Shell 编程详解

部分引用自:https://blog.csdn.net/qq_22075977/article/details/75209149

一、概述

　　Shell是一种具备特殊功能的程序，它提供了用户与内核进行交互操作的一种接口。它接收用户输入的命令，并把它送入内核去执行。内核是Linux系统的心脏，从开机自检就驻留在计算机的内存中，直到计算机关闭为止，而用户的应用程序存储在计算机的硬盘上，仅当需要时才被调入内存。Shell是一种应用程序，当用户登录Linux系统时，Shell就会被调入内存去执行。Shell独立于内核，它是连接内核和应用程序的桥梁，并由输入设备读取命令，再将其转为计算机可以理解的机械码，Linux内核才能执行该命令。

二、优势
Shell脚本语言的好处是简单、易学、易用，适合处理文件和目录之类的对象，以简单的方式快速完成某些复杂的事情通常是创建脚本的重要原则，脚本语言的特性可以总结为以下几个方面：

　　1、语法和结构通常比较简单。
　　2、学习和使用通常比较简单，
　　3、通常以容易修改程序的“解释”作为运行方式，而不需要“编译。
　　4、程序的开发产能优于运行效能。
　　5、Shell脚本语言是Linux/Unix系统上一种重要的脚本语言，在Linux/Unix领域应用极为广泛，熟练掌握Shell脚本语言是一个优秀的Linux/Unix开发者和系统管理员必经之路。利用Shell脚本语言可以简洁地实现复杂的操作，而且Shell脚本程序往往可以在不同版本的Linux/Unix系统上通用。

三、变量

　　1、用户自定义变量

　　　　这种变量只支持字符串类型，不支持其他字符，浮点等类型，常见有这 3 个前缀:

　　　　a、unset：删除变量 

　　　　b、readonly：标记只读变量

　　　　c、export：指定全局变量

#!/bin/bash 

echo "定义普通变量"
CITY=CHENGDU

echo "定义全局变量"
export NAME=cdeveloper

echo "定义只读变量"
readonly AGE=21

echo "打印变量的值"
echo $CITY
echo $NAME
echo $AGE

echo "删除 CITY 变量"
unset CITY

# 不会输出 CHENGDU
echo $CITY
         

运行结果：

定义普通变量
定义全局变量
定义只读变量
打印变量的值
CHENGDU
cdeveloper
21
删除 CITY 变量

　　2、预定义变量

　　　　预定义变量常用来获取命令行的输入，有下面这些:

　　　　a、$0 ：脚本文件名
　　　　b、$1-9 ：第 1-9 个命令行参数名
　　　　c、$# ：命令行参数个数
　　　　d、$@ ：所有命令行参数
　　　　e、$* ：所有命令行参数
　　　　f、$? ：前一个命令的退出状态，可用于获取函数返回值
　　　　g、$$ ：执行的进程 ID

　　　　编辑脚本1.sh

#!/bin/bash 

echo "print $"

echo "1、打印脚本文件名$0"
echo -e "$0 = $0 
"

echo "2、打印第一个命令行参数$1"
echo -e "$1 = $1
"

echo "3、打印第二个命令行参数$2"
echo -e "$2 = $2
"

echo "4、打印命令行参数个数$#"
echo -e "$# = $#
"

echo "5、打印所有命令行参数$@"
echo -e "$@ = $@
"

echo "6、打印所有命令行参数"
echo -e "$* = $*
"

echo "7、打印前一个命令的退出状态"
echo -e "$? = $?
"

echo "8、打印执行的进程ID"
echo "$$ = $$"

执行结果：

print $
1、打印脚本文件名1.sh
$0 = 1.sh 

2、打印第一个命令行参数1
$1 = 1

3、打印第二个命令行参数2
$2 = 2

4、打印命令行参数个数4
$# = 4

5、打印所有命令行参数1 2 3 4
$@ = 1 2 3 4

6、打印所有命令行参数
$* = 1 2 3 4

7、打印前一个命令的退出状态
$? = 0

8、打印执行的进程ID
$$ = 30839

 　　3、环境变量

　　　　环境变量默认就存在，常用的有下面这几个：
　　　　a、HOME：用户主目录
　　　　b、PATH：系统环境变量 PATH
　　　　c、TERM：当前终端
　　　　d、UID：当前用户 ID
　　　　e、PWD：当前工作目录，绝对路径

