shell编程

什么是shell

1. Shell 是一个用C语言编写的应用程序，它是用户使用Linux的桥梁。

2. Shell既是一种命令语言，又是一种程序设计语言。

3. Shell是值一种应用程序，这个应用程序提供了一个界面，用户通过这个界面访问操作系统内核的服务。

脚本和环境

Shell脚本， 它是一种为shell编写的脚本程序。

Shell环境，使用一个能编写代码的文本编辑器 vi 和一个能解释执行的脚本解释器。如：/bin/bash。

Linux的Shell种类众多，常见的有：

1. /usr/bin/sh 或 /bin/sh   

2. /bin/bash （常用、默认）

3. /usr/bin/csh

...

作用

在Shell中，将许多命令写在一起，让用户很轻松的就能执行一个文件的Shell脚本，就能够一次执行多个命令。

基本格式

• 创建文件：vi 脚本名字.sh

脚本第一行格式：

#！/bin/bash

符号#！用来指定该脚本文件的解析程序，这里使用的是bin目录下的bash解析器。

第一个脚本：vi hello.sh

#!/bin/bash

echo 'hello word'

脚本执行：

1. /bin/bash 脚本名  （推荐）

2. chmod +x 脚本名   -> ./脚本名

 注意事项：

1. chmod + x file 加上执行权限，否则会提示无执行权限。
2. 脚本后缀名可以任意修改，仍然可以正常运行。

Shell中的变量

变量：在程序运行过程中可以改变的量。

变量命名规则：

1. 首个字符必须为字符（a-z，A-Z）。
2. 中间不能有空格，可以使用下划线（_）。
3. 不能使用标点符号。
4. 不能使用bash里的关键字。

变量声明格式 ： 变量名 = 变量值 

注：变量名和=之间不能有空格。

#！/bin/bash

you_name="qt"
echo $you_name  # 变量名前需要加$，或者 ${you_name}，加花括号是为了帮助解释器识别变量的边界。

注意：在echo 字符串时，如果里面存在变量时，这个字符串要用""包裹，而不能使用''，
echo 'this is $you_name'  # this is $you_name
echo "this is $you_name"  # this is qt

只读变量

使用 readonly 命令可以将变量定义为只读变量。

#！/bin/bash
  
readonly you_name="qt"
echo $you_name  # 输出qt
you_name='tt'
echo $you_name  # 报错，并输出 qt

删除变量

使用 unset 命令可以删除变量

#!/bin/bash
you_name="qt"
echo $you_name  # qt
unset you_name
echo $you_name  # 空
# 注：当变量是 readonly 时，使用 unset 会报错

字符串操作

1. 拼接字符串

   • #！/bin/bash
     name="hello"
     res="$name word"
     echo $res

2. 获取字符串长度：${#变量名}

   • #！/bin/bash
     name="hello"
     res="$name word"
     echo ${#res}

3. 提取子字符串：${变量名：截取字符的下标：截取的长度}

   • #！/bin/bash
     name="hello"
     res="$name word"
     echo ${res:1:4}
     

数组

定义：用括号代表数组，数组元素用“空格”符号分隔开。

形式：数组名=（值1 值2 ... 值n）

#！/bin/bash
num=(44 11 'hello' 'word')  # 定义数组并赋值，由此可见，数组中可以存放不同类型的数据
echo ${num[0]}  # 获取数组中下标为0的值
echo ${num[2]}  # 获取数组中下标为2的值

1. 获取数组中所有的元素：${数组名[@]}

   • #！/bin/bash
     num=(44 11 'hello' 'word')
     echo ${num[@]}  # 获取所有元素
     echo ${num}  # 当不带下标时，默认输入第一个元素，44
     

