一文学完Linux Shell编程（强烈建议收藏）

一、 Shell 编程

1. 简介

Shell 是一个用 C 语言编写的程序，通过 Shell 用户可以访问操作系统内核服务。

Shell 既是一种命令语言，又是一种程序设计语言。

Shell script 是一种为 shell 编写的脚本程序。Shell 编程一般指 shell 脚本编程，不是指开发 shell 自身。

Shell 编程跟 java、php 编程一样，只要有一个能编写代码的文本编辑器和一个能解释执行的脚本解释器就可以了。

Linux 的 Shell 解释器 种类众多，一个系统可以存在多个 shell，可以通过 cat /etc/shells 命令查看系统中安装的 shell 解释器。

Bash 由于易用和免费，在日常工作中被广泛使用。同时，Bash 也是大多数 Linux 系统默认的 Shell。

shell 解释器

java 需要虚拟机解释器, 同理 shell 脚本也需要解析器，如下所示：

[root@node01 shells] cat /etc/shells
/bin/sh
/bin/bash
/sbin/nologin
/bin/dash
/bin/tcsh
/bin/csh


2. 快速入门

1) 编写脚本

新建 /export/hello.sh 文件，内容如下：

#!/bin/bash

echo 'hello world'

#!是一个约定的标记，它告诉系统这个脚本需要什么解释器来执行，即使用哪一种 Shell。

echo 命令用于向窗口输出文本。

2) 执行 shell 脚本

执行方式一

[root@node01 shells] /bin/sh 01.sh
hello world


或

[root@node01 shells] /bin/bash 01.sh
hello world

问题：bash 和 sh 是什么关系?

答：sh 是 bash 的 快捷方式

执行方式二

方式一的简化方式：

[root@node01 shells] bash hello.sh
hello world

[root@node01 shells] sh hello.sh
hello world


问题：为什么可以省略 /bin/

答：因为 PATH 环境变量中增加了 /bin/目录, 所以 使用/bin/sh 等类似指令时, 可以省略 /bin

执行方式三

./文件名

[root@node01 shells] ./hello.sh
-bash: ./01.sh: 权限不够

问题：权限不够怎么办?

[root@node01 shells] chmod 755 hello.sh

# 再次执行:
[root@node01 shells] ./hello.sh
hello world!


3. shell 变量

1) 简介

在 shell 脚本中, 定义变量时，变量名不加美元符号$，如：

your_name='runoob.com'

注意 : 变量名和等号之间不能有空格，这可能和你熟悉的所有编程语言都不一样。

同时，变量名的命名须遵循如下规则：

• 命名只能使用英文字母，数字和下划线，首个字符不能以数字开头。
• 中间不能有空格，可以使用下划线_。
• 不能使用标点符号。
• 不能使用 bash 里的关键字（可用 help 命令查看保留关键字）。

有效的 Shell 变量名示例如下：

RUNOOB
LD_LIBRARY_PATH
_var
var2

无效的变量命名：

?var=123
user*name=runoob


除了显式地直接赋值，还可以用语句给变量赋值，如：

for file in `ls /etc`

或

for file in $(ls /etc)


以上语句将 /etc 下目录的文件名循环出来。

2) 使用变量

使用一个定义过的变量，只要在变量名前面加美元符号即可，如：

your_name='zhangsan'

echo $your_name

echo ${your_name}

变量名外面的花括号是可选的，加不加都行，加花括号是为了帮助解释器识别变量的边界，比如下面这种情况：

for skill in java php python; do
    echo 'I am good at ${skill}Script'
done


如果不给 skill 变量加花括号，写成echo 'I am good at $skillScript'，解释器就会把$skillScript当成一个变量（其值为空），代码执行结果就不是我们期望的样子了。

推荐给所有变量加上花括号，这是个好的编程习惯。

已定义的变量，可以被重新定义，如：

your_name='tom'
echo $your_name
your_name='alibaba'
echo $your_name

这样写是合法的，但注意，第二次赋值的时候不能写$your_name='alibaba'，使用变量的时候才加美元符。

3) 删除变量

使用 unset 命令可以删除变量。语法：

unset variable_name


变量被删除后不能再次使用。unset 命令不能删除只读变量。

实例

#!/bin/sh
myUrl='http://www.runoob.com'
unset myUrl
echo $myUrl

以上实例执行将没有任何输出。

4) 只读变量

使用 readonly 命令可以将变量定义为只读变量，只读变量的值不能被改变。

下面的例子尝试更改只读变量，结果报错：

#!/bin/bash

myUrl='http://www.google.com'
readonly myUrl
myUrl='http://www.runoob.com'


运行脚本，结果如下：

/bin/sh: NAME: This variable is read only.

