Shell 脚本知识回顾 (三) —— 替换、运算符、字符串、数组

一、Shell替换：Shell变量替换，命令替换，转义字符

如果表达式中包含特殊字符，Shell 将会进行替换。例如，在双引号中使用变量就是一种替换，转义字符也是一种替换。

举个例子：

#!/bin/bash
a=10
echo -e "Value of a is $a \n"

运行结果：

Value of a is 10

这里 -e 表示对转义字符进行替换。如果不使用 -e 选项，将会原样输出：

Value of a is 10\n

下面的转义字符都可以用在 echo 中：

转义字符	含义
\\	反斜杠
\a	警报，响铃
\b	退格（删除键）
\f	换页(FF)，将当前位置移到下页开头
\n	换行
\r	回车
\t	水平制表符（tab键）
\v	垂直制表符

可以使用 echo 命令的 -E 选项禁止转义，默认也是不转义的；使用 -n 选项可以禁止插入换行符。

命令替换

命令替换是指Shell可以先执行命令，将输出结果暂时保存，在适当的地方输出。

命令替换的语法：

`command`

注意是反引号，不是单引号，这个键位于 Esc 键下方。

下面的例子中，将命令执行结果保存在变量中：

#!/bin/bash
DATE=`date`
echo "Date is $DATE"
USERS=`who | wc -l`
echo "Logged in user are $USERS"
UP=`date ; uptime`
echo "Uptime is $UP"

运行结果：

Date is Thu Jul  2 03:59:57 MST 2009
Logged in user are 1
Uptime is Thu Jul  2 03:59:57 MST 2009
03:59:57 up 20 days, 14:03,  1 user,  load avg: 0.13, 0.07, 0.15

变量替换

变量替换可以根据变量的状态（是否为空、是否定义等）来改变它的值 可以使用的变量替换形式：

形式	说明
${var}	变量本来的值
${var:-word}	如果变量 var 为空或已被删除(unset)，那么返回 word，但不改变 var 的值。
${var:=word}	如果变量 var 为空或已被删除(unset)，那么返回 word，并将 var 的值设置为 word。
${var:?message}	如果变量 var 为空或已被删除(unset)，那么将消息 message 送到标准错误输出，可以用来检测变量 var 是否可以被正常赋值。 若此替换出现在Shell脚本中，那么脚本将停止运行。
${var:+word}	如果变量 var 被定义，那么返回 word，但不改变 var 的值。

请看下面的例子：

#!/bin/bash

echo ${var:-"Variable is not set"}
echo "1 - Value of var is ${var}"

echo ${var:="Variable is not set"}
echo "2 - Value of var is ${var}"

unset var
echo ${var:+"This is default value"}
echo "3 - Value of var is $var"

var="Prefix"
echo ${var:+"This is default value"}
echo "4 - Value of var is $var"

echo ${var:?"Print this message"}
echo "5 - Value of var is ${var}"

运行结果：

Variable is not set
1 - Value of var is
Variable is not set
2 - Value of var is Variable is not set
3 - Value of var is
This is default value
4 - Value of var is Prefix
Prefix
5 - Value of var is Prefix

二、Shell运算符：Shell算数运算符、关系运算符、布尔运算符、字符串运算符等

Bash 支持很多运算符，包括算数运算符、关系运算符、布尔运算符、字符串运算符和文件测试运算符。

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：

#!/bin/bash
val=`expr 2 + 2`
echo "Total value : $val"

运行脚本输出：

Total value : 4

两点注意：

• 表达式和运算符之间要有空格，例如 2+2 是不对的，必须写成 2 + 2，这与我们熟悉的大多数编程语言不一样。
• 完整的表达式要被 ` ` 包含，注意这个字符不是常用的单引号，在 Esc 键下边。

算术运算符

先来看一个使用算术运算符的例子

<pre name="code" class="cpp">#!/bin/sh
a=10
b=20
val=`expr $a + $b`
echo "a + b : $val"
val=`expr $a - $b`
echo "a - b : $val"
val=`expr $a \* $b`
echo "a * b : $val"
val=`expr $b / $a`
echo "b / a : $val"
val=`expr $b % $a`
echo "b % a : $val"
if [ $a == $b ]
then
   echo "a is equal to b"
fi
if [ $a != $b ]
then
   echo "a is not equal to b"
fi

