shell

Linux Shell 是用户与 Linux 操作系统之间进行交互的命令行接口。 Shell 接受用户输入的命令并将其传递给操作系统内核进行执行。以下是对 Linux Shell 的一些基本介绍：

Shell 的种类

在 Linux 系统中，有多种 Shell 可供选择，常见的有：

• Bash（Bourne Again Shell）：最流行的 Linux Shell，几乎所有的 Linux 发行版默认都提供 Bash。
• Zsh（Z Shell）：功能强大且灵活，具有许多用户友好的特性，如自动补全、语法高亮等。
• Fish（Friendly Interactive Shell）：专注于用户体验，易于使用和配置。
• Dash：轻量级的 POSIX 兼容 Shell，常用于启动脚本中。

基本功能

1. 命令执行：用户可以输入各种命令，Shell 将其传递给操作系统执行。例如，ls 列出目录内容，cd 改变当前目录。
2. 脚本编写：Shell 脚本是一种编程语言，用户可以编写脚本来自动化任务。脚本通常以 .sh 结尾。
3. 重定向和管道：可以将命令的输出重定向到文件，或将一个命令的输出通过管道符 | 传递给另一个命令。 例如，ls -l > output.txt 将 ls -l 的结果输出到 output.txt 文件中。
4. 环境变量：Shell 使用环境变量存储系统和用户信息。例如，PATH 环境变量包含可执行文件的搜索路径。

bash编程

Shebang (#!)

Shebang 是一个由 #! 开头的字符序列，后跟解释器的路径。它出现在脚本文件的第一行， 用于指定运行该脚本所需的解释器, 不仅用于shell脚本, python等脚本也可以使用。常见的 Shebang 形式有以下几种：

1. 指定具体路径的解释器：

   #!/bin/bash

   这里指定使用 /bin/bash 解释器来运行脚本。

2. 使用 env 命令查找解释器：

   #!/usr/bin/env bash

   这种方式利用 env 命令在 PATH 环境变量指定的路径中查找解释器。它比直接指定解释器路径更灵活，因为它不依赖解释器的固定路径。

#!/usr/bin/env bash 的优势

使用 #!/usr/bin/env bash 的好处在于提高了脚本的可移植性。不同的系统上 Bash 解释器的路径可能不同，而 env 命令可以根据环境变量自动找到正确的解释器路径。例如：

• 在一些系统上，Bash 可能位于 /bin/bash。
• 在另一些系统上，Bash 可能位于 /usr/local/bin/bash。

使用 #!/usr/bin/env bash 可以确保无论 Bash 安装在什么位置，只要它在 PATH 环境变量中，该脚本都可以正常运行。

脚本的执行

shell脚本执行有多种方式

• ./cmd.sh 执行cmd.sh
• source cmd.sh 或 . ./source.sh
• bash cmd.sh(强制使用bash, 不会按照Shebang查找解释器)

#!/usr/bin/env bash
echo "Hello world!"

注释

1. 单行注释

   #
   # 这是注释内容
   #

2. 多行注释

   :<<EOF
   echo "多行注释"
   echo "多行注释"
   EOF

简单命令

set

在 Bash 中，set 命令用于修改 shell 的行为和选项。通过使用不同的选项，set 命令可以改变 shell 的执行模式，从而帮助你更好地控制脚本的执行和调试。

常用选项

1. -e, 当一个命令返回非零退出状态时，立即退出脚本。通常用于提高脚本的健壮性，确保在命令失败时脚本不会继续运行。
2. -u, 在引用未定义变量时，立即退出脚本。可以帮助捕捉脚本中的拼写错误和未定义变量的使用。
3. -x, 在执行每个命令之前，打印命令及其参数。常用于调试，帮助你了解脚本的执行过程。
4. -o pipefail, 如果管道中的任意命令失败，则整个管道的返回值为非零。通常与 -e 选项结合使用，确保管道中的每个命令都成功。
5. • 选项, 你可以使用 + 选项来禁用某个选项。例如，set +e 将禁用 -e 选项。

echo

#
# echo 输出, 默认会在结尾添加换行
#

echo "普通字符串"
# "中可以直接使用'
echo "有引号的字符串' \""

# '字符串
echo '"有双引号的字符串"'

# echo 输出变量
name=shug
echo "hello, ${name}"

# echo 输出换行
echo -e "YES\nNo"

# 输出命令结果
echo `pwd`
echo $(pwd)

print

#
# printf 打印, 不会自动在末尾添加换行
#

printf '%d %s\n' 1 test
printf "%d %s\n" 1 test

printf %s abc
echo "不换行"


printf "%s\n" "匹配" "没匹配"
printf "%s %s %s\n" a b c d e f g

# 如果没有参数, %s用空字符串填充, %d用0代替
printf "%s 和 %d \n"

printf "%-10s %-8s %-4s\n" 姓名 性别 体重
printf "%-10s %-8s %-4.2f\n" 张三 男 66
printf "%-10s %-8s %-4.2f\n" 李四 男 55.412312

declare

-f 将操作或显示限制为函数名及函数定义。
-F 只显示函数名（调试时附加行号和源文件）。
-g 在shell函数中使用时创建全局变量；其他情况下忽略。
-p 显示每个名称的属性和值。