4. 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。

1) 单引号

skill='java'

str='I am goot at $skill'

echo $str



输出结果为:

I am goot at $skill

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独一个的单引号（对单引号使用转义符后也不行），但可成对出现，作为字符串拼接使用。

2) 双引号

skill='java'

str='I am goot at $skill'

echo $str


输出结果为：

I am goot at java

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

3) 获取字符串长度

skill='java'

echo ${skill}    # 输出结果: java

echo ${#skill}   # 输出结果: 4

或者:  expr length 'iamlilei'   #输出结果:  8


4) 提取子字符串

substring(2)

substring(2,3)

以下实例从字符串第 2 个字符开始截取 4 个字符：

str='I am goot at $skill'

echo ${str:2}    # 输出结果为: am goot at java  从第二个字符开始截取,到结尾

echo ${str:2:2}    # 输出结果为: am  从第二个字符开始截取,截取2个字符

5) 查找子字符串

查找字符 i 或 o 的位置(哪个字母先出现就计算哪个)：

str='I am goot at  $skill'
echo `expr index '$str' am`    # 输出是: 3

或者:
expr index 'iamlilei' am      #输出结果: 2   返回在STRING中找到CHARS字符串的位置；否则，返回0


注意： 以上脚本中 ` 是反引号(Esc 下面的)，而不是单引号 '，不要看错了哦。

5. 传递参数

我们可以在执行 Shell 脚本时，向脚本传递参数，脚本内获取参数的格式为：$n。

n 代表一个数字，1 为执行脚本的第一个参数，2 为执行脚本的第二个参数，以此类推……

实例

以下实例我们向脚本传递三个参数，并分别输出，其中 $0 为执行的文件名：

vim /export/sh/param.sh

#!/bin/bash

echo 'Shell 传递参数实例！';

echo '执行的文件名：$0';

echo '第一个参数为：$1';

echo '第二个参数为：$2';

echo '第三个参数为：$3';

为脚本设置可执行权限，并执行脚本，输出结果如下所示：

$ chmod 755 param.sh

$ ./param.sh 1 2 3



Shell 传递参数实例！

执行的文件名：./param.sh

第一个参数为：1

第二个参数为：2

第三个参数为：3

另外，还有几个特殊字符用来处理参数：

参数处理	说明
$#	传递到脚本的参数个数
$*	以一个单字符串显示所有向脚本传递的参数。如'$*'用「'」括起来的情况、以'$1 $2 … $n'的形式输出所有参数。
$$	脚本运行的当前进程 ID 号
$!	后台运行的最后一个进程的 ID 号
$@	与 $*相同，但是使用时加引号，并在引号中返回每个参数。   如'$@'用「'」括起来的情况、以'$1' '$2' … '$n' 的形式输出所有参数。
$-	显示 Shell 使用的当前选项，与 set 命令功能相同。
$?	显示最后命令的退出状态。0 表示没有错误，其他任何值表明有错误。

#!/bin/bash

echo 'Shell 传递参数实例！';

echo '第一个参数为：$1';

echo '参数个数为：$#';

echo '传递的参数作为一个字符串显示：$*';



执行脚本，输出结果如下所示：

$ chmod +x test.sh

$ ./test.sh 1 2 3

Shell 传递参数实例！

第一个参数为：1

参数个数为：3

传递的参数作为一个字符串显示：1 2 3

$* 与 $@ 区别：

• 相同点：都是引用所有参数。
• 不同点：只有在双引号中体现出来。假设在脚本运行时写了三个参数 1、2、3，，则 ' * ' 等价于 '1 2 3'（传递了一个参数），而 '@' 等价于 '1' '2' '3'（传递了三个参数）。

