shell变量和引用
1.什么是变量
变量就是程序设计语言中的一个可以变化的量，当然，可以变化的是变量的值。几乎所有的程序设计语言中都有定义变量，并且其涵义也大同小异。从本质上讲，变量就是在程序中保存用户数据的一块内存空间，而变量名就是这块内存空间的地址。
在程序的执行过程中，保存数据的内存空间的内容可能会不断地发生变化，但是，代表内存地址的变量名却保持不变。
2.变量的命名
在Shell中，变量名可以由字母、数字或者下划线组成，并且只能以字母或者下划线开头。对于变量名的长度，Shell并没有做出明确的规定。因此，用户可以使用任意长度的字符串来作为变量名。但是，为了提高程序的可读性，建议用户使用相对较短的字符串作为变量名。
在一个设计良好的程序中，变量的命名有着非常大的学问。通常情况下，用户应该尽可能选择有明确意义的英文单词作为变量名，尽量避免使用拼音或者毫无意义的字符串作为变量名。这样的话，用户通过变量名就可以了解该变量的作用。
3.变量的类型
3.1 根据数据类型分类
Shell是一种动态类型语言和弱类型语言，即在Shell中，变量的数据类型毋需显示地声明，变量的数据类型会根据不同的操作有所变化。准确地讲，Shell中的变量是不分数据类型的，统一地按照字符串存储。但是根据变量的上下文环境，允许程序执行一些不同的操作，例如字符串的比较和整数的加减等等。
强类型和弱类型主要是站在变量类型处理的角度进行分类的。强类型是指不允许隐式变量类型转换，弱类型则允许隐式类型转换。
- 强类型语言，当你定义一个变量是某个类型，如果不经过代码显式转换（强制转化）过，它就永远都是这个类型，如果把它当做其他类型来用，就会报错。
- 弱类型语言，你想把这个变量当做什么类型来用，就当做什么类型来用，语言的解析器会自动（隐式）转换。
例如：
C语言定义变量，int+变量名，实则前面的int就是给变量内存划分了等级，int定义整型所以空间里只能存放整型，这就是强类型。php、C#和Python等都是强类型语言。
可以使用declare定义变量的类型：declare attribute variable
注：declare命令还可输出所有的变量、函数、整数和已经导出的变量
- -p：显示所有变量的值
- -i：将变量定义为整数，在之后就可以直接对表达式求值，结果只能是整数。如果求值失败或者不是整数，就设置为0。
- -r：将变量声明为只读变量。只读变量不允许修改，也不允许删除。(也可使用readonly定义只读变量)
- -a：变量声明为数组变量。但这没有必要，所有变量都不必显示定义就可以用作数 组。事实上，在某种意义上，似乎所有变量都是数组，而且赋值给没有下标的变量 与赋值给下标为0的数组元素相同。
- -f：显示所有自定义函数，包括名称和函数体。
- -x：将变量设置成环境变量。可使用+x将变量变成非环境变量
3.2 根据作用域分类
分为环境变量（全局变量）和普通变量（局部变量）
1> 环境变量也可称为全局变量，可以在创建它们的shell及其派生出来的任意子进程shell中使用（su -切换用户会读取新的环境变量），环境变量又可分为自定义环境变量和bash内置的环境变量。
-
自定义环境变量
指用export内置命令导出的变量，用于定义shell的运行环境，保证shell命令的正确执行。即该环境变量只在当前shell和子shell中有效。如果希望永久保存环境变量，可以在配置文件中设置。- 用户的环境变量配置（non-login shell）
/.bash_profile或/.bashrc - 全局环境变量的配置（login shell）
/etc/bashrc、/etc/profile文件或者/etc/profile.d目录中定义.
