shell基础之变量及表达式

本节内容

1. shell变量简介

2. 定义变量

3. 使用变量

4. 修改变量的值

5. 单引号和双引号的区别

6. 将命令的结果赋值给变量

7. 删除变量

8. 变量类型

9. 特殊变量列表

10. 退出状态

11. shell表达式与运算符

   11.1 条件表达式

   11.2 整数比较符

   11.3 字符串比较符

   11.4 文件测试

   11.5 布尔运算符

   11.6 逻辑判断符

   11.7 整数运算

   11.8 其他运算工具

   11.9 shell括号用途总结

一、shell变量简介

变量是任何一种编程语言都必不可少的组成部分，变量用来存放各种数据。脚本语言在定义变量时通常不需要指明类型，直接赋值就可以，Shell变量也遵循这个规则。

在Bash shell中，每一个变量的值都是字符串，无论你给变量赋值时有没有使用引号，值都会以字符串的形式存储。这意味着，Bash shell在默认情况下不会区分变量类型，即使你将整数和小数赋值给变量，它们也会被视为字符串，这一点和大部分的编程语言不同。

二、定义变量

Shell 支持以下三种定义变量的方式：

variable=value

variable='value'

variable="value"

variable是变量名，value是赋给变量的值。如果value不包含任何空白符（例如空格、Tab缩进等），那么可以不使用引号；如果value包含了空白符，那么就必须使用引号包围起来。使用单引号和使用双引号也是有区别的，稍后我们会详细说明。

注意，赋值号的周围不能有空格，这可能和你熟悉的大部分编程语言都不一样。

Shell变量的命名规范和大部分编程语言都一样：

（1）变量名由数字、字母、下划线组成；

（2）必须以字母或者下划线开头；

（3）不能使用 Shell 里的关键字（通过 help 命令可以查看保留关键字）。

三、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：

author="ken"

echo $author

echo ${author}

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：

skill="Java"

echo "I am good at ${skill}Script"

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{ }，这是个良好的编程习惯。

四、系统变量

在命令行提示符直接执行env、set 查看系统或环境变量。env 显示用户环境变量，set 显示Shell预先定义好的变量以及用户变量。可以通过 export 导出成用户变量。一些写 Shell 脚本时常用的系统变量：

$SHELL	默认 Shell
$HOME	当前用户家目录
$IFS	内部字段分隔符
$LANG	默认语言
$PATH	默认可执行程序路径
$PWD	当前目录
$UID	当前用户 ID
$USER	当前用户
$HISTSIZE	历史命令大小，可通过 HISTTIMEFORMAT 变量设置命令执行时间
$RANDOM（random随机）	随机生成一个0至32767的整数
$HOSTNAME	主机名

普通变量与临时环境变量：

普通变量定义：VAR=value

临时环境变量定义：export VAR=value

变量引用：$VAR

下面看下他们之间区别：

Shell 进程的环境变量作用域是 Shell 进程，当 export 导入到系统变量时，则作用域是 Shell 进程及其 Shell 子进程，另开shell无效。

五、修改变量的值

已定义的变量，可以被重新赋值，如：

url="http://www.baidu.com"

echo ${url}

url="http://www.sina.com"

echo ${url}

第二次对变量赋值时不能在变量名前加$，只有在使用变量时才能加$。

六、单引号和双引号的区别

前面我们还留下一个疑问，定义变量时，变量的值可以由单引号' '包围，也可以由双引号" "包围，它们到底有什么区别呢？不妨以下面的代码为例来说明：

#!/bin/bash

url="http://c.biancheng.net"

website1='C语言中文网：${url}'

website2="C语言中文网：${url}"

echo $website1

echo $website2

运行结果：

C语言中文网：${url}

C语言中文网：http://c.biancheng.net

以单引号' '包围变量的值时，单引号里面是什么就输出什么，即使内容中有变量和命令（命令需要反引起来）也会把它们原样输出。这种方式比较适合定义显示纯字符串的情况，即不希望解析变量、命令等的场景。

以双引号" "包围变量的值时，输出时会先解析里面的变量和命令，而不是把双引号中的变量名和命令原样输出。这种方式比较适合字符串中附带有变量和命令并且想将其解析后再输出的变量定义。

建议：如果变量的内容是数字，那么可以不加引号；如果真的需要原样输出就加单引号；其他没有特别要求的字符串等最好都加上双引号，定义变量时加双引号是最常见的使用场景。

七、将命令的结果赋值给变量

Shell 也支持将命令的执行结果赋值给变量，常见的有以下两种方式：

variable=`command`

variable=$(command)

