Shell扫盲版——建议收藏

1.shell的概念

shell是一个命令行解释器，它接受应用程序/用户命令，然后调用操作系统内核。

如何理解上面这句话，在我们跟电脑中间，实际上不是直接进行交互的。电脑首先由硬件组成，再由内核组成，例如我们的Linux内核，在我们与其交互的时候，我们在内核外还有一层外核。例如Shell，我们通过外部的应用程序
与外核进行交互，然后才与内核交互。中间有一个转换的过程。
如下图：

Shell的特点：

• 功能强大
• 易编写
• 易调试
• 灵活性强

那我们的shell是如何与Linux进行交互的呢？这时候就需要用到shell解析器，我们的Linux提供的shell解析器有几种，可通过：cat /etc/shells 查看

我们常用的是sh与bash。

bash与sh的关系

• /bin/sh：一个老牌 shell，一般情况下，也是系统的默认 shell。
• /bin/bash: 在 sh 的基础上增加了一些实用特性，是使用最广泛的 shell。

我们可以查看系统默认的解析器：
echo $SHELL

可以看到Centos默认的解析器是bash

2.shell脚本

当我们输入脚本的时候，系统如何知道我们输入的是什么呢？或者说它怎样知道该采取哪一种解析器呢？
这个时候我们就需要先进行指定。

2.1 脚本格式

脚本以**#!/bin/bash** 开头，也就是指定解析器。

2.2 经典helloworld

我们用实例进行说明。

• 实例需求：创建一个shell脚本，输出helloworld

根据需求，我们可以采用以下方式：

1. touch helloworld.sh创建
2. vim helloworld.sh 进行插入
3. 插入完成，esc退出，然后**:wq**进行保存

这个时候我们已经完成了helloworld脚本的创建，并且已经在脚本中输入了打印helloworld的脚本。接下来需要执行这个脚本了，那么该如何执行呢？我们执行脚本的方式有以下几种。

2.3 执行脚本的方式

2.3.1 采用bash或sh+脚本的相对路径或绝对路径

这种方式不用赋予脚本+x权限。

• sh+脚本的相对路径

• sh+脚本的绝对路径

• bash+脚本相对路径

• bash+脚本绝对路径

2.3.2 采用输入脚本的绝对路径或相对路径执行脚本

这种情况必须得有可执行权限+x，这句话什么意思呢？举个例子，如果没有可执行权限+x的话，就会出现如下问题：

• 相对路径

因此，需要首先赋予+x权限：

chmod +x helloworld.sh

• 绝对路径

【疑问】为什么第一种方式不需要权限，第二种需要呢？

第一种方式本质是bash解析器帮我们执行脚本，所以脚本本身不需要执行权限，而第二种执行方法，本质是脚本需要自己执行，因此需要执行权限。

2.3.3 在脚本的路径前加上“.”或source

先创建一个test.sh

分别用sh , bash , ./ , .四种方式来执行，查看区别：
前两种方式都是在当前 shell 中打开一个子 shell 来执行脚本内容，当脚本内容结束，则
子 shell 关闭，回到父 shell 中。
第三种，也就是使用在脚本路径前加“.”或者 source 的方式，可以使脚本内容在当前
shell 里执行，而无需打开子 shell！这也是为什么我们每次要修改完/etc/profile 文件以后，需
要 source 一下的原因。
开子 shell 与不开子 shell 的区别就在于，环境变量的继承关系，如在子 shell 中设置的
当前变量，父 shell 是不可见的。

3.变量

shell变量可分为两类：局部变量和环境变量。局部变量只在创建它们的shell中可用。而环境变量则可以在创建它们的shell及其派生出来的任意子进程中使用。有些变量是用户创建的，其他的则是专用shell变量。
https://juejin.cn/post/7217994625343438906?searchId=2023081412335446C5833960E68BE7441B#heading-2

3.1变量指定规则

• 变量名必须以字母或下划线字符开头。其余的字符可以是字母、数字(0~9)或下划线字符。任何其他的字符都标志着变量名的终止。名字是大小写敏感的。给变量赋值时，等号周围不能有任何空白符。为了给变量赋空值，可以在等号后跟一个换行符。用set命令可以查看所有的变量，unset var命令可以清除变量var，var相当于没有定义过。readonly var可以把var变为只读变量，定义之后不能对var进行任何更改。对shell变量的引用方式很多，用这些方式可以方便的获取shell变量的值，变量值的长度，变量的一个字串，变量被部分替换后的值等等。
  

