Shell 编程语法基础

Contents

• 1 Shell 变量
  • 1.1 使用变量
  • 1.2 只读变量
  • 1.3 删除变量
  • 1.4 变量类型
• 2 Shell 字符串
  • 2.1 单引号与双引号字符串
  • 2.2 获取字符串长度
  • 2.3 提取子字符串
  • 2.4 拼接字符串
• 3 Shell 数组
  • 3.1 定义数组
  • 3.2 读取数组
  • 3.3 获取数组的长度
• 4 Shell 传递参数
• 5 Shell 基本运算符
  • 5.1 算术运算符
  • 5.2 关系运算符
  • 5.3 字符串运算符
• 6 Shell echo命令
• 7 Shell printf 命令
  • 7.1 %d %s %c %f 格式替代符详解:
  • 7.2 printf 的转义序列
• 8 Shell test 命令
  • 8.1 数值测试
  • 8.2 test 检查文件属性
• 9 Shell 流程控制
  • 9.1 if else
  • 9.2 if else-if else
  • 9.3 for 循环
  • 9.4 while 语句
• 10 Shell 函数
  • 10.1 局部变量与全局变量
  • 10.2 递归函数
• 11 常用命令
• 12 参考资料

Shell 变量

在Shell脚本中，定义变量直接赋值即可，使用变量时需要在变量名前加美元符号$，注意定义变量时变量名和等号之间不能有空格。 变量名的命名必须遵循以下规则：

• 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）。

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（推荐给所有变量加上花括号，这是一个好的编程习惯），如：

!/bin/bash
my_name="hongghao.zhang"
echo $my_name
echo ${my_name}

程序输出如下：

hongghao.zhang  hongghao.zhang

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。

删除变量

使用 unset 变量可以删除变量，语法：unset variable_name。

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。

Shell 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。单双引号的区别跟PHP类似。

单引号与双引号字符串

单引号字符串限制：

• 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。  双引号字符串优点：
• 双引号里可以有变量；
• 双引号里可以出现转义字符，Shell脚本程序字符型建议都用双引号。

获取字符串长度

string="honggao.zhang"
echo ${#string}  # 输出13

提取子字符串

下面实例从字符串第8个字符开始截取5个字符：\

string="honggao.zhang"
echo ${string:7:5}  # 输出zhang

拼接字符串

实际脚本中，拼接字符串可能有以下场景：灵活应用即可。

your_name="qinjx"
greeting="hello, "$your_name" !"
greeting_1="hello, ${your_name} !"
echo $greeting $greeting_1

Shell 数组

bash支持一维数组，不支持多维数组，并且没有限定数组的大小。类似C语言，数组的元素下标也是从0开始。获取数组中的元素要利用下标，下标可以是整数或算术表达式，其值应大于或等于 0。

定义数组

在 Shell 中，用括号来表示数组，数组元素用”空格”符号分割开。定义数组的一般形式为：

数组名=(值1 值2 ... 值n)

读取数组

读取数组元素值的一般格式是：

${数组名[下表标]}

使用 @ 符号可以获取数组中的所有元素，例如：

echo ${array_name[@]}

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：

# 取得数组元素的个数
length=${#array_name[@]}
# 或者
length=${#array_name[*]}
# 取得数组单个元素的长度
lengthn=${#array_name[n]}

Shell 传递参数

命令行执行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为脚本的第一个参数，2为脚本的第二个参数，以此类推。  特殊字符表示的参数如下：

示例代码如下：

#!/bin/bash
# author:harley
echo "=== \$* 演示 ==="
for i in "$*"; do
    echo $i
done
echo "====\$@ 演示==="
for i in "$@";do
    echo $i
done

执行脚本，bash demo1.sh harley zhang hong，输出结果如下：

=== $* 演示 === harley zhang hong ====$@ 演示=== harley zhang hong

Shell 基本运算符

Shell支持多种运算符，如下（更多资料，参考这里）：

• 算法运算符
• 关系运算符
• 布尔运算符
• 字符串运算符
• 文件测试运算符

字符串判断相等用=，数值判断相等用==。 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 awk 和 expr，expr 最常用。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。用法如下：