第一种方式把命令用反引号包围起来，反引号和单引号非常相似，容易产生混淆，所以不推荐使用这种方式；第二种方式把命令用$( )包围起来，区分更加明显，所以推荐使用这种方式。

例如，我创建了一个名为 test 的文本文件。下面的代码中，使用 cat 命令将 log.txt 的内容读取出来，并赋值给一个变量，然后使用 echo 命令输出。

 [root@ken ~]# echo "this is ken" > test

[root@ken ~]# mes=`cat test`

[root@ken ~]# echo $mes

this is ken

八、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。

举个例子：

#!/bin/bash

myUrl="http://see.xidian.edu.cn/cpp/u/xitong/"

unset myUrl

echo $myUrl

上面的脚本没有任何输出。

定义只读变量

[root@ken ~]# name=ken

[root@ken ~]# readonly name

[root@ken ~]# echo $name

ken

[root@ken ~]# unset name

-bash: unset: name: cannot unset: readonly variable

九、变量类型

运行shell时，会同时存在三种变量：

1) 局部变量

局部变量在脚本或命令中定义，仅在当前shell实例中有效，其他shell启动的程序不能访问局部变量。

2) 环境变量

所有的程序，包括shell启动的程序，都能访问环境变量，有些程序需要环境变量来保证其正常运行。必要的时候shell脚本也可以定义环境变量。

3) shell变量

shell变量是由shell程序设置的特殊变量。shell变量中有一部分是环境变量，有一部分是局部变量，这些变量保证了shell的正常运行

十、特殊变量列表（shell变量）

变量	含义
$0	当前脚本的文件名
$n	传递给脚本或函数的参数。n是一个数字，表示第几个参数。例如，第一个参数是$1，第二个参数是$2。
$#	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。
$?	上个命令的退出状态，或函数的返回值。
$$	当前Shell进程ID。对于Shell脚本，就是这些脚本所在的进程ID。

例子：

#!/bin/bash

echo "File Name: $0"

echo "First Parameter : $1"

echo "First Parameter : $2"

echo "Quoted Values: $@"

echo "Quoted Values: $*"

echo "Total Number of Parameters : $#"

运行结果：

[root@ren5 ~]# bash test.sh name age

File Name: test.sh

First Parameter : name

First Parameter : age

Quoted Values: name age

Quoted Values: name age

Total Number of Parameters : 2

十一、退出状态

$? 可以获取上一个命令的退出状态。所谓退出状态，就是上一个命令执行后的返回结果。退出状态是一个数字，一般情况下，大部分命令执行成功会返回 0，失败返回 1。不过，也有一些命令返回其他值，表示不同类型的错误。

例子：

[root@ren5 ~]# echo ren

ren

[root@ren5 ~]# echo $?

0

[root@ren5 ~]# systemctl restart ab

Failed to restart ab.service: Unit not found.

[root@ren5 ~]# echo $?

5

十二、shell表达式与运算符

1、条件表达式

表达式	实例
[ expression ]	[ 1 -eq 1 ]
[[ expression ]]	[[ 1 -eq 1 ]]
test expression	test 1 -eq 1 ，等同于[ ]

[root@ren5 ~]# [ 1 -gt 2 ] && echo "this is true" || echo "this is false"

this is false

[root@ren5 ~]# [ 4 -gt 2 ] && echo "this is true" || echo "this is false"

this is true

注意：括号中的表达式前后都有空格，否则会报错！

2、整数比较符

比较符	描述	实例
-eq, equal	等于	[ 1 -eq 1 ] 为true
-ne, not equal	不等于	[ 1 -ne 1 ] 为false
-gt, greate than	大于	[ 1 -gt 1 ] 为false
-lt, lesser than	小于	[ 1 -lt 1 ] 为false
-ge, greate or equal	大于或者等于	[ 1 -ge 1 ] 为true
-le, lesser or equal	小于或者等于	[ 1 -le 1 ] 为true

3、字符串比较符

运算符	描述	实例
==	等于	[ "a" == "a" ] 为true
!=	不等于	[ "a" != "a" ] 为false
-n	字符串长度不等于 0 为真	VAR1=1;VAR2="" [ -n "$VAR1" ]为 true [ -n "$VAR2" ]为 false
-z	字符串长度等于0为真	VAR1=1;VAR2="" [ -z "$VAR1" ]为false [ -z "$VAR2" ]为 true

