Shell语法
一、概念
Shell 是命令行与操作系统沟通的桥梁，也是一门语言。
Shell 脚本可以直接在命令行中执行，也可以作为文件方便复用。
Linux中常见的 Shell 脚本有：
- Bourne Shell(
/usr/bin/sh或/bin/sh) - Bourne Again Shell(
/bin/bash) - C Shell(
/usr/bin/csh) - K Shell(
/usr/bin/ksh) - zsh
Linux 系统一般默认使用 bash ，在文件的开头需要写 #! /bin/bash，指明 bash 为脚本解释器。
示例
新建一个 test.sh打印输出 Hello,World
#! /bin/bash
echo "Hello,World"
运行
有两种方式可以运行：作为可执行文件被执行 和 用解释器执行
用解释器执行：
[root@dinggongwurusai wurusai]# bash test.sh
Hello,World
作为可执行文件被执行：
[root@dinggongwurusai wurusai]# ls -l
total 4
-rw-r--r-- 1 root root 33 Jan 22 19:00 test.sh
[root@dinggongwurusai wurusai]# chmod +x test.sh
[root@dinggongwurusai wurusai]# ls -l
total 4
# 当前路径下执行
-rwxr-xr-x 1 root root 33 Jan 22 19:00 test.sh
[root@dinggongwurusai wurusai]# ./test.sh
Hello,World
# 绝对路径执行
[root@dinggongwurusai wurusai]# pwd
/usr/wurusai
[root@dinggongwurusai wurusai]# /usr/wurusai/test.sh
Hello,World
二、注释
单行注释：
# 这是单行注释
# 这是单行注释
# 这是单行注释
多行注释：
:<<EOF
第一行注释
第二行注释
第三行注释
EOF
# 其中EOF 可以替换为 任意字符
# 这些都是多行注释
:<<abc
第一行注释
第二行注释
第三行注释
abc
:<<!
第一行注释
第二行注释
第三行注释
!
三、变量
定义变量
# 以下这些都是字符串
# 注意：= 两边不能有空格
name=wurusai
name1='wurusai'
name2="wurusai"
使用变量
使用变量，需要在变量名前面加上 $或者 ${}。大括号可以省略，它主要是为了帮助解释器识别变量边界。
name=wurusai
echo $name # 输出wurusai
echo ${name} # 输出wurusai
echo Hello,${name} # 输出 Hello,wurusai
只读变量
使用 readonly和 declare可以将变量变为只读变量。类似于C++ 或 Java中，将变量设置为常量，就不能修改了。
name=wurusai
# 以下两种写法均可把 name 设为只读变量
readonly name
declare -r name
name=abc # 会报错，因为此时name只读
执行 test.sh，会报如下的错误：
删除变量
使用 unset可以删除变量。
name=wurusai
unset name
echo $name # 输出空行
此时，执行test.sh，会输出一个空白行。
变量类型
变量具体分为：
- 自定义变量（局部变量），子进程不能访问的变量。
- 环境变量（全局变量），子进程可以访问的变量。
使用 bash命令，可以新开一个子进程，使用 exit命令，可以退出子进程。
将自定义变量 改为 环境变量：
[root@dinggongwurusai wurusai]# name=wurusai
[root@dinggongwurusai wurusai]# export name # 第一种方式
[root@dinggongwurusai wurusai]# declare -x name # 第二种方式
此时我们新开一个子进程，打印 name，有值（即子进程访问到了环境变量 name的值）。
[root@dinggongwurusai wurusai]# bash
[root@dinggongwurusai wurusai]# echo $name
wurusai
[root@dinggongwurusai wurusai]# exit
exit
将 环境变量 改为 自定义变量：