　　　　编辑1.sh

#!/bin/bash

echo -e "print env
"

echo "家目录"
echo -e "$HOME=$HOME
"

echo "环境变量"
echo -e "$PATH=$PATH
"

echo "当前终端"
echo -e "$TERM=$TERM
"

echo "当前工作目录"
echo -e "$PWD=$PWD
"

echo "当前用户ID"
echo "$UID=$UID"

执行结果

print env

家目录
$HOME=/root

环境变量
$PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/application/jdk1.8.0_181/jre/bin:/application/jdk1.8.0_181/bin:/usr/local/rsync/bin:/application/sersync/bin:/root/bin

当前终端
$TERM=xterm

当前工作目录
$PWD=/script

当前用户ID
$UID=0

四、shell 运算

　　1、我们经常需要在 Shell 脚本中计算，掌握基本的运算方法很有必要，下面就是 4 种比较常见的运算方法，功能都是将 m + 1：
　　　　a、m=$[ m + 1 ]
　　　　b、m=expr $m + 1 # 用 “ 字符包起来
　　　　c、let m=m+1
　　　　d、m=$(( m + 1 ))

　　　　e、实例，编辑1.sh

#!/bin/bash 

m=1

m=$[ m + 1 ]
echo $m

m=`expr $m + 1`
echo $m

# 注意：+ 号左右不要加空格
let m=m+1
echo $m

m=$(( m + 1 ))
echo $m

执行结果：

2
3
4
5

　　2、文件测试
　　　　a、-d:测试是否为目录（Directory）
　　　　b、-e:测试目录或文件是否存在(Exist)
　　　　c、-f:测试是否为文件(File)
　　　　d、-r:测试当前用户是否有权限读取(Read)
　　　　e、-w:测试当前用户是否有权限写入(Write)
　　　　f、-x:测试当前用户是否有权限执行(eXcute)
　　　　g、实例

[root@wohaoshuai1 script]# [ -d /media/cdrom ] && echo "YES" || echo "no"
no

　　3、数值比较

　　　　a、-eq:等于
　　　　b、-ne:不等于
　　　　c、-gt:大于
　　　　d、-lt:小于
　　　　e、-le:小于等于
　　　　f、-ge:大于或等于

　　　　g、实例 编辑1.sh

#!/bin/bash
[ $(who | wc -l) -eq 2 ] && echo "等于2"
[ $(who | wc -l) -ne 2 ] && echo "不等于2"
[ $(who | wc -l) -gt 2 ] && echo "大于2"
[ $(who | wc -l) -lt 2 ] && echo "小于2"
[ $(who | wc -l) -ge 2 ] && echo "大于或等于2"
[ $(who | wc -l) -le 2 ] && echo "小于或等于2"

　　4、字符串比较

　　　　a、= :字符串内容相同
　　　　b、!=:字符串内容不同，!表示相反的意思
　　　　c、-z:字符串内容为空
　　　　d、-n:字符串内容不为空

[root@wohaoshuai1 script]# echo $a
1
[root@wohaoshuai1 script]# [ $a = "b" ] && echo "a等于b" || echo "a不等于b"
a不等于b
[root@wohaoshuai1 script]# [ $a != "b" ] && echo "a不等于b" || echo "a等于b"
a不等于b
[root@wohaoshuai1 script]# [ -z $a ] && echo "a为空" || echo "a不为空"
a不为空
[root@wohaoshuai1 script]# [ -n $a ] && echo "a不为空" || echo "a为空"
a不为空

　　5、逻辑测试

　　　　a、-a 或 && : 逻辑与，“而且” 的意思
　　　　b、-o 或 || : 逻辑或，“或者” 的意思
　　　　c、! :逻辑否

　　6、[] 与 [[]] 区别

　　　　a、[[]] 用 "&&" 而不是"-a" 表示逻辑与，用"||"而不是"-o"表示逻辑或。

[root@wohaoshuai1 ~]# [[ 1 < 2 && b > a ]] && echo "true" || echo "false"
true
[root@wohaoshuai1 ~]# [[ 1 < 2 -a b > a ]] && echo "true" || echo "false"
-bash: syntax error in conditional expression
-bash: syntax error near `-a'

　　　　b、[ ... ]为shell命令，所以在其中的表达式应是它的命令行参数，所以串比较操作符”>” 与”<”必须转义，否则就变成IO改向操作符了。[[中"<"与">"不需转义：