2. 获取数组的长度：${#数组名[@]}

   • #！/bin/bash
     num=(44 11 'hello' 'word')
     echo ${#num[@]}  # 4
     

3. 获取数组中单个元素的长度：${#数组名[下标]}

   • #！/bin/bash
     num=(44 11 'hello' 'word')
     echo ${#num[1]}  # 2

数组练习：（直接复制运行即可，用于了解以上知识点）

#/bin/bash
a=(1 2 3 "word" 12.32)
echo "数组中的所有元素：${a[@]}"
echo "获取数组中的长度：${#a[@]}"
echo "获取数组中单个元素的长度：${#a[3]}"

注释

以“#”开头的行就是注释，会被解释器忽略。第一行的#是解释说明，并不是注释！

sh里没有多行注释，只能每行接一个#。

基本运算符

> 算术运算符

> 关系运算符

> 布尔运算符

> 逻辑运算符

> 字符串运算符

> 文件测试运算符

第一种运算方式：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。

两个数相加（注意使用的是反引号` 而不是单引号 '）。

#!/bin/bash

exp=`expr 2 + 2`  # 表达式之间需要用空格
echo "sum: $exp"

第二种运算方式：$(()) 【推荐】

#!/bin/bash
a=20
b=10
c=$(($a * $b))
echo $c

优点：不需要考虑空格的问题，*运算时不需要进行转义

1. 算术运算符
• +    `expr $a + $b`      加
• -     `expr $a - $b`　　减
• *     `expr $a * $b`　　乘（使用这个字符时需要对它进行转义）
• /     `expr $a / $b`　　除
• %   `expr $a % $b`　取余
• =    `expr $a = $b`　　等于

• #/bin/bash
  a=10
  b=20
  echo "加：`expr $a + $b`"
  echo "减：`expr $a - $b`"
  echo "乘：`expr $a * $b`"
  echo "除：`expr $a / $b`"
  echo "取余：`expr $a % $b`"
  echo "相等：`expr $a = $b`"
  echo "恒等：`expr $a == %b`"
  

  # 算术运算符练习：（直接复制运行即可，了解以上知识点）

2. 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。

假定变量 a =10, b=20;

• -eq  检测两个数是否相等，相等返回true
• -ne  检测两个数是否相等，不相等返回true
• -gt  检测左边的数是否大于右边
• -lt    检测左边的数是否小于右边
• -ge  检测左边的数是否大于等于右边
• -le   检测左边的数是否小于等于右边

• #!/bin/bash
  read a
  if [ $a -lt 10 ]
  then
      echo "10 大于 $a"
  fi
  
  if [ $a -gt 10 ]
  then
      echo "10 小于 $a"
  fi
  if [ $a -eq 10 ]
  then
      echo "$a 等于 10"
  fi
  if [ $a -ne 10 ]
  then
      

　　3. 布尔运算符

• ！  非运算

  • #!/bin/bash
    c=false
    if [ !$c ]
    then
        echo '相等'
    else
        echo '不相等'
    fi
    # 输出：相等

• -o  或运算

  • #!/bin/bash
    a=10
    b=20
    if [ $a -gt 5 -o $b -lt 10 ]
    then
        echo 'true'
    else
        echo 'false'
    fi
    
    # 输出：true

• -a  与运算　

  • #!/bin/bash
    a=10
    b=20
    if [ $a -gt 5 -a $b -lt 10 ]
    then
        echo 'true'
    else
        echo 'false'
    fi
    
    # 输出：false

4. 逻辑运算符

• &&  逻辑与   如：[[$a -lt 100 && $b -gt 100]]
• ||     逻辑或   如：[[$a -lt 100 || $b -gt 100]]

5. 字符串运算符

假定 a='abc'  b='dfg'

• =  检测两个字符串是否相等
• !=  检测两个字符串是否相等，不相等返回true。
• -z  检测字符串长度是否为0，为0 返回true
• -n  检测字符串长度是否为0，不为0返回true
• str  检测字符串是否为空（null），不为空返回true，如：[$a]返回true