[root@dinggongwurusai wurusai]# declare +x name # 改为自定义变量
此时我们新开一个子进程，打印 name。此时打印了空行，说明子进程获取不到name的值。
[root@dinggongwurusai wurusai]# bash
[root@dinggongwurusai wurusai]# echo $name
[root@dinggongwurusai wurusai]# exit
exit
字符串
字符串可以用双引号括起来，也可以用单引号，还可以不用引号。
单引号 与 双引号 的区别：
- 单引号中的内容回原样输出，不会转义，不会取值。
- 双引号中的内容输出，会转义，会取值。
- 没有引号 和 双引号效果一样。
name=wurusai # 不用引号
echo 'hello, $name \"hh\"'
echo "hello, $name \"hh\""
echo hello, $name \"hh\"
执行结果：
获取字符串的长度：
name="wurusai"
echo ${#name} # 输出7
提取子串:
name="hello, wurusai"
echo ${name:0:5} # 提取从0开始的5个字符 hello
四、默认变量
在执行 shell 脚本时，可以向脚本传递一些参数。如 $0是文件名（包含文件路径），$1是第一个参数，$2是第二个参数，以此类推。。。
执行如下脚本：
echo "文件名："$0
echo "第一个参数："$1
echo "第二个参数："$2
echo "第三个参数："$3
echo "第四个参数："$4
执行结果为：
其他参数相关变量：
| 参数 | 说明 |
|---|---|
$# |
代表文件传入的参数个数，如上例中值为4 |
$* |
由所有参数构成的用空格隔开的字符串，如上例中值为"$1 $2 $3 $4" |
$@ |
每个参数分别用双引号括起来的字符串，如上例中值为"$1" "$2" "$3" "$4" |
$$ |
脚本当前运行的进程ID |
$? |
上一条命令的退出状态（注意不是stdout，而是exit code）。0表示正常退出，其他值表示错误 |
$(command) |
返回command这条命令的stdout（可嵌套） |
| `command` | command 返回command这条命令的stdout（不可嵌套） |
五、数组
数组中可以存放多个不同类型的值，只支持一维数组，初始化时不需要指明数组大小。数组下标从0开始。
定义
数组用小括号表示，元素之间用空格隔开。
a=(1 abc "def" wurusai)
也可以直接定义数组中某个元素的值:
a[0]=1
a[1]=abc
a[2]="def"
a[3]=wurusai
获取数组的值
a=(1 abc "def" wurusai)
echo ${a[0]}
echo ${a[1]}
echo ${a[2]}
echo ${a[3]}
读取整个数组
格式：
${a[@]} # 第一种写法
${a[*]} # 第二种写法
例如：
a=(1 abc "def" wurusai)
echo "a[@] : " ${a[@]} # 第一种写法
echo "a[*] : " ${a[*]} # 第二种写法
数组长度
类似于字符串，例如：
${#a[@]} # 第一种写法
${#a[*]} # 第二种写法
a=(1 abc "def" wurusai)
echo ${#a[@]} # 第一种写法
echo ${#a[*]} # 第二种写法
六、expr命令
expr命令用于求表达式的值，格式为：
expr 表达式
表达式说明：
- 要用空格隔开每一项
- 用反斜杠放在shell特定的字符前面转义（发现表达式运行错误时，可以试试转义）
- 对包含空格和其他特殊字符的字符串要用引号括起来
expr会在stdout中输出结果。如果为逻辑关系表达式，则结果为真，stdout为1，否则为0。expr的exit code：如果为逻辑关系表达式，并且结果为真，exit code为0，否则为1。（类似于C++程序的返回值，返回0才是成功，返回1就是失败）
字符串表达式
length STRING
返回STRING的长度index STRING CHARSET
CHARSET中任意单个字符在STRING中最前面的字符位置，下标从1开始。如果在STRING中完全不存在CHARSET中的字符，则返回0。substr STRING POSITION LENGTH
返回STRING字符串中从POSITION开始，长度最大为LENGTH的子串。如果POSITION或LENGTH为负数，0或非数值，则返回空字符串。
示例：
str="Hello World!"