#!/bin/bash

echo '-- $* 演示 ---'
for i in '$*'; do
    echo $i
done

echo '-- $@ 演示 ---'
for i in '$@'; do
    echo $i
done



执行脚本，输出结果如下所示：

$ chmod +x test.sh

$ ./test.sh 1 2 3

-- $* 演示 ---
1 2 3

-- $@ 演示 ---
1
2
3

6. Shell 算术运算符

1) 简介

Shell 和其他编程一样，支持包括：算术、关系、布尔、字符串等运算符。

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 expr。

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：

val=`expr 2 + 2`
echo $val


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。

完整的表达式要被 ` 包含，注意不是单引号，在 Esc 键下边。

下表列出了常用的算术运算符，假定变量 a 为 10，变量 b 为 20：

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 ]。

2) 例子

#!/bin/bash

a=4

b=20

#加法运算

each expr $a + $b

#减法运算

echo expr $a - $b

#乘法运算，注意*号前面需要反斜杠

echo expr $a \* $b

#除法运算

echo $a / $b



此外，还可以通过(())、$(())、$[]进行算术运算。



 ((a++))

echo 'a = $a'

c=$((a + b))

d=$[a + b]

echo 'c = $c'

echo 'd = $d'

7. 流程控制

1) if else

1.1 if

if 语句语法格式：

if condition; then
    command1
    command2
    ...
    commandN
fi


demo

[root@hadoop01 export]# cat if_test.sh
#!/bin/bash

a=20

if [ $a -gt 10 ]; then
        echo 'a 大于 10'
fi

末尾的 fi 就是 if 倒过来拼写，后面还会遇到类似的。

1.2 if else

if else 语法格式：

if condition; then
    command1
    command2
    ...
    commandN
else
    command
fi



1.3 if else-if else

if else-if else 语法格式：

if condition1; then
    command1
elif condition2; then
    command2
else
    commandN
fi

以下实例判断两个变量是否相等：

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。

下表列出了常用的关系运算符，假定变量 a 为 10，变量 b 为 20：

运算符	说明	英文	举例
-eq	检测两个数是否相等，相等返回 true。	equal	[ $a -eq $b ] 返回 false。
-ne	检测两个数是否不相等，不相等返回 true。	not equal	[ $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。	greater than	[ $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。	less than	[ $a -lt $b ] 返回 true。
-ge	检测左边的数是否大于等于右边的，如果是，则返回 true。	Greater than or equal to	[ $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。	Less than or equal to	[ $a -le $b ] 返回 true。

案例:

[root@hadoop01 export]# cat if_test.sh
#!/bin/bash

a=20
b=10

# 需求1: 判断 a 是否 100
if [ $a > 100 ]; then
        echo '$a 大于 100'
fi


# 需求2: 判断 a 是否等于 b
if [ $a -eq $b ]; then
        echo '$a 等于 $b'
else
        echo '$a 不等于 $b'
fi

# 需求3: 判断 a 与 b 比较
if [ $a -lt $b ]; then
        echo '$a 小于 $b'
elif [ $a -eq $b ]; then
        echo '$a 等于 $b'
else
        echo '$a 大于 $b'
fi


# 需求4: 判断 (a + 10) 和 (b * b) 比较大小
if test $[ a + 10 ] -gt $[ b * b ]; then
        echo '(a+10) 大于 (b * b)'
else
        echo '(a+10) 小于或等于 (b*b)'
fi


2) for 循环

格式

for variable in (list); do
    command
    command
    ...
done

练习

# 需求1: 遍历 1~5
# 需求2: 遍历 1~100
# 需求3: 遍历 1~100之间的奇数
# 需求4: 遍历 根目录 下的内容


代码如下:

#!/bin/bash

# 需求1: 遍历 1~5
for i in 1 2 3 4 5; do
        echo $i;
done
# 需求2: 遍历 1~100
for i in {1..100}; do
        echo $i
done
# 需求3: 遍历 1~100之间的奇数
for i in {1..100..2}; do
        echo $i
done
# 需求4: 遍历 根目录 下的内容
for f in `ls /`; do
        echo $f
done