*设置属性的选项:
-a 创建数组（如果支持）。
-A 创建关联数组（如果支持）。
-i 增加整型属性。
+i 删除整型属性。
-l 增加小写属性，变量的值将转换为小写。
+l 删除小写属性。
-n 增加引用属性（如果该选项存在）。
+n 删除引用属性（如果该选项存在）。
-r 增加只读属性。
-t 增加追踪属性。
+t 删除追踪属性。
-u 增加大写属性，变量的值将转换为大写。
+u 删除大写属性。
-x 增加导出属性。
+x 删除导出属性。

# 显示所有包含整型属性的变量和值。
declare -p

# 定义变量b并赋值为5，具有整型属性。
declare -i b=5

# 显示属性
declare -p b

declare -A fruits=(['apple']='red' ['banana']='yellow')

变量

变量没有数据类型, 也不需要提前声明, 给变量赋值会直接创建变量

变量命名规则

1. 只能使用英文字母, 数字和下划线, 不能以数字开头
2. 中间不能有空格
3. 不能使用关键字
4. 给变量赋值时,=两边不能有空格

name=shug
echo $name
echo ${name}

# 只读变量
readonly name
#name=new #取消注释将报错

# 删除变量
new=new
unset new
echo ${new}

变量类型

1. 局部变量 - 仅在脚步范围内有效(使用local声明的局部变量, 作用域仅限于函数内部, local只能在函数内部使用)
2. 环境变量 - 在当前shell回话内所有程序和脚本都有效, 使用export创建

常见环境变量	描述
HOME	当前用户的家目录
PATH	用分号分割的目录列表, shell在执行外部命令时,会依次到这些目录里面查询
PWD	当前工作目录
RANDOM	0-32767之间的整数
UID	数值类型, 当前用户的用户ID
PS1	主要系统输入提示符
PS2	次要系统输入提示符
$0	当前脚本或命令的名称
$1, $2, ..., $N	传递给脚本或函数的参数，$1 是第一个参数，$2 是第二个参数，依此类推
$#	传递给脚本或函数的参数个数
$@	传递给脚本或函数的所有参数（分开显示）
$*	传递给脚本或函数的所有参数（作为单个字符串）
$?	前一个命令的退出状态，成功返回 0，失败返回非零值
$$	当前脚本或命令的进程ID
$!	最后一个后台命令的进程ID
$_	最后执行的命令的最后一个参数，或者在交互模式下表示最后一个命令
$-	当前 Shell 的启动参数
${varname:-word}	如果变量varname存在且不为空，则返回它的值，否则返回word
${varname:=word}	如果变量varname存在且不为空，则返回它的值，否则将它设为word，并且返回word
${varname:+word}	如果变量名存在且不为空，则返回word，否则返回空值。
${varname:?message}	如果变量varname存在且不为空，则返回它的值，否则打印出varname: message，并中断脚本的执行。

字符串

shell字符串可以使用单引号, 双引号, 也可以不加引号

#  - 双引号
#    字符串识别变量
echo "单双引号, ${PATH}"
#  - 单引号
#    不识别变量, 字符串内不能出现单独的单引号, 但可以成对出现
echo 'hello, 'world''
#   hello, world

echo "字符串拼接"
name=shug

h1='hello, '${name}''
h2='hello, ${name}'

echo ${h1} ${h2}

h1="hello, "${name}""
h2="hello, ${name}"
echo ${h1} ${h2}

echo "获取字符串长度"
name=shug
echo "name的值是: ${name}, 长度是: ${#name}"

echo "截取字符串"
# 从第二个字符开始截取后面的字符串
echo "${name:1}"
# 从第二个字符开始截取后面一个字符
echo "${name:1:1}"

echo "使用expr命令查找子字符串"
echo `expr index "${name}" h`

数组

# 创建数组
nums=([2]=2 [0]=0 [1]=1)
gender=(male female)

# 访问单个元素
echo ${nums[1]}
echo ${gender[1]}

# 访问所有元素
#

echo ${nums[*]}
echo ${gender[@]}

# * 和@ 的区别
#
nums=("one" "twe" "one one")

printf " %s\n" ${nums[*]}
echo "---------------"
printf " %s\n" ${nums[@]}

echo "+++++++++++++++"
printf " %s\n" "${nums[*]}"
echo "---------------"
printf " %s\n" "${nums[@]}"

echo "数组切片"
# 从0开始取两个元素
echo ${nums[@]:0:2}

# 数组长度
echo ${#nums[*]}

# 向数组添加元素
nums=("zero" "${nums[@]}")

echo ${nums[@]}

# 删除元素
unset nums[0]
echo ${nums[@]}

# 定义关联数组。
declare -A fruits=(['apple']='red' ['banana']='yellow')

## 遍历数组(普通数组和关联数组都可以使用)
for fruit in "${!fruits[@]}"; do
    echo "$fruit=${fruits[$fruit]}"
done

运算符

1. 算数运算符

   运算符	说明	举例
   +	加	expr $x + $y
   -	减	expr $x - $y
   *	乘	expr $x * $y
   /	除	expr $x / $y
   %	取余	expr $x % $y
   =	赋值	x = $y
   ==	等于	[ $x == $y ]
   !=	不等	[ $x != $y ]

