linux——Shell编程规范与变量

提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档

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一、shell的概念

shell是一个命令解释器，它在操作系统的最外层，负责直接与用户进行对话，把用户的输入解释给操作系统，并处理各种各样的操作系统的输出结果，输出到屏幕反馈给用户。这种对话方式可以是交互也可以是非交互的，我们所输入的命令计算器是不识别的，这是就需要一种程序来帮助我们进行翻译，变成计算器能识别的二进制程序，同时又把计算器生成的结果返回给我们。

二、shell的作用

Linux系统中额shell是一个特殊的应用程序，它介于操作系统的内核和用户之间，充当了一个"命令解释器"的角色，负责接收用户输入的操作指令并进行解释，将需要执行的操作传递给内核执行，并输出执行结果。

Shell就是一种特殊的软件，他可以将用户的命令转换成二进制的语言，传递给内核，由内核调动硬件的执行

常见的 Shell 解释器程序有很多种，使用不同的 Shell 时，其内部指令、命令行提示符等方面会存在一些区别。通过/etc/shells 文件可以了解当前系统所支持的 Shell 脚本种类。

[root@mayinbin ~]# cat /etc/shells         #查看当前系统所支持的 Shell 脚本种类。
/bin/sh              #是bash命令的软链接  (已经被/bin/bash所替换)
/bin/bash            #基准于GNU的框架下发展出的Shell
/usr/bin/sh          #已经被bash所替换
/usr/bin/bash        #centos和redhat系统默认使用bash shell
/bin/tcsh            #csh的增强版，与csh完全兼容 整合了csh，提供更多的功能
/bin/csh             #已经被/bin/bash 所替换  （整合C shell,提供更多的功能）

注: nologin:可以让用户无法登录主机；
bash ( /bin/bash)是目前大多数Linux版本采用的默认shell。

三、shell脚本概述

（一）、shell脚本的概念

①、将要执行的命令安顺序保存到一个文本文件
②、给该文件可执行权限
③、可结合各种shell控制语句以完成更复杂的操作

（二）、shell脚本的应用场景

重复性操作
交互性任务
批量事物处理
服务运行状态监控
定时任务执行

四、shell脚本的编辑规范及运行方式

（一）、创建shell程序的步骤

#第一步：创建一个包含命令和控制结构的文件。
#第二步：修改这个文件的权限使它可以执行       #使用 #chmod +x 文件名
第三步：执行 ./demo.sh

简单的例子：创建一个可以输出"hello world" 的shell脚本

（二）、shell脚本的构成

1、脚本申明（解释器）：若第一行为“#！/bin/bash”表示此行以下的代码语句是通过/bin/bash程序来解释执行，#！/bin/bash为默认解释器。还有其他类型的解释器，比如**#！/uer/bin/python 、#！/uer/bin/expect.**
2、注释信息：以“#”开头的语句表示为注释信息，被注释的语句在运行脚本时不被执行。
3、可执行语句：比如echo命令，用于输出“ ”之间的字符串。

（三）、创建、运行脚本的步骤

1、mkdir 创建一个目录

2、在指定的文件中输入需要执行的命令 ——vim 编辑

3、使用chmod命令赋予脚本执行权限

4、执行脚本，并验证

4.1脚本文件路径（绝对路径和相对路径）

4…1-1方法一：指定路径的命令，要求文件必须要有执行（x）权限

chmod +x +文件名
指定绝对路径：

指定相对路径：

4.1-2方法二：指定shell来解释脚本，不要求文件必须有x权限

sh脚本路径：sh 1.sh

或者：

source脚本路径：. 1.sh 或者 source 1.sh

不一定需要执行权限，但是建议给x执行权限，有的时候sh不一定能够生效

4.1-3方法三：重定向输入到sh

sh  <  需要执行的脚本文件
例如 sh  <  1.sh

4.1-4方法四：用管道符号也可以执行脚本

五、重定向与管道操作

（一）、交互式硬件设备

标准输入：从该设备接收用户输入的数据
标准输出：通过该设备向用户输出信息
标准错误：通过该设备报告执行出错信息

类型	设备文件	文件描述编号	默认设备
标准输入	/dev/stdin	0	键盘
标准输出	/dev/stdout	1	显示器
标准错误	/dev/stderr	2	显示器

（二）、重定向操作

类型	操作符	用途
重定向输入	<	从指定文件读取数据，而不是从键盘输入
重定向输出	>	将输出结果保存到指定文件（覆盖原有的内容）
	>>	将输出的结果追加到指定文件的尾部
标准错误输出	2>	将错误的信息保存到指定文件（覆盖原有的内容）
	2>>	将错误的信息追加到指定文件
混合输出	&>	将标准输出、比偶准错误而的内容保存到通一个文件中
	2>&1	将标准错误输出重定向到标准输出