echo `expr length "$str"` # ``不是单引号，表示执行该命令，输出12
echo `expr index "$str" aWd` # 输出7，下标从1开始 因为 W 是在str中第一个出现的 所以返回 W 的下标
echo `expr substr "$str" 2 3` # 输出 从第二个字符 e 开始，共三个字符 所以是 ell
整数表达式
expr支持普通的算术操作，算术表达式优先级低于字符串表达式，高于逻辑关系表达式。
-
+ -
加减运算。两端参数会转换为整数，如果转换失败则报错。 -
* / %
乘，除，取模运算。两端参数会转换为整数，如果转换失败则报错。 -
()可以改变优先级，但需要用反斜杠转义
示例：
a=3
b=4
echo `expr $a + $b` # 输出7
echo `expr $a - $b` # 输出-1
echo `expr $a \* $b` # 输出12，*需要转义
echo `expr $a / $b` # 输出0，整除
echo `expr $a % $b` # 输出3
echo `expr \( $a + 1 \) \* \( $b + 1 \)` # 输出20，值为(a + 1) * (b + 1)
逻辑关系表达式
-
|
如果第一个参数非空且非0，则返回第一个参数的值，否则返回第二个参数的值，但要求第二个参数的值也是非空或非0，否则返回0。如果第一个参数是非空或非0时，不会计算第二个参数(短路原则)。 -
&
如果两个参数都非空且非0，则返回第一个参数，否则返回0。如果第一个参为0或为空，则不会计算第二个参数(短路原则)。 -
< <= = == != >= >
比较两端的参数，如果为true，则返回1，否则返回0。”==”是”=”的同义词。”expr”首先尝试将两端参数转换为整数，并做算术比较，如果转换失败，则按字符集排序规则做字符比较。 -
()可以改变优先级，但需要用反斜杠转义
示例：
a=3
b=4
echo `expr $a \> $b` # 输出0，>需要转义
echo `expr $a '<' $b` # 输出1，也可以将特殊字符用引号引起来
echo `expr $a '>=' $b` # 输出0
echo `expr $a \<\= $b` # 输出1
c=0
d=5
echo `expr $c \& $d` # 输出0
echo `expr $a \& $b` # 输出3
echo `expr $c \| $d` # 输出5
echo `expr $a \| $b` # 输出3
七、read 命令
read命令用于从标准输入中读取单行数据。当读到文件结束符时，exit code为1，否则为0。
参数说明
-p: 后面可以接提示信息-t：后面跟秒数，定义输入字符的等待时间，超过等待时间后会自动忽略此命令
示例：
[root@dinggongwurusai wurusai]# read name # 读入 name 的值
wurusai # 标准输入
[root@dinggongwurusai wurusai]# echo $name # 输出 name 的值
wurusai # 标准输出
[root@dinggongwurusai wurusai]# read -p "Please input your name:" -t 30 name # 读入 name 的值，可以等待30s
Please input your name:zed99
[root@dinggongwurusai wurusai]# echo $name
zed99
[root@dinggongwurusai wurusai]#
八、echo命令
echo用于输出字符串。命令格式：
echo STRING
显示普通字符串
echo "Hello World"
echo Hello World # 引号可以省略
显示转义字符
echo "\"Hello World\"" # 注意只能使用双引号，如果使用单引号，则不转义
echo \"Hello World\" # 也可以省略双引号
显示变量
name=wurusai
echo "My name is $name" # 输出 My name is wurusai
显示换行
echo -e "Hi\n" # -e 开启转义
echo "wurusai"
结果:
Hi
wurusai
显示不换行
echo -e "Hi \c" # -e 开启转义 \c 不换行
echo "wurusai"
结果：
Hi wurusai
显示结果定向至文件
echo "Hello World" > output.txt # 将内容以覆盖的方式输出到output.txt中
原样输出字符串，不进行转义或取变量(用单引号)
name=wurusai
echo '$name\"'
结果：
$name\"
显示命令的执行结果
echo `date`
结果：
Sun Jan 22 21:09:42 CST 2023
九、printf命令
printf命令用于格式化输出，类似于C/C++中的printf函数。
默认不会在字符串末尾添加换行符。
命令格式：
printf format-string [arguments...]
示例：
printf "%10d.\n" 123 # 占10位，右对齐
printf "%-10.2f.\n" 123.123321 # 占10位，保留2位小数，左对齐
printf "My name is %s\n" "wurusai" # 格式化输出字符串
printf "%d * %d = %d\n" 2 3 `expr 2 \* 3` # 表达式的值作为参数
结果：
123.
123.12 .