3) while 语句

while 循环用于不断执行一系列命令，也用于从输入文件中读取数据；命令通常为测试条件。其格式为：

while condition; do
    command
done


需求: 计算 1~100 的和

#!/bin/bash

sum=0
i=1
while [ $i -le 100 ]; do
        sum=$[ sum + i]
        i=$[ i + 1 ]
done

echo $sum

运行脚本，输出：

5050


使用中使用了 Bash let 命令，它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，具体可查阅：Bash let 命令：http://www.runoob.com/linux/linux-comm-let.html。

4) 无限循环

无限循环语法格式：

while true; do
    command
done

需求: 每隔1秒 打印一次当前时间


#!/bin/bash

while true; do
        date
        sleep 1
done

5) case(switch)

Shell case 语句为多选择语句。可以用 case 语句匹配一个值与一个模式，如果匹配成功，执行相匹配的命令。case 语句格式如下：

case 值 in

 模式1)
     command1
     command2
     ...
     commandN
     ;;
 模式2）
        command1
     command2
     ...
     commandN
     ;;
esac



case 工作方式如上所示。取值后面必须为单词 in，每一模式必须以右括号结束。取值可以为变量或常数。匹配发现取值符合某一模式后，其间所有命令开始执行直至 ;;。

取值将检测匹配的每一个模式。一旦模式匹配，则执行完匹配模式相应命令后不再继续其他模式。如果无一匹配模式，使用星号 * 捕获该值，再执行后面的命令。

下面的脚本提示输入 1 到 4，与每一种模式进行匹配：

echo '输入 1 到 4 之间的数字:'

read aNum

case $aNum in
    1)  echo '你选择了 1'
    ;;

    2)  echo '你选择了 2'
    ;;

    3)  echo '你选择了 3'
    ;;

    4)  echo '你选择了 4'
    ;;

    *)  echo '你没有输入 1 到 4 之间的数字'
    ;;
esac

输入不同的内容，会有不同的结果，例如：

输入 1 到 4 之间的数字:

你输入的数字为:

3

你选择了 3



6) 跳出循环

在循环过程中，有时候需要在未达到循环结束条件时强制跳出循环，Shell 使用两个命令来实现该功能：break 和 continue。

break命令

break 命令允许跳出所有循环（终止执行后面的所有循环）。

需求: 执行死循环 每隔1秒打印当前时间, 执行10次停止

#!/bin/bash
# 需求: 执行死循环 每隔1秒打印当前时间, 执行10次停止
i=0;
while true; do
        sleep 1
        echo $i `date +'%Y-%m-%d %H:%M:%S'`

        i=$[ i + 1]
        if [ $i -eq 10 ]; then
                break
        fi
done


continue

continue 命令与 break 命令类似，只有一点差别，它不会跳出所有循环，仅仅跳出当前循环。

需求: 打印 1~30, 注意 跳过3的倍数

#!/bin/bash

# 需求: 打印 1~30, 注意 跳过3的倍数

for i in {1..30}; do
        if test $[ i % 3 ] -eq 0; then
                continue
        fi
        echo $i
done


8. 函数使用

1) 函数的快速入门

• 格式

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

• 可以带 function fun() 定义，也可以直接 fun() 定义,不带任何参数。
• 参数返回，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(0-255)

• 快速入门

  #!/bin/bash

demoFun () {

    echo '这是我的第一个 shell 函数!'

}

echo '-----函数开始执行-----'
demoFun
echo '-----函数执行完毕-----'


2) 传递参数给函数

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，例如，$1表示第一个参数，$2表示第二个参数...

带参数的函数示例：

#!/bin/bash

funWithParam(){
    echo '第一个参数为 $1 !'
    echo '第二个参数为 $2 !'
    echo '第十个参数为 $10 !'
    echo '第十个参数为 ${10} !'
    echo '第十一个参数为 ${11} !'
    echo '参数总数有 $# 个!'
    echo '作为一个字符串输出所有参数 $* !'
}

funWithParam 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 73

输出结果：

第一个参数为 1 !

