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

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。
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。
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。
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：

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。
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

单行注释
Terminal window
```
#
# 这是注释内容
#
```

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

-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。
-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。
-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。
-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。
- 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

只能使用英文字母, 数字和下划线, 不能以数字开头
中间不能有空格
不能使用关键字
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

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)
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

算数运算符

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

关系运算符

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

布尔运算符

|运算符|说明|举例| |---|---|---| |!|非|[ !false ]| |-o|或|[ y -eq 2 ]| |-a|与|[ y -eq 2 ]|

逻辑运算符

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

文件测试运算符

|运算符|说明|举例| |---|---|---| |-b|块设备文件|[[-b $字符设备文件$ file]]| |-d|目录|[[-d $非设备文件和目录的文件$ file]]| |-g|文件设置 SGID|[[-g $文件设备$ file]]| |-p|管道文件|[[-p $文件设置$ file]]| |-r|文件可读|[[-r $文件可写$ file]]| |-x|块文件可执行|[[-x $空文件$ 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

参考资料

Bash Reference Manual（访问日期：2026-05-31）
env invocation（访问日期：2026-05-31）