My name is wurusai
2 * 3 = 6
十、test命令与判断符号[]
逻辑运算符&&和||
&&表示与，||表示或- 二者具有短路原则：
expr1 && expr2：当expr1为假时，直接忽略expr2
expr1 || expr2：当expr1为真时，直接忽略expr2 - 表达式的
exit code为0，表示真；为非零，表示假。（与C/C++中的定义相反）
test命令
test命令用于判断文件类型，以及对变量做比较。
test命令用exit code返回结果，而不是使用stdout。0表示真，非0表示假。
例如：
test 2 -lt 3 # 为真，返回值为0
echo $? # 输出上个命令的返回值，输出0
文件类型判断
命令格式：
test -e filename # 判断文件是否存在
| 测试参数 | 代表意义 |
|---|---|
| -e | 文件是否存在 |
| -f | 是否为文件 |
| -d | 是否为目录 |
文件权限判断
命令格式：
test -r filename # 判断文件是否可读
| 测试参数 | 代表意义 |
|---|---|
| -r | 文件是否可读 |
| -x | 文件是否可执行 |
| -s | 是否为非空文件 |
整数间的比较
命令格式：
test $a -eq $b # a是否等于b
| 测试参数 | 代表意义 |
|---|---|
| -eq | a是否等于b |
| -ne | a是否不等于b |
| -gt | a是否大于b |
| -lt | a是否小于b |
| -ge | a是否大于等于b |
| -le | a是否小于等于b |
字符串比较
| 测试参数 | 代表意义 |
|---|---|
| test -z STRING | 判断STRING是否为空，如果为空，则返回true |
| test -n STRING | 判断STRING是否非空，如果非空，则返回true（-n可以省略） |
| test str1 == str2 | 判断str1是否等于str2 |
| test str1 != str2 | 判断str1是否不等于str2 |
多重条件判定
命令格式：
test -r filename -a -x filename
| 测试参数 | 代表意义 |
|---|---|
| -a | 两条件是否同时成立 |
| -o | 两条件是否至少一个成立 |
| ! | 取反。如 test ! -x file，当file不可执行时，返回true |
判断符号[]
[]与test用法几乎一模一样，更常用于if语句中。另外[[]]是[]的加强版，支持的特性更多。
例如：
[ 2 -lt 3 ] # 为真，返回值为0
echo $? # 输出上个命令的返回值，输出0
注意：
[]内的每一项都要用空格隔开- 中括号内的变量，最好用双引号括起来
- 中括号内的常数，最好用单或双引号括起来
例如：
name="Hello wurusai"
[ $name == "Hello wurusai" ] # 错误，等价于 [ Hello wurusai == "Hello wurusai" ]，参数太多
[ "$name" == "Hello wurusai" ] # 正确
十一、判断语句
if…then形式
类似于C/C++中的if-else语句。
单层if
命令格式：
if condition
then
语句1
语句2
...
fi
示例：
a=3
b=4
# a < b && a > 2
if [ "$a" -lt "$b" ] && [ "$a" -gt 2 ]
then
echo ${a}在范围内
fi
结果：
3在范围内
单层if-else
命令格式：
if condition
then
语句1
语句2
...
else
语句1
语句2
...
fi
示例：
a=3
b=4
# a >= b
if ! [ "$a" -lt "$b" ]
then
echo ${a}不小于${b}
else
echo ${a}小于${b}
fi
结果：
3小于4
多层if-elif-elif-else
命令格式：
if condition
then
语句1
语句2
...
elif condition
then
语句1
语句2
...
elif condition
then
语句1
语句2
else
语句1
语句2
...
fi
示例：
a=4
if [ $a -eq 1 ]
then
echo ${a}等于1
elif [ $a -eq 2 ]
then
echo ${a}等于2
elif [ $a -eq 3 ]
then
echo ${a}等于3
else
echo 其他
fi
结果：
其他
case…esac形式
类似于C/C++中的switch语句。
命令格式：
case $变量名称 in
值1)
语句1
语句2
...
;; # 类似于C/C++中的break
值2)
语句1
语句2
...
;;
*) # 类似于C/C++中的default
语句1
语句2
...
;;
esac
示例：
a=4
case $a in
1)
echo ${a}等于1
;;
2)
echo ${a}等于2
;;
3)
echo ${a}等于3
;;
*)
echo 其他
;;
esac
结果：
其他
十二、循环语句
for…in…do…done
命令格式：
for var in val1 val2 val3
do
语句1
语句2
...
done
示例1: 输出 a 2 cc，每个元素一行：
for i in a 2 cc
do
echo $i
done
示例2: 输出当前路径下的所有文件名，每个文件名一行：
for file in `ls`
do
echo $file
done
示例3: 输出1-10：
for i in $(seq 1 10)
do
echo $i
done
示例4: 使用{1..10} 或者 {a..z}：
# 输出 a - z 26个字母
for i in {a..z}
do
echo $i
done
for ((…;…;…)) do…done
命令格式：
while condition
do
语句1
语句2
...
done
示例： 文件结束符为Ctrl+d，输入文件结束符后read指令返回false。
# 读入 一个单词 输出一个单词 直到读到 Ctrl+d 结束循环
while read name
do
echo $name
done
until…do…done循环
当条件为真时结束。
命令格式：
until condition
do
语句1
语句2
...