运行结果：

a + b : 30
a - b : -10
a * b : 200
b / a : 2
b % a : 0
a is not equal to b

注意：

• 乘号(*)前边必须加反斜杠(\)才能实现乘法运算；
• if...then...fi 是条件语句，后续将会讲解。

算术运算符列表

运算符	说明	举例
+	加法	`expr $a + $b` 结果为 30。
-	减法	`expr $a - $b` 结果为 10。
*	乘法	`expr $a \* $b` 结果为  200。
/	除法	`expr $b / $a` 结果为 2。
%	取余	`expr $b % $a` 结果为 0。
=	赋值	a=$b 将把变量 b 的值赋给 a。
==	相等。用于比较两个数字，相同则返回 true。	[ $a == $b ] 返回 false。
!=	不相等。用于比较两个数字，不相同则返回 true。	[ $a != $b ] 返回 true。

注意：条件表达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 ]。

关系运算符

关系运算符只支持数字，不支持字符串，除非字符串的值是数字。
先来看一个关系运算符的例子：

#!/bin/sh
a=10
b=20
if [ $a -eq $b ]
then
   echo "$a -eq $b : a is equal to b"
else
   echo "$a -eq $b: a is not equal to b"
fi
if [ $a -ne $b ]
then
   echo "$a -ne $b: a is not equal to b"
else
   echo "$a -ne $b : a is equal to b"
fi
if [ $a -gt $b ]
then
   echo "$a -gt $b: a is greater than b"
else
   echo "$a -gt $b: a is not greater than b"
fi
if [ $a -lt $b ]
then
   echo "$a -lt $b: a is less than b"
else
   echo "$a -lt $b: a is not less than b"
fi
if [ $a -ge $b ]
then
   echo "$a -ge $b: a is greater or  equal to b"
else
   echo "$a -ge $b: a is not greater or equal to b"
fi
if [ $a -le $b ]
then
   echo "$a -le $b: a is less or  equal to b"
else
   echo "$a -le $b: a is not less or equal to b"
fi

运行结果：

10 -eq 20: a is not equal to b
10 -ne 20: a is not equal to b
10 -gt 20: a is not greater than b
10 -lt 20: a is less than b
10 -ge 20: a is not greater or equal to b
10 -le 20: a is less or  equal to b

关系运算符列表

运算符	说明	举例
-eq	检测两个数是否相等，相等返回 true。	[ $a -eq $b ] 返回 true。
-ne	检测两个数是否相等，不相等返回 true。	[ $a -ne $b ] 返回 true。
-gt	检测左边的数是否大于右边的，如果是，则返回 true。	[ $a -gt $b ] 返回 false。
-lt	检测左边的数是否小于右边的，如果是，则返回 true。	[ $a -lt $b ] 返回 true。
-ge	检测左边的数是否大等于右边的，如果是，则返回 true。	[ $a -ge $b ] 返回 false。
-le	检测左边的数是否小于等于右边的，如果是，则返回 true。	[ $a -le $b ] 返回 true。

布尔运算符

先来看一个布尔运算符的例子：

#!/bin/sh
a=10
b=20
if [ $a != $b ]
then
   echo "$a != $b : a is not equal to b"
else
   echo "$a != $b: a is equal to b"
fi
if [ $a -lt 100 -a $b -gt 15 ]
then
   echo "$a -lt 100 -a $b -gt 15 : returns true"
else
   echo "$a -lt 100 -a $b -gt 15 : returns false"
fi
if [ $a -lt 100 -o $b -gt 100 ]
then
   echo "$a -lt 100 -o $b -gt 100 : returns true"
else
   echo "$a -lt 100 -o $b -gt 100 : returns false"
fi
if [ $a -lt 5 -o $b -gt 100 ]
then
   echo "$a -lt 100 -o $b -gt 100 : returns true"
else
   echo "$a -lt 100 -o $b -gt 100 : returns false"
fi

运行结果：

10 != 20 : a is not equal to b
10 -lt 100 -a 20 -gt 15 : returns true
10 -lt 100 -o 20 -gt 100 : returns true
10 -lt 5 -o 20 -gt 100 : returns false

布尔运算符列表

运算符	说明	举例
!	非运算，表达式为 true 则返回 false，否则返回 true。	[ ! false ] 返回 true。
-o	或运算，有一个表达式为 true 则返回 true。	[ $a -lt 20 -o $b -gt 100 ] 返回 true。
-a	与运算，两个表达式都为 true 才返回 true。	[ $a -lt 20 -a $b -gt 100 ] 返回 false。

