子中，let声明了两个变量v1和v2，其中v2等于v1++，表示先返回v1的值，然后v1自增。