#!/bin/bash
val=`expr 3 + 6`
echo "两数之和为：" ${val}  # 两数之和为：9

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，这与我们熟悉的大多数编程语言不一样。
• 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 ]。
• 完整的表达式要被  包含，注意这个字符不是常用的单引号，在 Esc 键下边。
• bash 不支持浮点运算，如果需要进行浮点运算，需要借助bc,awk 处理。

算术运算符

关系运算符

Shell的关系运算符和C/C++/Python不一样，它们的大于用>表示即可，但是Shell得用关键字表示，下表列出了常用得关系运算符，假定变量a为10，变量b为20：

这些运算符初学时不必全部记住，编写脚本用到再来查询也可。

字符串运算符

下表列出了常用的字符串运算符，假定变量 a 为 “abc”，变量 b 为 “efg”：

字符串运算符使用示例代码如下：

#!/bin/bash
a="abc"
b="efg"

if [ $a = $b ]
then
   echo "$a = $b : a 等于 b"
else
   echo "$a = $b: a 不等于 b"
fi
if [ $a != $b ]
then
   echo "$a != $b : a 不等于 b"
else
   echo "$a != $b: a 等于 b"
fi
if [ -z $a ]
then
   echo "-z $a : 字符串长度为 0"
else
   echo "-z $a : 字符串长度不为 0"
fi
if [ -n "$a" ]
then
   echo "-n $a : 字符串长度不为 0"
else
   echo "-n $a : 字符串长度为 0"
fi
if [ $a ]
then
   echo "$a : 字符串不为空"
else
   echo "$a : 字符串为空"
fi

执行脚本，输出结果如下：

abc = efg: a 不等于 b  abc != efg : a 不等于 b  -z abc : 字符串长度不为 0  -n abc : 字符串长度不为 0  abc : 字符串不为空

Shell echo命令

echo命令用于字符串的输出，echo打印字符串默认换行。

Shell printf 命令

printf命令和echo命令类似，都是用于信息的输出。

• printf 命令模仿 C 程序库（library）里的 printf() 程序。
• printf 由 POSIX 标准所定义，因此使用 printf 的脚本比使用 echo 移植性好。
• printf 使用引用文本或空格分隔的参数，外面可以在 printf 中使用格式化字符串，还可以制定字符串的宽度、左右对齐方式等。默认printf 不会像 echo 自动添加换行符，我们可以手动添加 \n。

printf命令语法如下：

printf format-string [arguments...]

参数说明：

• format-string: 为格式控制字符串
• arguments:为参数列表

示例程序如下：

#!/bin/bash
printf "%-10s %-8s %-4s %12s\n" 姓名 性别 体重kg 学号
printf "%-10s %-8s %-4.2f %12d\n" 郭靖 男 66.1234 2017210675
printf "%-10s %-8s %-4.2f %12d\n" 杨过 男 48.6543 2017210688
printf "%-10s %-8s %-4.2f %12d\n" 郭芙 女 47.9876 2017210889

执行脚本，程序输出如下：

姓名 性别 体重kg 学号  郭靖 男 66.12 2017210675  杨过 男 48.65 2017210688  郭芙 女 47.99 2017210889

格式控制字符串解释：

• %s %c %d %f都是格式替代符
• %-10s 指一个宽度为10个字符（-表示左对齐，没有则表示右对齐），任何字符都会被显示在10个字符宽的字符内，如果不足则自动以空格填充，超过也会将内容全部显示出来。
• %-4.2f 指格式化为小数，其中.2指保留2位小数。

%d %s %c %f 格式替代符详解:

• d: Decimal 十进制整数 — 对应位置参数必须是十进制整数，否则报错！
• s: String 字符串 — 对应位置参数必须是字符串或者字符型，否则报错！
• c: Char 字符 — 对应位置参数必须是字符串或者字符型，否则报错！
• f: Float 浮点 — 对应位置参数必须是数字型，否则报错!

printf 的转义序列

Shell test 命令

Shell 中的 test 命令用于检查某个条件是否成立，可以进行数值、字符和文件三个方面的测试。

数值测试

这是关系运算符，只支持数字，不支持字符串，除非字符串的值是数字。

符号含义：

1. eq （equal的缩写），表示等于为真
2. ne (not equal的缩写），表示不等于为真
3. gt (greater than的缩写），表示大于为真
4. ge （greater&equal的缩写），表示大于等于为真
5. lt （lower than的缩写），表示小于为真
6. le （lower&equal的缩写），表示小于等于为真