- 用户的环境变量配置（non-login shell）
注意：按照系统规范，所有环境变量的名字均采用大写形式。在将环境变量应用于用户进程程序之前， 都应该用命令export导出。
- bash内置的环境变量
shell内置的环境变量是所有的shell程序都可以使用的变量。shell程序在运行时，都会接收一组变量来确定登录用户名、命令路径、终端类型、登录目录等，这组变量就是环境变量。环境变量会影响到所有的脚本的执行结果。
2> 普通变量
与全局变量相比，局部变量的使用范围较小，通常仅限于某个程序段访问，例如函数内部。在Shell语言中，可以在函数内部通过local关键字定义局部变量，另外，函数的参
数也是局部变量
举例：全局变量和局部变量的区别
[root@centos-7 day2]# vim 6.sh
#########################
#File name:6.sh
#Version:v1.0
#Email:[email protected]
#Created time:2021-08-14 18:37:36
#Description:
#########################
#定义函数
func()
{
#输出全局变量v1的值
echo "global variable v1 is $v1"
#定义局部变量v1
local v1=2
#输出局部变量v1的值
echo "local variable v1 is $v1"
}
#定义全局变量v1
v1=1
#调用函数
func
#输出全局变量v1的值
echo "global variable v1 is $v1"
[root@centos-7 day2]# chmod a+rx 6.sh
[root@centos-7 day2]# ./6.sh
global variable v1 is 1
local variable v1 is 2
global variable v1 is 1
4.变量的定义
在Shell中，通常情况下用户可以直接使用变量，而毋需先进行定义，当用户第一次使用某个变量名时，实际上就同时定义了这个变量，在变量的作用域内，用户都可以使用该变量。
1.变量定义示例：变量名=变量值
#！/bin/bash
#定义变量a
a=1
#定义变量b
b="hello"
#定义变量c
c="hello world"
#定义备份路径
bak_dir=/data/backup
#把一个命令的结果赋值变量
变量名=`ls`
变量名=$(ls)
1> "="前后不能有空格
[root@centos-7 day2]# a= 3
-bash: 3: 未找到命令
[root@centos-7 day2]# b =4
-bash: b: 未找到命令
2>字符串类型建议用引号括起来，尤其是特殊字符或有空格
stu_name="zhang san"
引用变量：$变量名 或者 ${变量名}
查看变量：echo $变量名，set（可查看所有变量：包括自定义变量和环境变量），env显示全局变量，declare输出所有的变量、函数、整数和已经导出的变量。
取消变量：unset 变量名
作用范围：仅在当前shell中有效。
注：可使用export指令将变量转换成环境变量
2、位置参数和预定义变量
许多情况下，Shell脚本都需要接收用户的输入，根据用户输入的参数来执行不同的操作。
从命令行传递给Shell脚本的参数又称为位置参数，Shell脚本会根据参数的位置使用不同的位置参数变量读取它们的值。
| 变量 | 说明 |
|---|---|
| $# | 命令行参数的个数 |
| $n | 表示传递给脚本的第n个参数，例如$1表示第一个参数，$2表示第二个参数，$3表示第三个参数 |
| $0 | 当前脚本的名称 |
| $* | 以"参数1 参数2 参数3…"的形式返回所有参数的值 |
| $@ | 以“参数1”“参数2”“参数3”…的形式返回所有的值 |
| $? | 前一个命令或者函数的返回状态码。 ? 的 返 回 值 用 法 ： （ 1 ） 判 断 命 令 、 脚 本 或 函 数 等 程 序 是 否 执 行 成 功 （ 2 ） 若 在 脚 本 中 调 用 执 行 “ e x i t 数 字 ” ， 则 会 返 回 这 个 数 字 给 “ ?的返回值用法：（1）判断命令、脚本或函数等程序是否执行成功（2）若在脚本中调用执行“exit 数字”，则会返回这个数字给“ ?的返回值用法：（1）判断命令、脚本或函数等程序是否执行成功（2）若在脚本中调用执行“exit数字”，则会返回这个数字给“?”变量（3）如果是在函数里，则通过“return 数字”把这个数字以函数值的形式传给“$?” |
| $$ | 返回本程序的进程ID（PID），不常用 |
| $! | 获取上一个在后台工作的进程的进程号，不常用 |
| $_ | 保存之前执行的命令的最后一个参数，不常用 |
举例：
[root@centos-7 day2]# vim param.sh
#！/bin/bash
echo "第1个位置参数是$1"
echo "第2个位置参数是$2"
echo "所有参数是: $*"
echo "所有参数是: $@"
echo "参数的个数是: $#"
echo "当前进程的PID是: $$"
[root@centos-7 day2]# bash param.sh shuju1 shuju2
第1个位置参数是shuju1
第2个位置参数是shuju2
所有参数是: shuju1 shuju2
所有参数是: shuju1 shuju2
参数的个数是: 2
当前进程的PID是: 1542
$? 举例：
[root@centos-7 day2]# vim ping.sh
ping -c2 $1 &> /dev/null
if [ $? = 0 ];then
echo "host $1 is ok"
else
echo "host $1 is fail"
fi