2. 关系运算符

   运算符	说明	举例
   -eq	等	[ $x -eq $y ]
   -ne	不等	[ $x -ne $y ]
   -gt	大于	[ $x -gt $y ]
   -lt	小于	[ $x -lt $y ]
   -ge	大于等于	[ $x -ge $y ]
   -le	小于等于	[ $x -le $y ]
   =	字符串相等	[[$a == $b]]
   !=	字符串不相等	[[$a != $b]]
   -z	字符串长度为0	[[-z $a]]
   -n	字符串长度不为0	[[-n $a]]
   	字符串为空	[[$a]]

3. 布尔运算符

   运算符	说明	举例
   !	非	[ !false ]
   -o	或	[ $x -lt 1 -o $y -eq 2 ]
   -a	与	[ $x -lt 1 -a $y -eq 2 ]

4. 逻辑运算符

   运算符	说明	举例
   &&	与	[[$x -lt 100 && $y -gt 100]]
   ||	或	[[$x -lt 100 || $y -gt 100]]

5. 文件测试运算符

   运算符	说明	举例
   -b	块设备文件	[[-b $file]]
   -c	字符设备文件	[[-c $file]]
   -d	目录	[[-d $file]]
   -f	非设备文件和目录的文件	[[-f $file]]
   -g	文件设置SGID	[[-g $file]]
   -k	文件设备Sticky	[[-k $file]]
   -p	管道文件	[[-p $file]]
   -u	文件设置SUID	[[-u $file]]
   -r	文件可读	[[-r $file]]
   -w	文件可写	[[-w $file]]
   -x	块文件可执行	[[-x $file]]
   -s	空文件	[[-s $file]]
   -e	文件或目录存在	[[-e $file]]

条件判断

if [[ 1 -eq 1 ]];
then
 echo "1 -eq 1"
else
 echo "1 -ne 1"
fi

a=2

if [[ $a -eq 1 ]];
then
 echo "a == 1"
elif [[ $a -eq 2 ]];
then
 echo "a == 2"
else
 echo "else ${a}"
fi

case ${a} in
 0)
  echo "a=0"
  ;;
 1)
  echo "a=1"
  ;;
 2)
  echo "a=2"
  ;;
 3)
  echo "a=3"
  ;;
 *)
  echo "a=${a}"
  ;;
esac

循环语句

for arg in 1 2 3
do
 echo ${arg}
done

for arg in {1..3};
do
 echo ${arg}
done

for (( i=0; i<3; i++ ));
do
 echo ${i}
done

for file in ./*.sh;
do
 echo "file: ${file}"
done

counter=1
until [ $counter -gt 5 ]; do
    echo "Counter: $counter"
    ((counter++))
done

while [[ ${a} -lt 4 ]];
do
 echo "a=${a}"
 a=$(( a+1 ))
done

select i in 1 2 3 4 5 6;
do
 echo $i
 if [[ $i -eq 2 ]]; then break; fi
done

函数

calc() {
 echo "call calc"
 echo "\$*: $*"
 echo "\$@: $@"
 echo "\$\#: $#"
 echo "\$0: $0"
 echo "\$FUNCNAME: $FUNCNAME"
}

calc
echo "res: $?"
echo "pid: $!"
echo "set: $-"

读取输入

在 Bash 脚本中，可以使用多种方式读取输入，包括 read 命令、命令行参数、重定向等。以下是几种常用方法的示例：

使用 read 命令读取用户输入

#!/bin/bash

echo "请输入你的名字:"
read name
echo "你好, $name!"

从命令行参数读取输入

#!/bin/bash

if [ $# -lt 1 ]; then
    echo "请提供一个参数"
    exit 1
fi

name=$1
echo "你好, $name!"

使用 read 命令从文件读取输入

假设有一个文件 input.txt，内容如下：

Alice
Bob
Charlie

读取文件内容并逐行处理：

#!/bin/bash

while IFS= read -r line
do
    echo "你好, $line!"
done < input.txt

使用重定向读取输入

可以使用输入重定向将文件内容传递给脚本：

#!/bin/bash

while IFS= read -r line
do
    echo "你好, $line!"
done

运行脚本时将文件内容重定向到脚本：

./script.sh < input.txt

从命令管道读取输入

通过管道将命令的输出传递给脚本：

#!/bin/bash

while IFS= read -r line
do
    echo "你好, $line!"
done

使用管道运行脚本：

echo -e "Alice\nBob\nCharlie" | ./script.sh