实例代码如下：

#!/bin/bash
# 关系运算符判断
num1=100
num2=333
if test $num1 -eq $num2
then
    echo "两个数相等"
else
    echo "两个数不相等"
fi
# 算术运算符判断
str1="honggao"
str2="hong.hao"
echo "传递的参数为: $*"
if [ $1 = $2i ]
then
    echo "两个输入字符串相等"
else
    echo "输入的两个字符串不相等"
fi

执行脚本(sh comm_test.sh eere wdwe2)，输出如下：

两个数不相等  传递的参数为: eere wdwe2  输入的两个字符串 不相等

test 检查文件属性

检查文件属性也是 test 的常见用法，比如检查一个文件类型是不是普通文件，可以使用 -f 选项，检查路径是否是目录可以用 -d 选项：

touch test.sh
filename="test.sh"
# 检查文件
if test -f "$filename";then
    echo "It's a regular file."
fi
# 检查目录
dirname="test_directory"
mkdir $dirname
if test -d "$dirname";then
    echo "It's a directory."
fi

运行脚本，输出如下： 

test 命令是shell编程中非常重要的命令，一定要掌握！下面是其他一些常用的文件检查运算符：

-b file : 文件存在并且是块设备文件。
-c file : 文件存在并且是字符设备文件。
-d file : 文件存在并且是一个目录。
-e file : 文件存在。
-f file : 文件存在并且是一般文件。
-g file : 文件存在并且设置了 setgid 位。
-h file : 文件存在并且是一个链接文件。
-p file : 文件存在并且是一个命名管道(FIFO)。
-r file : 文件存在并且是可读的。
-s file : 文件存在并且有内容。
-u file : 文件存在并且设置了 setuid。
-w file : 文件存在并且是可写的。
-x file : 文件存在并且是可执行的。
-S file : 文件存在并且是一个 socket。

Shell 流程控制

Shell的流程控制不可为空。

if else

if else语法格式：

if condition
then
    command1
    command2
    command3
else
    command
fi

if else-if else

if else-if else语法格式如下：

if condition1
then
    command1
elif condition2
then
    command2
else
    commandN
fi

示例，根据width、height计算BMI指数，代码如下：

echo "pleae input your weight and height"  # 无法支持输入小数
pf=`expr $2 \* $2`
bmi=`expr $1 / $pf`
echo "your bmi is: $bmi"
a=18
b=25
c=28
d=32
if [ $bmi -le $a ]
then
    echo "体重过轻"
elif [ $bmi -le $b ]
then
    echo "体重正常"
elif [ $bmi -le $c ]
then
    echo "体重过重"
elif [ $bmi -le $d ]
then
   echo "体重肥胖"
eli f [ $bmi -gt $d ]
then
    echo "严重肥胖"
fi

执行脚本(sh if_else.sh 64 2)，程序输出如下：

pleae input your weight and height  your bmi is: 16  体重过轻

for 循环

for循环格式为：

for var in item1 item2 … itemN
do
     command1
     command2
     …
     commandN
done

while 语句

while循环用于不断执行一系列命令，也可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

Shell 函数

shell函数中的定义格式如下：

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

参数说明：

• 可以带 function fun() 定义，也可以直接fun() 定义,不带任何参数。
• 执行函数直接使用 funname 即可。

局部变量与全局变量

# !/bin/bash
a="this is a" # 定义全局变量
b="this is b"
function funname() {
    local_c="this is c" # 定义局部变量
    echo $a, $b
    echo $local_c
    return 0 # shell函数返回值是整形，并且在0-257之间
}
echo $d # 打印不会生效，因为d是局部变量
funname # 执行函数funname

执行上诉程序bash fun_test.sh，输出如下：

this is a, this is b  this is c

递归函数

bash也是支持递归函数的（能够调用自身的函数），示例程序如下：

#!/bin/bash
function name() {
    echo $1
    name hello
    sleep 1
}
name

运行此脚本后不断打印出hello，按ctrl+c结束。

常用命令

ps、grep、awk、sed三剑客

参考资料

菜鸟教程-shell教程 Shell脚本编程30分钟入门