第二个参数为 2 !

第十个参数为 10 !

第十个参数为 34 !

第十一个参数为 73 !

参数总数有 11 个!

作为一个字符串输出所有参数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 73 !


注意，$10 不能获取第十个参数，获取第十个参数需要${10}。当n>=10时，需要使用${n}来获取参数。

另外，还有几个特殊字符用来处理参数：

参数处理	说明
$#	传递到脚本的参数个数
$*	以一个单字符串显示所有向脚本传递的参数
$$	脚本运行的当前进程 ID 号
$!	后台运行的最后一个进程的 ID 号
$@	与$*相同，但是使用时加引号，并在引号中返回每个参数。
$-	显示 Shell 使用的当前选项，与 set 命令功能相同。
$?	显示最后命令的退出状态。0 表示没有错误，其他任何值表明有错误。

9. 数组

1) 定义数组

数组中可以存放多个值。Bash Shell 只支持一维数组（不支持多维数组），初始化时不需要定义数组大小（。

与大部分编程语言类似，数组元素的下标由 0 开始。

Shell 数组用括号来表示，元素用空格符号分割开，语法格式如下：

array_name=(value1 value2 value3 ... valuen)

实例

#!/bin/bash

my_array=(A B 'C' D)

我们也可以使用下标来定义数组:

array_name[0]=value0

array_name[1]=value1

array_name[2]=value2

2) 读取数组

读取数组元素值的一般格式是：

${array_name[index]}


实例

#!/bin/bash

my_array=(A B 'C' D)

echo '第一个元素为: ${my_array[0]}'

echo '第二个元素为: ${my_array[1]}'

echo '第三个元素为: ${my_array[2]}'

echo '第四个元素为: ${my_array[3]}'

执行脚本，输出结果如下所示：

$ chmod +x test.sh

$ ./test.sh

第一个元素为: A
第二个元素为: B
第三个元素为: C
第四个元素为: D



获取数组中的所有元素

使用@ 或 * 可以获取数组中的所有元素，例如：

#!/bin/bash

my_array[0]=A
my_array[1]=B
my_array[2]=C
my_array[3]=D

echo '数组的元素为: ${my_array[*]}'
echo '数组的元素为: ${my_array[@]}'

执行脚本，输出结果如下所示：

$ chmod +x test.sh
$ ./test.sh

数组的元素为: A B C D
数组的元素为: A B C D



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：

#!/bin/bash
my_array[0]=A
my_array[1]=B
my_array[2]=C
my_array[3]=D

echo '数组元素个数为: ${#my_array[*]}'
echo '数组元素个数为: ${#my_array[@]}'

执行脚本，输出结果如下所示：

$ chmod +x test.sh
$ ./test.sh

数组元素个数为: 4
数组元素个数为: 4



3) 遍历数组

方式一

#!/bin/bash

my_arr=(AA BB CC)

for var in ${my_arr[*]}
do
  echo $var
done

方式二

my_arr=(AA BB CC)
my_arr_num=${#my_arr[*]}
for((i=0;i<my_arr_num;i++));
do
  echo '-----------------------------'
  echo ${my_arr[$i]}
done


10) 加载其它文件的变量

简介

和其他语言一样，Shell 也可以包含外部脚本。这样可以很方便的封装一些公用的代码作为一个独立的文件。

Shell 文件包含的语法格式如下：

. filename   # 注意点号(.)和文件名中间有一空格

或

source filename

练习

定义两个文件 test1.sh 和 test2.sh，在 test1 中定义一个变量arr=(java c++ shell),在 test2 中对arr进行循环打印输出。

第一步: vim test1.sh

#!/bin/bash

my_arr=(AA BB CC)


第二步: vim test2.sh

#!/bin/bash

source ./test1.sh  # 加载test1.sh 的文件内容

for var in ${my_arr[*]}

do

  echo $var

done

第三步: 执行 test2.sh

sh test2.sh


好处 :

1. 数据源 和 业务处理 分离
2. 复用 代码扩展性更强