6. 文件测试运算符

文件测试运算符用于检测文件的各种属性。file可赋值为路径。如：file=/root/test.sh

• -d file   检测文件是否是目录，如果是，则返回true。如：[ -d $file ] 返回true。
• -f  file   检测是否是普通文件。如：[ -f $file ] 返回true。
• -r  file   检测是否可读。如：[ -r $file ] 返回ture。
• -w file   检测是否可写。
• -x  file   检测是否可执行。
• -s  file   检测文件是否为空（文件大小是否大于0）
• -e  file   检测文件（目录）是否存在。

关于echo命令

作用：用于字符串的输出。格式： echo "字符串内容"

1. 显示转义字符　　echo ""It is a test""
2. 显示变量
   • read 命令 从标准输入中读取一行，并把输入行的每个字段赋值给变量。
   • 格式： read  变量名 

   • #!/bin/bash
     echo -e "请输入str变量的值：c"
     read str
     echo "您输入的变量值为：$str"

     # 输入：hello word

     # 输出：hello word

3. 显示换行
   • -e 开启转义
4. 显示不换行

   • #!/bin/bash
     echo -e "it is good c"
     echo "testing"
     # 输出：it is good testing

5. 显示结果定向至文件

   • #!/bin/bash
     echo "it is beautiful" > file  # 将echo的结果定向保存到file文件中
     # 如果file中有文本，则覆盖里面的内容
     # 追加是：>>

6. 显示命令执行结果

   • #！/bin/bash
     echo `date`
     # 输出：Sun Apr 5 11:52:27 CST 2022
     
     # 即：反引号`包裹的内容，会将他们作为命令执行。

练习：从终端中读取两个数据，判断其大小。

#!/bin/bash
echo -e "请输入第一个数字：c"
read n1
echo -e "请输入第二个数字：c"
read n2
if [ $n1 -eq $n2 ]
then
    echo "两数相等"
fi
if [ $n1 -lt $n2 ]
then
    echo "$n2 比 $n1 大"
fi
if [ $n1 -gt $n2 ]
then
    echo "$n1 比 $n2 大"
fi

常见的转义字符

注：在shell脚本中，除了转义符号之外，其他的转义操作都必须要借助于参数开启转义 -e

• 　　后退（删除前一个字符）
• 　　换行（回车）
• 　　水平制表符
• 　　清除前面的字符
• c 　　不换行
• \
• "

echo "hello 
 word"
# 输出：hello 
 word

echo -e "hello 
 word"   # -e 开启转义
# 输出：
# hello
# word

关于printf命令

格式：printf  格式声明  与格式声明相对应的参数列表

格式声明由两部分组成：百分比符号（%）和指示符。

• %d：data 数字 -- 对应位置参数必须是数字型
• %s：str  字符串  --  对应位置参数必须是字符串
• %c：char  字符  --  对应位置是显示相对应参数的第一个字符
• %f：float  浮点  --  对应位置参数必须是浮点型

#!/bin/bash

printf "%-10s %-3.2f %-3c %2d
" name 0.12 aaa 20

# 注：
# %-10s：指一个宽度为10个字符（- 表示左对齐，没有则表示右对齐）
# 任何字符都会被显示在10个字符宽的字符内，如果不足则自动以空格填充，超过也会将内容全部显示出来
# %-3.2f：指格式化为小数，总共3位，其中 .2 表示保留两位小数

----------------
printf "%s %s %s
" a b c d e f g h i 
# 输出：当传递内容过多时，会根据格式进行自动划分分组显示。
# a b c
# d e f
# g h i

 关于test命令

Shell中的 test 命令用于检查某个条件是否成立，它可以进行数值、字符和文件三个方面的测试。

• -eq   （相等）
• -ne    （不等）
• -gt   （大于）
• -ge   （大于等于）
• -lt   （小于）
• -le   （小于等于）

数值举例：字符和文件测试相同，参考前面的字符、文件运算符。

#!/bin/bash
echo -e "请输入第一个数字：c"
read a
echo -e "请输入第二个数字：c"
read b

if test $a -eq $b
then
    echo "$a 和 $b 相等"
else
    echo "两者不相等"
fi

 练习：给定一个数字，判断奇偶数。

#!/bin/bash
echo -e "请输入第一个数字：c"
read a
if test `expr $a % 2` -eq 0
then
    echo "$a 是偶数"
else
    echo "$a 是奇数"
fi