注意：使用-n 判断字符串长度时，变量要加双引号，养成好习惯，字符串比较时都加上双引号。

4、文件测试

测试符	描述	实例
-e	文件或者目录存在为真	[ -e path ] path 存在为 true
-f	文件存在为真	[ -f file_path ] 文件存在为 true
-d	目录存在为真	[ -d dir_path ] 目录存在为 true
-r	有读权限为真	[ -r file_path ]file_path有读权限为真
-w	有写权限为真	[ -w file_path ]file_path有写权限为真
-x	有执行权限为真	[ -x file_path ]file_path有执行权限为真

5、布尔运算符

预算符	描述	实例
!	非关系，条件结果取反	[ ! 1 -eq 2 ]为true
-a	和关系，在[]表达式中使用	[ 1 -eq 1 -a 2 -eq 2 ]为true两者都为真才为真
-o	或关系，在[]表达式中使用	[ 1 -eq 1 -o 2 -eq 1 ]为true两者有一真则为真

6、逻辑判断符

判断符	描述	实例
&&	逻辑与，在[[]]表达式中 或判断表达式是否为真时使用	[[ 1 -eq 1 && 2 -eq 2 ]]为 true [ 1 -eq 1 ] && echo 'true',如果&&前面的表达式为true则执行后面的
||	逻辑或，在[[]]表达式中 或判断表达式是否为真时使用	[[ 1 -eq 1 || 2 -eq 1 ]]为 true [ 1 -eq 2 ] || echo 'true',如果||前面的 表达式为false则执行后面的

注意：[] 不支持以上两个逻辑判断符，应该使用布尔运算符

7、整数运算

运算符/表达式	描述/实例
+	加法
-	减法
*	乘法
/	除法
%	取余
$(( ))	$((1+1))
$[ ]	$[ ]

8、其它运算工具

命令	描述	实例
let	赋值并运算，支持++、--	let VAR=(1+2)*3 ; echo $VAR x=10 ; y=5 let x++;echo $x 每执行一次 x 加 1 let y--;echo $y 每执行一次 y 减 1 let x+=2 每执行一次 x 加 2 let x-=2 每执行一次 x 减 2
expr	乘法*需要加反斜杠转义*	expr 1 * 2   运算符两边必须有空格 expr ( 1 + 2 ) * 2  使用双括号时要转义
bc	计算器，支持浮点运算、平方等	bc 本身就是一个计算器，可直接输入命令，进入解释器 echo 1 + 2 |bc 将管道符前面标准输出作为 bc 的标准输入 echo "1.2+2" |bc scale      #小数点后保留多少位，默认是0位 echo “scale=2;4/3” |bc

9、ell括号用途总结

( )	用途1：在运算中，先计算小括号里面的内容 用途2：数组 用途3：匹配分组
(( ))	用途1：表达式，不支持-eq这类的运算符。不支持-a和-o，支持<=、>=、<、>这类比较符和&&、|| 用途2：C语言风格的for(( ))表达式
$( )	执行Shell命令，与反引号` `等效
$(( ))	用途1：简单算数运算 用途2：支持三目运算符 $(( 表达式?数字:数字 ))
[ ]	条件表达式，里面不支持逻辑判断符
[[ ]]	条件表达式，里面不支持-a和-o，不支持<=和>=比较符，支持-eq、<、>这类比较符。支持=~模式匹配，也可以不用双引号也不会影响愿意，比 [ ] 更加通用
$[ ]	简单算数运算
{ }	对逗号（，）和点点（…）起作用，比如touch {1,2}创建1和2文件，touch {1…3}创建1、2、和3文件
${ }	用途1：引用变量 用途2：字符串处理

整数比较：
-eq 等于 if [ "$a" -eq "$b" ]
-ne 不等于 if [ "$a" -ne "$b" ]
-gt 大于 if [ "$a" -gt "$b" ]
-ge 大于等于 if [ "$a" -ge "$b" ]
-lt 小于 if [ "$a" -lt "$b" ]
-le 小于等于 if [ "$a" -le "$b" ]

< 小于（需要双括号） (( "$a" < "$b" ))
<= 小于等于(...) (( "$a" <= "$b" ))
> 大于(...) (( "$a" > "$b" ))
>= 大于等于(...) (( "$a" >= "$b" ))

字符串比较：
= 等于 if [ "$a" = "$b" ]
== 与=等价
!= 不等于 if [ "$a" = "$b" ]
< 小于，在ASCII字母中的顺序：
if [[ "$a" < "$b" ]]
if [ "$a" < "$b" ] #需要对<进行转义
> 大于

-z 字符串为null，即长度为0
-n 字符串不为null，即长度