字符串运算符

先来看一个例子：

#!/bin/sh
a="abc"
b="efg"
if [ $a = $b ]
then
   echo "$a = $b : a is equal to b"
else
   echo "$a = $b: a is not equal to b"
fi
if [ $a != $b ]
then
   echo "$a != $b : a is not equal to b"
else
   echo "$a != $b: a is equal to b"
fi
if [ -z $a ]
then
   echo "-z $a : string length is zero"
else
   echo "-z $a : string length is not zero"
fi
if [ -n $a ]
then
   echo "-n $a : string length is not zero"
else
   echo "-n $a : string length is zero"
fi
if [ $a ]
then
   echo "$a : string is not empty"
else
   echo "$a : string is empty"
fi

运行结果：

abc = efg: a is not equal to b
abc != efg : a is not equal to b
-z abc : string length is not zero
-n abc : string length is not zero
abc : string is not empty

字符串运算符列表

运算符	说明	举例
=	检测两个字符串是否相等，相等返回 true。	[ $a = $b ] 返回 false。
!=	检测两个字符串是否相等，不相等返回 true。	[ $a != $b ] 返回 true。
-z	检测字符串长度是否为0，为0返回 true。	[ -z $a ] 返回 false。
-n	检测字符串长度是否为0，不为0返回 true。	[ -z $a ] 返回 true。
str	检测字符串是否为空，不为空返回 true。	[ $a ] 返回 true。

文件测试运算符

文件测试运算符用于检测 Unix 文件的各种属性。

例如，变量 file 表示文件“/var/www/tutorialspoint/unix/test.sh”，它的大小为100字节，具有 rwx 权限。下面的代码，将检测该文件的各种属性：

#!/bin/sh
file="/var/www/tutorialspoint/unix/test.sh"
if [ -r $file ]
then
   echo "File has read access"
else
   echo "File does not have read access"
fi
if [ -w $file ]
then
   echo "File has write permission"
else
   echo "File does not have write permission"
fi
if [ -x $file ]
then
   echo "File has execute permission"
else
   echo "File does not have execute permission"
fi
if [ -f $file ]
then
   echo "File is an ordinary file"
else
   echo "This is sepcial file"
fi
if [ -d $file ]
then
   echo "File is a directory"
else
   echo "This is not a directory"
fi
if [ -s $file ]
then
   echo "File size is zero"
else
   echo "File size is not zero"
fi
if [ -e $file ]
then
   echo "File exists"
else
   echo "File does not exist"
fi

</pre><pre code_snippet_id="1663121" snippet_file_name="blog_20160426_11_7216744" name="code" class="cpp" style="background-color: rgb(255, 255, 255);">运行结果：

File has read access
File has write permission
File has execute permission
File is an ordinary file
This is not a directory
File size is zero
File exists

文件测试运算符列表

操作符	说明	举例
-b file	检测文件是否是块设备文件，如果是，则返回 true。	[ -b $file ] 返回 false。
-c file	检测文件是否是字符设备文件，如果是，则返回 true。	[ -b $file ] 返回 false。
-d file	检测文件是否是目录，如果是，则返回 true。	[ -d $file ] 返回 false。
-f file	检测文件是否是普通文件（既不是目录，也不是设备文件），如果是，则返回 true。	[ -f $file ] 返回 true。
-g file	检测文件是否设置了 SGID 位，如果是，则返回 true。	[ -g $file ] 返回 false。
-k file	检测文件是否设置了粘着位(Sticky Bit)，如果是，则返回 true。	[ -k $file ] 返回 false。
-p file	检测文件是否是具名管道，如果是，则返回 true。	[ -p $file ] 返回 false。
-u file	检测文件是否设置了 SUID 位，如果是，则返回 true。	[ -u $file ] 返回 false。
-r file	检测文件是否可读，如果是，则返回 true。	[ -r $file ] 返回 true。
-w file	检测文件是否可写，如果是，则返回 true。	[ -w $file ] 返回 true。
-x file	检测文件是否可执行，如果是，则返回 true。	[ -x $file ] 返回 true。
-s file	检测文件是否为空（文件大小是否大于0），不为空返回 true。	[ -s $file ] 返回 true。
-e file	检测文件（包括目录）是否存在，如果是，则返回 true。	[ -e $file ] 返回 true。

三、Shell字符串

字符串是shell编程中最常用最有用的数据类型（除了数字和字符串，也没啥其它类型好用了），字符串可以用单引号，也可以用双引号，也可以不用引号。单双引号的区别跟PHP类似。

单引号

    
    
    
    

     
     
     
     
str='this is a string'
    
    
    
    

单引号字符串的限制：

• 单引号里的任何字符都会原样输出，单引号字符串中的变量是无效的；
• 单引号字串中不能出现单引号（对单引号使用转义符后也不行）。

双引号

    
    
    
    

     
     
     
     
your_name='qinjx'
     
     
     
     
str="Hello, I know your are \"$your_name\"! \n"
    
    
    
    

双引号的优点：

• 双引号里可以有变量
• 双引号里可以出现转义字符

拼接字符串

    
    
    
    

     
     
     
     
your_name="qinjx"
     
     
     
     
greeting="hello, "$your_name" !"
     