[root@centos-7 day2]# chmod a+rx ping.sh
[root@centos-7 day2]# ./ping.sh 192.168.233.128
host 192.168.233.128 is ok
$* 和 $@举例：
[root@centos-7 day2]# set -- "i have" a cat #利用set命令设置位置参数
[root@centos-7 day2]# echo $#
3
[root@centos-7 day2]# echo $*
i have a cat
[root@centos-7 day2]# echo $@
i have a cat
[root@centos-7 day2]# for i in $*;do echo $i;done
i
have
a
cat
[root@centos-7 day2]# for i in "$@";do echo $i;done
i have
a
cat
[root@centos-7 day2]# shift #使用该指令可将位置参数左移一位
[root@centos-7 day2]# echo $1
a
[root@centos-7 day2]# shift
[root@centos-7 day2]# echo $1
cat
5. shell 中的引用
在bash中有很多特殊字符，这些特殊字符就具有特殊含义。引用就是通知shell将这些特殊字符当作普通字符来处理。
| 符号 | 说明 |
|---|---|
| 转义字符“\” | 如果将\放到特殊字符前面，shell就忽略这些特殊字符的原有含义，把它们当作普通字符对待 |
| 单引号 | 如果将字符串放到一对单引号之间，那么字符串中所有字符的特殊含义被忽略 |
| 双引号 | 双引号的引用与单引号基本相同，包含在双引号内的大部分特殊字符可以当作普通字符处理，但是仍然有一些特殊字符保留自己的特殊含义，比如”$“和“\”以及“ ` ” |
说明：反引号中的字符串将被解释为shell命令
[root@centos-7 day2]# echo "current_user is: $USER"
current_user is: root
[root@centos-7 day2]# echo 'current_user is: $USER'
current_user is: $USER
[root@centos-7 day2]# echo "current_user is: `whoami`"
current_user is: root
[root@centos-7 day2]# echo 'current_user is: `whoami`'
current_user is: `whoami`
6.变量的运算
| 运算符 | 说明 |
|---|---|
| +、- | 求和、差 |
| *、/、% | 求乘积，商，余数 |
| ** | 幂运算，例如3**3是求3的立方，即27 |
| +=、-=、*=、/=、%= | 例a+=1相当于a=a+1 |
| ++variable、–variable | 先将变量variable的值加1，然后再赋给variable； 先将变量variable的值减1，然后再赋给variable |
| variable++、variable– | 先使用variable的值，然后再将该变量的值加1； 先使用variable的值，然后再将该变量的值减1 |
| 位运算符<<、>> | 位运算通常出现在整数间，它针对的不是整个整数，而是其二进制表示形式中的某个或者某些位（bit）。例如，2>>1是将二进制形式的2，即10，左移1位，从而变成100，即4。 左移，4<<2，将4左移2位，结果为16； 右移，8>>2，将8右移两位，结果为2 |
| <<=、>>= | 将变量的值左移指定位数之后重新赋给该变量，x<<=3，将x的值左移3位，重新赋给变量x； 将变量的值右移指定位数之后重新赋给该变量，x>>=4，将变量x的值右移4位后重新赋给变量x。 |
| 运算操作符与运算命令 | 意义 | 说明 |
|---|---|---|
| (()) | 用于整数运算的常用运算符 | 在(())中使用变量时可以去掉变量前$符号 |
| let | 用于整数运算 | 使用let命令可以执行一个或者多个算术表达式，其中的变量名毋需使用$符号 |
| expr | 可用于整数运算，但还有很多其他的额外功能 | 使用expr时，运算符及用于计算的数字左右都至少有一个空格，否则会报错；使用乘号时，必须使用反斜线屏蔽其特定含义；使用expr做计算，将一个未知的变量和一个已知的整数相加，看返回码是否为0，如果为0就认为做加法的变量为整数，否则就不是整数。 |
| bc | linux下的一个计算器程序（适合整数及小数运算） | [root@localhost test4]# echo seq -s “+” 10 = seq -s “+” 10 |
| $[] | 用于整数运算 | |
| awk | awk既可以用于整数运算，也可以用于小数运算 | |
| declare | 定义变量值和属性，-i参数可以用于定义整形变量，做运算 |
举例：
[root@centos-7 day2]# r=$((2+5*8))
[root@centos-7 day2]# echo $r
42
[root@centos-7 day2]# let r=3+2
[root@centos-7 day2]# echo $r
5
[root@centos-7 day2]# r=`expr 4+2`
[root@centos-7 day2]# echo $r
4+2
[root@centos-7 day2]# r=`expr 4 + 2`
[root@centos-7 day2]# echo $r
6
#使用expr计算字符的长度
[root@centos-7 day2]# char="i have a"