3.2 变量的分类

• 环境变量（Environment Variable）：环境变量是在Shell启动时由操作系统设置的，它们对于所有的Shell和Shell执行的程序都是可见的。一些常见的环境变量包括PATH、HOME、USER等。
• 本地变量（Local Variable）：本地变量是由Shell程序定义的，仅在当前Shell会话中可见，对于其他的Shell和Shell执行的程序是不可见的。本地变量可以通过=符号来定义和赋值，例如myvar=“hello”。
• 位置参数变量（Positional Parameter Variable）：位置参数变量是用来存储Shell脚本的命令行参数的，它们包括$1、$2、$3等。例如，如果我们运行一个Shell脚本并且传递了两个参数，那么这两个参数会被分别赋值给$1和$2。
• 特殊变量（Special Variable）：特殊变量是由Shell程序预定义的，用于存储一些特定的值或状态。例如，$?用于存储上一个命令的返回值，$$用于存储当前Shell进程的PID，$IFS用于存储当前Shell的字段分隔符等。
  

3.3 系统预定义变量

3.3.1 常用系统变量

• $HOME、$PWD、$SHELL、$USER等

1. 如何查看系统变量的值

echo $HOME

2. 显示当前Shell中所有变量，采用set

3.4 自定义变量

3.4.1基本语法

（1） 定义变量：变量名=变量值，=号前后不能有空格
（2）撤销变量：unset变量名
（3）声明静态变量：readonly 变量，注意：不能 unset

3.4.2 变量定义规则

（1）变量名称可以由字母、数字和下划线组成，但是不能以数字开头，环境变量名建
议大写。
（2）等号两侧不能有空格
（3）在 bash 中，变量默认类型都是字符串类型，无法直接进行数值运算。
（4）变量的值如果有空格，需要使用双引号或单引号括起来。

3.4.3 实例

（1）定义变量X

（2）重新赋值

（3）撤销变量X

（4）声明静态的变量Y=2，静态变量不能unset

（5）在bash中，变量默认类型都是字符串类型，无法直接进行数值运算

（6）变量的值如果有空格，需要使用双引号或单引号括起来

（7）可把变量提升为全局环境变量，供其他Shell程序使用
如果报权限不够则执行： chmod +x helloworld.sh，增加执行权限，
helloworld.sh中的内容：

输出，发现Y并没有展示出来

进行变量提升，发现可以查看

3.5 特殊变量

3.5.1 $n

• $n,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}）。如下图实例：

3.5.2$#

• 基本语法：$#，获取输入参数个数，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。

可见以下实例：

3.5.3$\ast 、$@

基本语法：

• $\ast 这个变量代表命令行中所有的参数，$*把所有的参数看成一个整体
• $@这个变量也代表命令行中所有的参数，不过$@把每个参数区分对待

parameter.sh文件写入以下：

执行

2.5.4**$？**

基本功能：

• 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。

实例：
判断我们上面所展示parameter.sh脚本是否正确执行：

3.6常见变量汇总

• $$：当前脚本或进程的进程ID。
• $?：上一个命令或脚本的退出状态码。
• $!：上一个后台进程的进程ID。
• $USER：当前用户的用户名。
• $HOME：当前用户的主目录路径。
• $PATH：当前系统的执行路径。
• $PWD：当前工作目录路径。
• $SHELL：当前使用的Shell程序路径。
• $RANDOM：一个0到32767之间的随机数。
• $LINENO：当前脚本的行号。
• $IFS：当前脚本的字段分隔符。
• $PS1：Shell提示符的格式。
• $PS2：Shell续行提示符的格式。

4.运算符

shell拥有多种运算符，包括算数运算符、关系运算符、布尔运算符、字符串运算符等。原生bash不支持简单的数学运算，但是可以通过其他命令来实现，例如 awk 和 expr，expr 最常用。

• expr 是一款表达式计算工具，使用它能完成表达式的求值操作。

例如，两个数相加(注意使用的是反引号 ` 而不是单引号 ')：

我们也可以采取以下方式来运行运算式：

• $( (运算式））
• $[运算式]。运算式要放在方括号之间，并且要有空格，例如:[$a==$b] 是错误的，必须写成 [ $a == $b ]。

5.条件判断

5.1基本语法：

• test condition
• [ condition ] , 注意condition前后有空格

5.2常用判断条件

（1）两个整数之间比较

• -eq 等于（equal）
• -ne 不等于（not equal）
• -lt 小于（less than）
• -le 小于等于（less equal）
• -gt 大于（greater than）
• -ge 大于等于（greater equal）