[root@wohaoshuai1 ~]# [ 1 < 2 -a b > a ] && echo "true" || echo "false"
true

　　　　c、[[ ... ]]进行算术扩展，而[ ... ]不做

[root@wohaoshuai1 ~]# [[ 99+1 -eq 100 ]] && echo "true" || echo "false"
true
[root@wohaoshuai1 ~]# [ 99+1 -eq 100 ] && echo "true" || echo "false"
-bash: [: 99+1: integer expression expected
false
[root@wohaoshuai1 ~]# [ $((99+1)) -eq 100 ] && echo "true" || echo "false"
true

　　　　d、[[]]能用正则，而[]不行，并且[[]]在正则匹配中不能使用双引号。

[root@wohaoshuai1 ~]# [[ "test.php" = *.php ]] && echo "true" || echo "false"
true
[root@wohaoshuai1 ~]# [ "test.php" = *.php ] && echo "true" || echo "false"
false
[root@wohaoshuai1 ~]# [[ "test.php" = "*.php" ]] && echo "true" || echo "false"
false

五、shell 语句

　　1、if 语句

　　　　a、这个跟高级语言的 if - else - if 类似，只是格式有些不同而已。 

#!/bin/bash 

read -p "请输入整数:" VART

if [ $VART -eq 10 ];then
    echo "true"
elif [ $VART -gt 10 ];then
    echo "大于10"
else
    echo "false"
fi

执行结果:

[root@wohaoshuai1 script]# sh 1.sh 
请输入整数:1
false
[root@wohaoshuai1 script]# sh 1.sh 
请输入整数:10
true
[root@wohaoshuai1 script]# sh 1.sh 
请输入整数:100
大于10

　　2、case语句,case 语句有些复杂，要注意格式

#!/bin/bash
read -p "请输入一个字符，并按enter结束:" key
case "$key" in
        [./]|[a-z]|[A-Z])
                echo "你输入的是字母"
        ;;
        [0-9])
                echo "你输入的是数字"
        ;;
        *)
                echo "你输入的是空格，功能键或其他控制字符"     
esac

执行结果：

请输入一个字符，并按enter结束:a
你输入的是字母
[root@wohaoshuai1 script]# sh 1.sh 
请输入一个字符，并按enter结束:.
你输入的是字母
[root@wohaoshuai1 script]# sh 1.sh 
请输入一个字符，并按enter结束:/
你输入的是字母

 　　3、for循环

#!/bin/bash 

# 普通 for 循环
echo "普通for循环如下:"
for ((i = 1; i <= 3; i++))
do
    echo $i
done
echo -e "
"

# VAR 依次代表每个元素 
echo "第二种for循环:"
for VAR in `seq 1 10`
do
    echo $VAR
done

执行结果：

普通for循环如下:
1
2
3


第二种for循环:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

　　4、while循环

#!/bin/bash 

VAR=1

# 如果 VAR 小于 10，就打印出来
while [ $VAR -lt 10 ]
do
    echo $VAR
#   VAR 自增 1
    VAR=$[ $VAR + 1 ]
done

执行结果：

1
2
3
4
5
6
7
8
9

　　5、until循环，until 语句与while循环的不同点是它的结束条件为 1

#!/bin/bash 

i=0

# i 大于 5 时，循环结束 
until [[ "$i" -gt 5 ]]     
do
    echo $i
    i=$[ $i + 1 ]
done

运行结果：

0
1
2
3
4
5

　　6、break，Shell 中的 break 用法与高级语言相同，都是跳出循环。

#!/bin/bash 

for VAR in `seq 1 3`
do
#   如何 VAR 等于 2 就跳出循环
    if [ $VAR -eq 2 ];then
        break
    fi

    echo $VAR
done

执行结果：

[root@wohaoshuai1 script]# sh 1.sh 
1

　　7、continue，用来跳过本次循环，进入下一次循环

#!/bin/bash 

for VAR in 1 2 3
do
#   如果 VAR 等于 2，就跳过，直接进入下一次 VAR = 3 的循环 
    if [ $VAR -eq 2 ];then
        continue
    fi