 优先级问题：

“！”最高，“-a”次之，“-o”最低。（布尔运算符）

 if语句

格式：

#!/bin/bash

if [条件]　　# 前面提到过：这里的[] 可以直接使用 test 进行条件判断
then
    语句
elif [条件]
then
    语句
else
    语句
fi

 练习：参加考试，90-100：奖励证书；70-90：奖励红花；60-70：奖励一巴掌；0-60：请离家出走；<0：输入错误。

#!/bin/bash
echo -e "请输入成绩：c"
read a
if test $a -ge 90 -a $a -le 100
then
    echo "奖励证书"
elif test $a -ge 70 -a $a -lt 90
then
    echo "奖励小红花"
elif test $a -ge 60 -a $a -lt 70
then
    echo "奖励一个大嘴巴子"
elif test $a -ge 0 -a $a -lt 60
then
    echo "请离家出走"
else
    echo "输入错误"
fi

条件判断（case ... esac 语句）

格式：

#!/bin/bash

case $变量 in
值1)
    ...
    ;;
值2)
    ...
    ;;
*)
    ...
    ;;
esac

循环（while ... do ... done）

格式

while ((判断条件))
do
    ...
done
# break 、continue

举例：

#!/bin/bash
read a
while (( $a >= 1 ))
do
    let "a--"　　# let 命令，用于执行一个或多个表达式，变量计算中不需要加上$来表示变量
    echo "a的值为 $a"
    
done

练习：判断 0-100之间的偶数

#!/bin/bash

i=1
while (($i<=100))
do
    if [ $(($i%2)) == 0 ]
    then
        echo $i
    fi
    let "i++"
done

循环（for .. do ..done）

格式：

# 第一种格式
#!/bin/bash

for ((初始值；条件；运算语句))
do
    ...
dome

--------------
# 第二种格式
for 变量名 in 值1 值2 值3 ...
do
　　...
done

举例：

#!/bin/bash
for ((i=1;i<5;i++))
do
    echo $i
done

练习：统计1-100之间的奇数和偶数的个数

#!/bin/bash
j=0  # 奇数个数
o=0  # 偶数个数
for((i=1;i<=100;i++))
do
    if [ $(($i%2)) == 0 ]
    then
        let "o++"
    else
        let "j++"
    fi
done
echo "奇数个数为：$j"
echo "偶数个数为：$o"

 Shell函数的定义、执行与传参

格式1：

function 函数名 (){
  ...    
}

# 执行：函数名

格式2：

函数名 () {
  ...  
}

# 执行：函数名

注：

全局变量：在脚本内，函数体外声明的变量为全局变量

局部变量：在函数中声明的变量，需要用 local 关键词修饰

关于函数参数

在Shell中，调用函数时可以向其传递参数。在函数体内部，通过 $n 的形式来获取参数的值，例：$1 表示第一个参数，$2便是第二个参数。当 n>=10时，需要使用${n}来获取参数。 $# 统计当前参数总数，$* 获取的全部参数

例：

#!/bin/bash
function test() {
    echo "第一个参数为：$1"
    echo "第二个参数为：$2"
    echo "第十个参数为：${10}"
}
test 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

# 输出
# 第一个参数为：1
# 第二个参数为：2
# 第十个参数为：10

关于函数中的返回值

函数返回值在调用之后通过 $? 获得。

举例：

#!/bin/bash

function test() {
    echo -e "请输入第一个数：c"
    read a
    echo -e "请输入第一个数：c"
    read b
    return $(($a+$b))
}
test
echo "两数之和为：$?"

递归函数

自己调用自己

#!/bin/bash
function test() {
  echo "aa"  # 例子不好，无限循环，仅作参考
  test    
}
test

　....持续更新