     
     
     
greeting_1="hello, ${your_name} !"
     
     
     
     

     
     
     
     
echo $greeting $greeting_1
    
    
    
    

获取字符串长度

复制纯文本新窗口

    
    
    
    

     
     
     
     
string="abcd"
     
     
     
     
echo ${#string} #输出 4
    
    
    
    

提取子字符串

    
    
    
    

     
     
     
     
string="alibaba is a great company"
     
     
     
     
echo ${string:1:4} #输出liba
    
    
    
    

查找子字符串

    
    
    
    

     
     
     
     
string="alibaba is a great company"
     
     
     
     
echo `expr index "$string" is`
    
    
    
    

四、Shell数组：shell数组的定义、数组长度

Shell在编程方面比Windows批处理强大很多，无论是在循环、运算。
bash支持一维数组（不支持多维数组），并且没有限定数组的大小。类似与C语言，数组元素的下标由0开始编号。获取数组中的元素要利用下标，下标可以是整数或算术表达式，其值应大于或等于0。

定义数组

在Shell中，用括号来表示数组，数组元素用“空格”符号分割开。定义数组的一般形式为：
    array_name=(value1 ... valuen)
例如：

    
    
    
    

     
     
     
     
array_name=(value0 value1 value2 value3)
    
    
    
    

或者

    
    
    
    

     
     
     
     
array_name=(
     
     
     
     
value0
     
     
     
     
value1
     
     
     
     
value2
     
     
     
     
value3
     
     
     
     
)
    
    
    
    

还可以单独定义数组的各个分量：

    
    
    
    

     
     
     
     
array_name[0]=value0
     
     
     
     
array_name[1]=value1
     
     
     
     
array_name[2]=value2
    
    
    
    

可以不使用连续的下标，而且下标的范围没有限制。

读取数组

读取数组元素值的一般格式是：
    ${array_name[index]}
例如：

    
    
    
    

     
     
     
     
valuen=${array_name[2]}
    
    
    
    

举个例子：

    
    
    
    

     
     
     
     
#!/bin/sh
     
     
     
     

     
     
     
     
NAME[0]="Zara"
     
     
     
     
NAME[1]="Qadir"
     
     
     
     
NAME[2]="Mahnaz"
     
     
     
     
NAME[3]="Ayan"
     
     
     
     
NAME[4]="Daisy"
     
     
     
     
echo "First Index: ${NAME[0]}"
     
     
     
     
echo "Second Index: ${NAME[1]}"
    
    
    
    

运行脚本，输出：

$./test.sh
First Index: Zara
Second Index: Qadir

使用@ 或 * 可以获取数组中的所有元素，例如：

    
    
    
    

     
     
     
     
${array_name[*]}
     
     
     
     
${array_name[@]}
    
    
    
    

举个例子：

    
    
    
    

     
     
     
     
#!/bin/sh
     
     
     
     

     
     
     
     
NAME[0]="Zara"
     
     
     
     
NAME[1]="Qadir"
     
     
     
     
NAME[2]="Mahnaz"
     
     
     
     
NAME[3]="Ayan"
     
     
     
     
NAME[4]="Daisy"
     
     
     
     
echo "First Method: ${NAME[*]}"
     
     
     
     
echo "Second Method: ${NAME[@]}"
    
    
    
    

运行脚本，输出：

$./test.sh
First Method: Zara Qadir Mahnaz Ayan Daisy
Second Method: Zara Qadir Mahnaz Ayan Daisy

获取数组的长度

获取数组长度的方法与获取字符串长度的方法相同，例如：

    
    
    
    

     
     
     
     
# 取得数组元素的个数
     
     
     
     
length=${#array_name[@]}
     
     
     
     
# 或者
     
     
     
     
length=${#array_name[*]}
     
     
     
     
# 取得数组单个元素的长度
     
     
     
     
lengthn=${#array_name[n]}