    echo $VAR
done

执行结果：

[root@wohaoshuai1 script]# sh 1.sh 
1
3

六、shell函数

　　1、定义函数，有两种常见的格式

#!/bin/bash 

function hello_world()
{
    echo "hello world fun"
    echo $1 $2
    return 1
}

hello()
{
    echo "hello fun"
}

　　2、调用函数

#!/bin/bash 

function hello_world()
{
    echo "hello world fun"
    echo $1 $2
    return 1
}

hello()
{
    echo "hello fun"
}


# 1. 直接用函数名调用 hello 函数
echo "1. 直接用函数名调用 hello 函数执行结果:"
hello

echo -e "
"

# 2. 使用「函数名 函数参数」来传递参数
echo "2. 使用「函数名 函数参数」来传递参数执行结果:"
hello_world 1 2

echo -e "
"

# 3. 使用「FUN=`函数名 函数参数`」 来间接调用
echo "3. 使用「FUN='函数名 函数参数'」 来间接调用:"
FUN=`hello_world 1 2`
echo -e $FUN
        

执行结果：

[root@wohaoshuai1 script]# sh 1.sh 
1. 直接用函数名调用 hello 函数执行结果:
hello fun


2. 使用「函数名 函数参数」来传递参数执行结果:
hello world fun
1 2


3. 使用「FUN='函数名 函数参数'」 来间接调用:
hello world fun 1 2

 　　3、获取返回值，使用 $?获取返回值

#!/bin/bash 

function hello_world()
{
    echo "hello world fun"
    echo $1 $2
    return 2
}

hello()
{
    echo "hello fun"
}


# 1. 直接用函数名调用 hello 函数
echo "1. 直接用函数名调用 hello 函数执行结果:"
hello

echo -e "
"

# 2. 使用「函数名 函数参数」来传递参数
echo "2. 使用「函数名 函数参数」来传递参数执行结果:"
hello_world 1 2
echo "返回值为:$?"

echo -e "
"

# 3. 使用「FUN=`函数名 函数参数`」 来间接调用
echo "3. 使用「FUN='函数名 函数参数'」 来间接调用:"
FUN=`hello_world 1 2`
echo -e $FUN

执行结果：

[root@wohaoshuai1 script]# sh 1.sh 
1. 直接用函数名调用 hello 函数执行结果:
hello fun


2. 使用「函数名 函数参数」来传递参数执行结果:
hello world fun
1 2
返回值为:2


3. 使用「FUN='函数名 函数参数'」 来间接调用:
hello world fun 1 2

　　4、定义本地变量

fun()
{
    local x=1
    echo $x
}

七、Shell 调试

　　1、使用下面的命令来检查是否有语法错误

sh -n 1.sh

　　2、使用下面的命令来执行并调试 Shell 脚本

sh -x 1.sh

 　　3、实例

#!/bin/bash

for VAR in 1 2 3
do
    if [ $VAR -eq 2 ];then
        continue
    fi
    echo $VAR
done

执行结果：

[root@wohaoshuai1 script]# sh -x 1.sh 
+ for VAR in 1 2 3
+ '[' 1 -eq 2 ']'
+ echo 1
1
+ for VAR in 1 2 3
+ '[' 2 -eq 2 ']'
+ continue
+ for VAR in 1 2 3
+ '[' 3 -eq 2 ']'
+ echo 3
3

其中带有 + 表示的是 Shell 调试器的输出，不带 + 表示我们程序的输出。

八、Shell数组

　　1、数组分为两种类型，一是数值类型，二是字符串类型。

　　　　a、数值类型的数组：一对括号表示数组，数组中元素之间使用“空格”来隔开。

arr_number=(1 2 3 4 5)

　　　　b、字符串类型数组，同样，使用一对括号表示数组，其中数组中的元素使用双引号或者单引号包含，同样使用“空格”来隔开。

arr_string=("abc" "edf" "sss"); 或者 arr_string=('abc' 'edf' 'sss');

　　2、数组的操作

　　　　a、获取数组长度，arr_length=${#arr_number[*]}或${#arr_number[@]}均可，即形式：${#数组名[@/*]} 可得到数组的长度。