例如：我们每次用paawd命令给用户设置密码会有两次交互的过程，比较繁琐，然而我们使用重定向输入可以省略其交互过程

结合passwd命令的“–stdin”选项来识别标准输入

创建一个shell用户和一个名为 passwd.txt 的文件 ，在passwd.txt文件正标准输出123456在屏幕上并查看

查看passwd.txt文件的内容并标准输入在屏幕上

在passwd.txt文件标准输出“123456”和“123456789”在屏幕上并查看

创建一个zhangsan用户,将“123456abc”标准输出到zhb.txt文件中，；
创建一个2.txt 文件，将“123456”标准输出至2.txt并查看，在将2.txt的内容标准输入给用户zhangsan的密码文件中

例2;

cat << 0（0作为一个分界符，只要不输入0就可以一直输入）——输入变量时需要加上“$”

[root@mayinbin ~]# cat << 0
 
0作为一个分界符，只要不输入0就可以一直输入

（三）、错误重定向

错误重定向指的是将执行命令过程中出现的错误信息（如选项或参数错误等）保存到指定的文件，而不是直接显示在屏幕上。错误重定向使用“2>”操作符

2个作用：
在实际应用中，错误重定向可用来收集程序执行的错误信息，为排错提供依据，还可以将无关紧要的错误信息重定向到空文件/dev/null 中，以保持脚本输出的简洁，使用"2>”操作符时，会像使用">"操作符一样覆盖目标文件的内容，若要追加内容而不是覆盖文件，则应改用“2>>“操作符。

/dev/null:把它看作"黑洞"，所有写入它的内容都会永远丢失；而尝试从它那儿读取内容则什么也读不到。（/dev/null 对命令行和脚本都非常的有用）

（四）、管道符号

将左侧的命令输出结果，作为右侧命令的输入（处理对象），同一行命令中可以使用多个管道。

（在 Shell 脚本应用中，管道操作通常用来过滤所需要的关键信息）

rpm-qa查看系统中已安装的所有RPM软件包列表，常跟| grep连用，也就是筛选出你需要查找的安装包。

六、Shell变量的作用、类型

变量是会变化的值，不会变化的是常量

（一）、 变量的作用

用来存放系统和用户需要使用的特定参数（值）

变量名：使用固定的名称，由系统预设或用户定义
变量值：能够根据用户设置、系统环境的变化而变化

（二）、 变量的类型

自定义变量：由用户自己定义、修改和使用
特殊变量：环境变量、只读变量、位置变量、预定义变量

七、自定义变量和特殊变量

（一）、自定义变量

1、定义一个新的变量

变量名以字母或下划线开头，区分大小写
变量名=变量值
变量名：临时存放数据的地方
变量值：临时的可变化的数据

2、 查看变量值（echo）

2.1-1、echo $变量名

当变量名称容易和紧跟其后的其他字符相混淆时，需要添加大括号“{}”将其括起来，否则将无法确定正确的变量名称

2.1-2、echo的选项

echo -n：表示不换行输出
使用echo -e输出转义字符，将转义后的内容输出到屏幕上
常用的转义字符
\c：不换行输出，在”\c”后面不存在字符的情况下，作用相当于echo -n
\n：换行
\t：转义后表示插入tab，即制表符

注：\ 是转义符，跟在 \ 之后的特殊符号将失去特殊含义，变为普通字符。如 \$ 将输出“$”符号，而不当做是变量引用 

3、删除变量名unset

4、赋值时使用引号

双引号：允许通过$符号引用其他变量值

单引号：禁止引用其他变量值， $视为普通字符

反撇号：命令替换，提取命令执行后的输出结果,​​``​​​和$(…)作用相同

5、从键盘输入内容为变量赋值

除了上述赋值操作以外，还可以使用 Bash 的内置命令 read 来给变量赋值。
用来提示用户输入信息，从而实现简单的交互过程。执行时将从标准输入设备（键盘）读入 一行内容，并以空格为分隔符，将读入的各字段依次赋值给指定的变量（多余的内容赋值给 最后一个变量）。若指定的变量只有一个，则将整行内容赋值给此变量。