[root@centos-7 day2]# expr length "$char"
8
[root@centos-7 day2]# r=$[3+2]
[root@centos-7 day2]# echo $r
5
[root@centos-7 day2]# awk 'BEGIN {print 2+3*2}'
8
[root@centos-7 day2]# echo "6.282 3.14" | awk '{print ($1-$2)}'
3.142
[root@centos-7 day2]# declare -i r=3+2
[root@centos-7 day2]# echo $r
5
实验：计算用户输入的任意两个整数的和、差、乘积、商、余数。
方法一：
[root@centos-7 day2]# vim f1.sh
#！/bin/bash
a=$1
b=$2
echo a+b=$(($a+$b))
echo a-b=$((a-b))
echo a*b=$((a*b))
echo a/b=$((a/b))
echo a%b=$((a%b))
[root@centos-7 day2]# chmod a+rx f1.sh
[root@centos-7 day2]# ./f1.sh 10 3
a+b=13
a-b=7
a*b=30
a/b=3
a%b=1
方法二：
[root@centos-7 day2]# vim f2.sh
read -p "please input two number:" a b
echo $a+$b=$(($a+$b))
echo $a-$b=$((a-b))
echo $a*$b=$((a*b))
echo $a/$b=$((a/b))
echo $a%$b=$((a%b))
[root@centos-7 day2]# chmod a+rx f2.sh
[root@centos-7 day2]# ./f2.sh
please input two number:3 4
3+4=7
3-4=-1
3*4=12
3/4=0
3%4=3
| 表达式 | 说明 |
|---|---|
| ${parameter} | 返回变量的内容 |
| ${#parameter} | 返回变量内容的长度（按字符） |
| ${paramater:offset} | 在变量${parameter}中，从位置offset之后开始提取子串到结尾 |
| ${paramater:offset:length} | 在变量${parameter}中，从位置offset之后开始提取长度为length的子串 |
| ${parameter#word} | 从变量${parameter}开头开始删除最短匹配的word子串 |
| ${parameter##word} | 从变量${parameter}开头开始删除最长匹配的word子串 |
| ${parameter%word} | 从变量${parameter}结尾开始删除最短匹配的word子串 |
| ${parameter%%word} | 从变量${parameter}结尾开始删除最长匹配的word子串 |
| ${parameter/pattern/string} | 使用string代替第一个匹配的pattern |
| ${parameter//pattern/string} | 使用string代替所有匹配的pattern |
举例：截取字符串
[root@centos-7 day2]# str1="hello world" #返回变量长度
[root@centos-7 day2]# echo ${#str1}
11
#变量截取
#指定起始位置，一直到结束
[root@centos-7 day2]# echo ${str1:1}
ello world
#指定长度，不指定起始位置默认从开头开始
[root@centos-7 day2]# echo ${str1::3}
hel
#指定起始位置和长度
[root@centos-7 day2]# echo ${str1:1:3}
ell
#从右边第几个字符开始，及字符的个数
[root@centos-7 day2]# echo ${str1:0-1:1}
d
#输出右边的几个字符
[root@centos-7 day2]# echo ${str1:0-5}
world
[root@centos-7 day2]# echo ${str1: -5}
world
#提取完整字符串
[root@centos-7 day2]# echo ${str1:-5}
hello world
举例：删除字符串
#获取后缀名tar.gz
[root@centos-7 day2]# filename=testfile.tar.gz
[root@centos-7 day2]# file=${filename#*.}
[root@centos-7 day2]# echo $file
tar.gz
#获取后缀名.gz
[root@centos-7 day2]# filename=testfile.tar.gz
[root@centos-7 day2]# file=${filename##*.}
[root@centos-7 day2]# echo $file
gz
#截取testfile.tar
[root@centos-7 day2]# filename=testfile.tar.gz
[root@centos-7 day2]# file=${filename%.*}
[root@centos-7 day2]# echo $file
testfile.tar
#截取testfile
[root@centos-7 day2]# filename=testfile.tar.gz
[root@centos-7 day2]# file=${filename%%.*}
[root@centos-7 day2]# echo $file
testfile