done
示例： 当用户输入yes或者YES时结束，否则一直等待读入。
until [ "${word}" == "yes" ] || [ "${word}" == "YES" ]
do
read -p "Please input yes/YES to stop this program: " word
done
break命令
跳出当前一层循环，注意与C/C++不同的是：break不能跳出case语句。
示例： 每读入非EOF的字符串，会输出一遍1-7。
while read name
do
for ((i=1;i<=10;i++))
do
case $i in
8)
break
;;
*)
echo $i
;;
esac
done
done
该程序可以输入Ctrl+d文件结束符来结束，也可以直接用Ctrl+c杀掉该进程。
continue命令
跳过本次循环。
示例： 输出1-10中的所有奇数。
for ((i=1;i<=10;i++))
do
if [ `expr $i % 2` -eq 0 ]
then
continue
fi
echo $i
done
死循环的处理方式
- 使用
top命令找到进程的PID - 输入
kill -9 PID即可关掉此进程
十三、函数
-
bash中的函数类似于C/C++中的函数，但return的返回值与C/C++不同，返回的是exit code，取值为0-255，0表示正常结束。 -
如果想获取函数的输出结果，可以通过
echo输出到stdout中，然后通过$(function_name)来获取stdout中的结果。 -
函数的
return值可以通过$?来获取。
命令格式：
[function] func_name() { # function关键字可以省略
语句1
语句2
...
}
不获取 return值和stdout值
示例:
fun() {
name=wurusai
echo "Hello $name"
}
fun
获取 return值和stdout值
不写return时，默认return 0。
示例:
fun() {
name=wurusai
echo "Hello $name"
return 123
}
# 将 fun 的标准输出 赋给 output
output=$(fun)
# 将 fun 的 exitcode 赋给 ret
ret=$?
echo "output = $output"
echo "return = $ret"
函数的输入参数
在函数内，$1表示第一个输入参数，$2表示第二个输入参数，依此类推。
注意：函数内的$0仍然是文件名，而不是函数名。
示例：
func() { # 递归计算 $1 + ($1 - 1) + ($1 - 2) + ... + 0
if [ $1 -le 0 ]
then
echo 0
return 0
fi
sum=$(func $(expr $1 - 1))
echo $(expr $sum + $1)
}
echo $(func 10)
函数内的局部变量
可以在函数内定义局部变量，作用范围仅在当前函数内。
可以在递归函数中定义局部变量。
命令格式：
local 变量名=变量值
示例： 第一行为函数内的name变量，第二行为函数外调用name变量，会发现此时该变量不存在。
#! /bin/bash
func() {
local name=wurusai
echo $name
}
func
echo $name
十四、exit命令
exit命令用来退出当前shell进程，并返回一个退出状态；使用$?可以接收这个退出状态。
exit命令可以接受一个整数值作为参数，代表退出状态。如果不指定，默认状态值是 0。
exit退出状态只能是一个介于 0~255之间的整数，其中只有 0 表示成功，其它值都表示失败。
示例：
#! /bin/bash
if [ $# -ne 1 ] # 如果传入参数个数等于1，则正常退出；否则非正常退出。
then
echo "arguments not valid"
exit 1
else
echo "arguments valid"
exit 0
fi
十五、文件重定向
每个进程默认打开3个文件描述符：
stdin标准输入，从命令行读取数据，文件描述符为0stdout标准输出，向命令行输出数据，文件描述符为1stderr标准错误输出，向命令行输出数据，文件描述符为2
可以用文件重定向将这三个文件重定向到其他文件中。
重定向命令列表
| 命令 | 说明 |
|---|---|
command > file |
将stdout重定向到file中 |
command < file |
将stdin重定向到file中 |
command >> file |
将stdout以追加方式重定向到file中 |
command n> file |
将文件描述符n重定向到file中 |
command n>> file |
将文件描述符n以追加方式重定向到file中 |
输入和输出重定向
#! /bin/bash
echo -e "Hello \c" > output.txt # 将stdout重定向到output.txt中
echo "World" >> output.txt # 将字符串追加到output.txt中
read str < output.txt # 从output.txt中读取字符串
echo $str # 输出结果：Hello World
同时重定向stdin和stdout
#! /bin/bash
read a
read b
echo $(expr "$a" + "$b")
创建input.txt，里面的内容为：
3
4
执行命令：
./test.sh < input.txt > output.txt # 从input.txt中读取内容，将输出写入output.txt中
cat output.txt # 查看output.txt中的内容
7
十六、引入外部脚本
类似于C/C++中的include操作 和 Java中的 import操作，bash也可以引入其他文件中的代码。
语法格式：
. filename # 注意点和文件名之间有一个空格
或
source filename
示例：
创建test1.sh，内容为：
#! /bin/bash
name=wurusai # 定义变量name
然后创建test2.sh，内容为：
#! /bin/bash
source test1.sh # 或 . test1.sh
echo My name is: $name # 可以使用test1.sh中的变量