注：如果是字符串之间的比较 ，用等号“=”判断相等；用“!=”判断不等。
（2）按照文件权限进行判断

• -r 有读的权限（read）
• -w 有写的权限（write）
• -x 有执行的权限（execute）

（3）按照文件类型进行判断

• -e 文件存在（existence）
• -f 文件存在并且是一个常规的文件（file）
• -d 文件存在并且是一个目录（directory）
  

5.3案例

（1）50是否大于40，如果为真，则返回0

（2）50是否大于60，如果为假，则返回1

（3）test.sh是否具有写权限，如果有，则返回0，否则返回1

（4）查看shells下，test.txt目录是否存在，如果存在，则返回0，否则返回1

（5）多条件判断（&& 表示前一条命令执行成功时，才执行后一条命令，|| 表示上一
条命令执行失败后，才执行下一条命令）

6.流程控制

6.1if判断

6.1.1单分支

基本语法

//方式一
if [ 条件判断式 ] ;then
	程序
fi

//方式二：
if [ 条件判断式 ]
then
	程序
fi

注意：
①[ 条件判断式 ]，中括号和条件判断式之间必须有空格
②if 后要有空格

实例：

执行查看结果：

6.1.2多分支

if [ 条件判断式 ] 
then 
	程序 
elif [ 条件判断式 ] 
then 
	程序 
else 
	程序 
fi

实例：

输出结果：

6.2case语句

基本语法：

case $变量名 in 
"值 1"） 
	如果变量的值等于值 1，则执行程序 1 
;; 
"值 2"） 
	如果变量的值等于值 2，则执行程序 2 
;; 
…省略其他分支… 
*） 
	如果变量的值都不是以上的值，则执行此程序 
;; 
esac

//（1）case 行尾必须为单词“in”，每一个模式匹配必须以右括号“）”结束。
//（2）双分号“;;”表示命令序列结束，相当于 java 中的 break。
//（3）最后的“*）”表示默认模式，相当于 java 中的 default。

实例：
输入一个数字，如果是 1，则输出 哈哈哈哈，如果是 2，则输出 呵呵呵呵，如果是其它，输出
嘻嘻嘻嘻。

执行结果：

6.3for循环

基本语句1：

for (( 初始值;循环控制条件;变量变化 )) 
do 
	程序 
done

实例：
从1加到100

上面i应为i<=100
执行结果：

基本语法 2：

for 变量 in 值 1 值 2 值 3… 
do 
	程序 
done

实例:
打印参数：

执行结果：

6.4while循环

基本语法：

while [ 条件判断式 ] 
do 
	程序 
done

实例：
从1加到100：

执行结果：

7.read读取控制台输入

基本语法：
read (选项) (参数)
①选项：
-p：指定读取值时的提示符；
-t：指定读取值时等待的时间（秒）如果-t 不加表示一直等待
②参数
变量：指定读取值的变量名

实例：
提示10s内，读取控制台输入的名称：

执行结果：

8.函数

shell一个非常重要的特性是它可作为一种编程语言来使用。因为shell是一个解释器，所以它不能对为它编写的程序进行编译，而是在每次从磁盘加载这些程序时对它们进行解释。而程序的加载和解释都是非常耗时的。 针对此问题，许多shell（如BourneAgainShell）都包含shell函数，shell把这些函数放在内存中，这样每次需要执行它们时就不必再从磁盘读入。shell还以一种内部格式来存放这些函数，这样就不必耗费大量的时间来解释它们。
——百度百科

8.1系统函数

8.1.1basename

• 基本语法：

basename [string / pathname] [suffix]

• 功能描述：basename 命令会删掉所有的前缀包括最后一个（‘/’）字符，然后将字符串显示出来。basename 可以理解为取路径里的文件名称

选项：
suffix 为后缀，如果 suffix 被指定了，basename 会将 pathname 或 string 中的 suffix 去掉。

实例：
截取该basename /home/scripts/test0821.txt路径的文件名称

8.1.2dirname

• 基本语法：

dirname 文件绝对路径

• 功能描述：从给定的包含绝对路径的文件名中去除文件名 （非目录的部分），然后返回剩下的路径（目录的部分），dirname 可以理解为取文件路径的绝对路径名称

实例：
获取 test0821.txt 文件的路径

8.2自定义函数

基本语法：

[ function ] funname[()] 
{ 
  Action; 
  [return int;] 
}

【注意】
（1）必须在调用函数地方之前，先声明函数，shell 脚本是逐行运行。不会像其它语言一样先编译。
（2）函数返回值，只能通过$?系统变量获得，可以显示加：return 返回，如果不加，将以最后一条命令运行结果，作为返回值。return 后跟数值 n，n的范围是0-255。

实例：
计算两个参数的和：

执行结果：