read命令获取输入内容

-p：提示用户的信息
 
-n：定义字符数
 
-s：不显示用户输入的内容，常用于输入密码  read -s -p "input your password:" pass
 
-t：定义超时时间，超过多长时间没输自动退出

（二）、设置变量的范围

默认情况下，新定义的变量只在当前的Shell环境中有效，因此称为局部变量。
当进入子程序或新的子Shell环境时，局部变量将无法再使用。

可以通过内部命令export将指定的变量导出为全局变量，使用户定义的变量在所有的子Shell环境中能够继续使用。

格式1：export 变量名
格式2：export 变量名=变量值

（三）、数值变量的运算及特殊变量

在Bash Shell 环境中，只能进行简单的整数运算，不支持小数运算
整数值的运算主要通过内部命令 expr 进行
运算符与变量之间必须有至少一个空格。

运算内容： 加（+）、减（-）、乘（*）、除（/）、取余（%）
运算符号：$(()) 和 $[]
运算命令：expr、let
运算工具：bc（系统自带）

整数变量的运算 expr
expr还支持变量的运算

格式：expr 变量1 运算符 变量2 [运算符 变量3]
运算符：+ 加法、- 减法、\* 乘法、/ 除法、% 取余
expr 12 \* 5

1、常用的运算表达式：

i=$(expr 12 \* 5)
i=$((12 * 5))
i=$[12 * 5]
let i=12*5

2——（1）、$[] 和 $(())必须要和echo一起用因为他只能运算无法输出结果

2——（2）、运算符 $ [ ]，都可以在中括号里运算

2——（3）可以在运算符上加上变量

3、let的运算可以改变变量本身的值，但不显示结果，需要echo，其他的运算方式可以做运算但不改变变量本身的值

4——1、使用bc进行运算，支持小数运算，但在脚本中不可直接使用否则会进入交互界面，可以使用echo结合管道使用

i=0
i++ 相当于 i=$[$i+1]
i-- 相当于 i=$[$i-1]
i+=2 相当于 i=$[$i+2]

4——2、布尔值：真（true）或假（false）成立或不成立

bc还可以做逻辑运算，真为1，加为0

scale=2:表示保留小数点后两位，不遵从四舍五入，仅仅只是保留小数点后几位的数字。

5、按照要求编辑一个shell脚本——编辑计算圆的半径的简单脚本

通过shell脚本，输出提示信息：圆的半径，计算出圆的面积，保留小数点后两位。


（sh -x 可用于检测脚本的执行情况）

（四）、环境变量

环境变量指出于运行需要而由Linux系统提前创建的一类变量，主要用于设置用户的工作环境，包括用户宿主目录、命令查找路径、用户当前目录、登录终端等。
环境变量的值由Linux系统自动维护、会随着用户状态的改变而改变。
环境变量由系统提前创建，用来设置用户的工作环境
使用 env 命令可以查看到当前工作环境下的环境变量，对于常见的一些环境变量应了解其各自的用途。
例如：

变量USER表示用户名称，
HOME表示用户的宿主目录，
LANG表示语言和字符集，
PWD表示当前所在的工作目录，
变量PATH表示可执行程序的默认搜索路径，
RANDOM表示随机数，会返回0-32767的整数，一般都用全大写定义，注意和自定义变量区分

PATH 变量用于设置可执行程序的默认搜索路径，当仅指定文件名称来执行命令程序时，Linux系统将在PATH变量指定的目录范围查找对应的可执行文件，如果找不到则会提示“command not found”

echo $PATH					#查看当前搜索路径
PATH="$PATH:/root"			#将/root目录添加到搜索路径
export PATH="$PATH:/root"	#输出为全局环境变量
1.sh

readonly 命令设置只读变量
product=benet
readonly product #设置为只读变量
echo $product
product=accp #只读变量不可以被重新赋值
#unset product 只读变量不可以被删除，unset 命令用于删除变量

#在Linux系统中，环境变量的全局配置文件为/etc/profile，此文件中定义的变量作用于所有用户。除此之外，每个用户还有自己的独立配置文件（~/.bash_profile）

（五）、位置变量

当执行命令行操作时，第一个字段表示命令名或脚本程序名，其余的字符串参数按照从左到右的顺序依次赋值给位置变量。

#$n：n为数字，
#$0代表命令本身，
$1-$9代表带一个到第九个参数，十以上的参数需要使用大括号表示，比如第十个参数为${10}

（六）、预定义变量

$*、$@：表示命令或脚本要处理的参数。
  $*：把所有参数看成以空格分隔的一个字符串整体，代表"$1 $2 $3 $4"。
  $@：把各个参数加上双引号分隔成n份的参数列表，每个参数是独立的，代表"$1" "$2" "$3" "$4"。
  
$#：命令行中位置变量的个数
$*：所有位置变量的内容
$？：上一条命令执行后返回的状态，当返回状态值为0时表示执行正常，非0值时表示执行异常或出错
$0：当前执行的进程/程序名
$@：表示列出所有位置参数，但是是以单个形式列出
$!：返回最后一个后台进程的进程号

vim mybak.sh
#!/bin/bash
time=backup-`date +%F`.tgz
tar zcf $time $* &> /dev/null	#/dev/null表示的是一个黑洞文件，通常用于丢弃不需要的数据输出
echo "已执行 $0 脚本,"
echo "共完成 $# 个对象的备份"
echo "具体内容包括: $*"

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总结