[root@wohaoshuai1 script]# a=(1 2 3 4 5)
[root@wohaoshuai1 script]# echo "${#a[*]}"
5
[root@wohaoshuai1 script]# echo "${#a[@]}"
5

　　　　b、读取某个下标的值，arr_index2=${arr_number[2]}，即形式：${数组名[下标]}

[root@wohaoshuai1 script]# a=(1 2 3 4 5)
[root@wohaoshuai1 script]# echo "${a[2]}"
3

　　　　c、对某个下标赋值。

　　　　　　1)、若下标元素已经存在那么会修改该下标的值为新的指定值。

[root@wohaoshuai1 script]# a=(1 2 3 4 5)
[root@wohaoshuai1 script]# a[2]=100
[root@wohaoshuai1 script]# echo ${a[*]}
1 2 100 4 5
[root@wohaoshuai1 script]# echo ${a[@]}
1 2 100 4 5

　　　　　　2)、如果指定的下标已经超过当前数组的大小，如上述的a的大小为5，指定下标为10或者11或者大于5的任意值那么新赋的值会被追加到数组的尾部。

[root@wohaoshuai1 script]# a=(1 2 3 4 5)
[root@wohaoshuai1 script]# a[2]=100
[root@wohaoshuai1 script]# echo ${a[*]}
1 2 100 4 5
[root@wohaoshuai1 script]# echo ${a[@]}
1 2 100 4 5
[root@wohaoshuai1 script]# a[10]=200
[root@wohaoshuai1 script]# echo ${a[@]}
1 2 100 4 5 200
[root@wohaoshuai1 script]# echo "${a[10]}"
200
[root@wohaoshuai1 script]# echo "${a[5]}"

　　　　d、删除操作

　　　　　　1)、清空某个元素

[root@wohaoshuai1 script]# a=(1 2 3 4 5)
[root@wohaoshuai1 script]# unset a[1]
[root@wohaoshuai1 script]# echo "${a[*]}"
1 3 4 5

　　　　　　2)、清空整个数组

[root@wohaoshuai1 script]# a=(1 2 3 4 5)
[root@wohaoshuai1 script]# unset a
[root@wohaoshuai1 script]# echo "${a[*]}"

　　　　e、分片访问，分片访问形式为：${数组名[@或*]:开始下标:结束下标}，注意，不包括结束下标元素的值。

　　　　　　1）、从索引2开始访问，访问4个，如果个数不够默认会访问到最后一个

[root@wohaoshuai1 script]# a=(1 2 3 4 5)
[root@wohaoshuai1 script]# echo ${a[@]:2:4}
3 4 5

　　　　f、模式替换，形式为：${数组名[@或*]/模式/新值}

[root@wohaoshuai1 script]# a=("aa","bb","cc","aa")
[root@wohaoshuai1 script]# echo ${a[@]/aa/x}
x,bb,cc,aa
[root@wohaoshuai1 script]# echo ${a[@]//aa/x}
x,bb,cc,x
[root@wohaoshuai1 script]# echo ${a[@]}
aa,bb,cc,aa

　　　　g、数组的遍历

#!/bin/bash

b=(aa bb cc dd ee)
for i in ${b[@]}
do
        echo ${i}
done

执行结果：

[root@wohaoshuai1 script]# sh 1.sh 
aa
bb
cc
dd
ee

九、Shell字符串处理

　　1、获取字符串长度

[root@wohaoshuai1 script]# str="abcdefg"
[root@wohaoshuai1 script]# echo "${#str}"
7

　　2、对字符串进行大小写转换

　　　　a、将变量值中的小写字母转换为大写

[root@wohaoshuai1 script]# echo "${str}"
abcdefg
[root@wohaoshuai1 script]# echo "${str^^}"
ABCDEFG

　　　　b、将变量中的大写字母转换为小写

[root@wohaoshuai1 script]# echo "${str}"
ABCDEFG
[root@wohaoshuai1 script]# echo "${str,,}"
abcdefg

　　3、当变量值为空或非空时操作变量

　　　　a、${var:=value}，意思为如果var为空则返回value，并将value赋给var，如果var不为空则返回var本身的值，var不为空时，var值不会被改变，var为空时，var的值会被设置成指定值。

#!/bin/bash
a="wohaoshuai"
b=${a:="123"}

echo -e "b为:${b}
"

c=${d:="456"}
echo -e "c为:${c}
"
echo -e "d为:${d}
"

执行结果：

[root@wohaoshuai1 script]# sh 1.sh 
b为:wohaoshuai

c为:456

d为:456

　　　　b、${var:-value}，意思为如果var为空，则返回value，如果var不为空，则返回var的值，无论var是否为空，var本身的值不会改变。

#!/bin/bash
a="wohaoshuai"
b=${a:-"123"}

echo -e "b为:${b}
"

c=${d:-"456"}
echo -e "c为:${c}
"
echo -e "d为:${d}
"

执行结果：

[root@wohaoshuai1 script]# sh 1.sh 
b为:wohaoshuai

c为:456

d为:

　　　　c、${var:+value}，意思为如果var不为空，则返回value，如果var为空，则返回空值，无论var是否为空var本身的值不会改变。

#!/bin/bash
a="wohaoshuai"
b=${a:+"123"}

echo -e "b为:${b}
"

c=${d:+"456"}
echo -e "c为:${c}
"
echo -e "d为:${d}
"

执行结果为：

[root@wohaoshuai1 script]# sh 1.sh 
b为:123

c为:

d为:

　　　　d、${var:?error_info}，意思为如果var为空，那么在当前终端打印error_info，如果var的值不为空，则返回var的值，无论var是否为空，var本身的值都不会改变。

#!/bin/bash
a="wohaoshuai"
b=${a:?"123"}

echo -e "b为:${b}
"

c=${d:? "err"}
echo -e "c为:${c}
"
echo -e "d为:${d}
"

执行结果：

[root@wohaoshuai1 script]# sh 1.sh 
b为:wohaoshuai

1.sh: line 7: d:  err

　　4、从指定位置截取字符串，截取到字符串的末尾。

　　　　a、从正数第四个字符以后开始截取，直到字符串的末尾（从0开始计数）

[root@wohaoshuai1 script]# a="abcdefg"
[root@wohaoshuai1 script]# echo ${a:4}
efg

　　　　b、从倒数第四个字符开始截取，直到字符串的末尾。并且冒号与负号之间必须存在任意字符（通常使用0或空格占位，当然用其它字符也可以），否则无法起到截取字符串的作用。

[root@wohaoshuai1 script]# echo ${a:0-4}
defg
[root@wohaoshuai1 script]# echo ${a: -4}
defg
[root@wohaoshuai1 script]# echo ${a:b-4}
defg

　　5、从指定位置截取字符串，并且截取指定的长度

　　　　a、从第四个字符以后开始截取，截取五个字符

[root@wohaoshuai1 script]# a="abcdefghijklmn"
[root@wohaoshuai1 script]# echo ${a:4:5}
efghi

　　　　b、从倒数第八个开始截取，截取5个字符

[root@wohaoshuai1 script]# echo ${a:0-8:5}
ghijk
[root@wohaoshuai1 script]# echo ${a:b-8:5}
ghijk
[root@wohaoshuai1 script]# echo ${a: -8:5}
ghijk

 　　　　c、Centos7中截取长度可以为负数，Centos6中不行，Centos7从正数第四个字符以后开始截取到字符串末尾，再将截取后的字符串的最后3个字符删除。

[root@wohaoshuai1 script]# echo ${a:4}
efghijklmn
[root@wohaoshuai1 script]# echo ${a:4:-3}
efghijk

　　　　d、Centos7从倒数第四个字符开始截取，截取到字符串的末尾，再将截取后的字符串的最后一个字符删除。

[root@wohaoshuai1 script]# echo ${a:0-4}
klmn
[root@wohaoshuai1 script]# echo ${a:0-4:-1}
klm

　　6、替换字符串操作

　　　　a、将变量值中第一个遇到的str1替换成str2

[root@wohaoshuai1 script]# a="www"
[root@wohaoshuai1 script]# echo ${a/w/abc}
abcww

　　　　b、将变量值中的所有遇到的str1替换成str2

[root@wohaoshuai1 script]# echo ${a//w/abc}
abcabcabc