Shell基础篇

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Ken Thompson 的 sh 是第一种 Unix Shell，Windows Explorer 是一个典型的图形界面 Shell。

Shell 脚本（shell script），是一种为 shell 编写的脚本程序，一般文件后缀为 .sh。

业界所说的 shell 通常都是指 shell 脚本，但 shell 和 shell script 是两个不同的概念。

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。

Shell 的解释器种类众多，常见的有：

所以，你应该会在 shell 中，见到诸如以下的注释：

shell 有交互和非交互两种模式。

看到形如下面的东西，说明 shell 处于交互模式下：

接着，便可以输入一系列 Linux 命令，比如 ls，grep，cd，mkdir，rm 等等。

在非交互模式下，shell 从文件或者管道中读取命令并执行。

当 shell 解释器执行完文件中的最后一个命令，shell 进程终止，并回到父进程。

可以使用下面的命令让 shell 以非交互模式运行：

上面的例子中，script.sh是一个包含 shell 解释器可以识别并执行的命令的普通文本文件，sh和bash是 shell 解释器程序。你可以使用任何喜欢的编辑器创建script.sh（vim，nano，Sublime Text, Atom 等等）。

其中，source /path/to/script.sh 和 ./path/to/script.sh 是等价的。

除此之外，你还可以通过chmod命令给文件添加可执行的权限，来直接执行脚本文件：

这种方式要求脚本文件的第一行必须指明运行该脚本的程序，比如：

上面的例子中，我们使用了一个很有用的命令echo来输出字符串到屏幕上。

前面虽然两次提到了#! ，但是本着重要的事情说三遍的精神，这里再强调一遍：

#! 决定了脚本可以像一个独立的可执行文件一样执行，而不用在终端之前输入sh, bash, python, php等。

注释可以说明你的代码是什么作用，以及为什么这样写。

shell 语法中，注释是特殊的语句，会被 shell 解释器忽略。

echo 用于字符串的输出。

输出普通字符串：

输出含换行符的字符串：

输出含不换行符的字符串：

输出重定向至文件

输出执行结果

printf 用于格式化输出字符串。

默认，printf 不会像 echo 一样自动添加换行符，如果需要换行可以手动添加 \n。

跟许多程序设计语言一样，你可以在 bash 中创建变量。

Bash 中没有数据类型，bash 中的变量可以保存一个数字、一个字符、一个字符串等等。同时无需提前声明变量，给变量赋值会直接创建变量。

访问变量的语法形式为：${var} 和 $var 。

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，所以推荐加花括号。

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。

使用 unset 命令可以删除变量。变量被删除后不能再次使用。unset 命令不能删除只读变量。

常见的环境变量：

这里 有一张更全面的 Bash 环境变量列表。

shell 字符串可以用单引号 ''，也可以用双引号 “”，也可以不用引号。

综上，推荐使用双引号。

从第 3 个字符开始，截取 2 个字符

查找 ll 子字符在 hello 字符串中的起始位置。

bash 只支持一维数组。

数组下标从 0 开始，下标可以是整数或算术表达式，其值应大于或等于 0。

上面两行有很重要（也很微妙）的区别：

为了将数组中每个元素单独一行输出，我们用 printf 命令：

为什么dark和blue各占了一行？尝试用引号包起来：

现在所有的元素都在一行输出 —— 这不是我们想要的！让我们试试${colors[@]}

在引号内，${colors[@]}将数组中的每个元素扩展为一个单独的参数；数组元素中的空格得以保留。

在上面的例子中，${array[@]} 扩展为整个数组，:0:2取出了数组中从 0 开始，长度为 2 的元素。

向数组中添加元素也非常简单：

上面的例子中，${colors[@]} 扩展为整个数组，并被置换到复合赋值语句中，接着，对数组colors的赋值覆盖了它原来的值。

用unset命令来从数组中删除一个元素：

下表列出了常用的算术运算符，假定变量 x 为 10，变量 y 为 20：

注意：条件表达式要放在方括号之间，并且要有空格，例如: [$x==$y] 是错误的，必须写成 [ $x == $y ]。

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 x 为 10，变量 y 为 20：

下表列出了常用的布尔运算符，假定变量 x 为 10，变量 y 为 20：

以下介绍 Shell 的逻辑运算符，假定变量 x 为 10，变量 y 为 20:

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”：

文件测试运算符用于检测 Unix 文件的各种属性。

属性检测描述如下：

跟其它程序设计语言一样，Bash 中的条件语句让我们可以决定一个操作是否被执行。结果取决于一个包在[[ ]]里的表达式。

由[[ ]]（sh中是[ ]）包起来的表达式被称作 检测命令 或 基元。这些表达式帮助我们检测一个条件的结果。这里可以找到有关bash 中单双中括号区别的答案。

共有两个不同的条件表达式：if和case。

（1）if 语句

if在使用上跟其它语言相同。如果中括号里的表达式为真，那么then和fi之间的代码会被执行。fi标志着条件代码块的结束。

（2）if else 语句

同样，我们可以使用if..else语句，例如：

（3）if elif else 语句

有些时候，if..else不能满足我们的要求。别忘了if..elif..else，使用起来也很方便。

如果你需要面对很多情况，分别要采取不同的措施，那么使用case会比嵌套的if更有用。使用case来解决复杂的条件判断，看起来像下面这样：

每种情况都是匹配了某个模式的表达式。|用来分割多个模式，)用来结束一个模式序列。第一个匹配上的模式对应的命令将会被执行。*代表任何不匹配以上给定模式的模式。命令块儿之间要用;;分隔。

循环其实不足为奇。跟其它程序设计语言一样，bash 中的循环也是只要控制条件为真就一直迭代执行的代码块。

Bash 中有四种循环：for，while，until和select。

for与它在 C 语言中的姊妹非常像。看起来是这样：

在每次循环的过程中，arg依次被赋值为从elem1到elemN。这些值还可以是通配符或者大括号扩展。

当然，我们还可以把for循环写在一行，但这要求do之前要有一个分号，就像下面这样：

还有，如果你觉得for..in..do对你来说有点奇怪，那么你也可以像 C 语言那样使用for，比如：

当我们想对一个目录下的所有文件做同样的操作时，for就很方便了。举个例子，如果我们想把所有的.bash文件移动到script文件夹中，并给它们可执行权限，我们的脚本可以这样写：

while循环检测一个条件，只要这个条件为 _真_，就执行一段命令。被检测的条件跟if..then中使用的基元并无二异。因此一个while循环看起来会是这样：

跟for循环一样，如果我们把do和被检测的条件写到一行，那么必须要在do之前加一个分号。

until循环跟while循环正好相反。它跟while一样也需要检测一个测试条件，但不同的是，只要该条件为 假 就一直执行循环：

select循环帮助我们组织一个用户菜单。它的语法几乎跟for循环一致：

select会打印elem1..elemN以及它们的序列号到屏幕上，之后会提示用户输入。通常看到的是$?（PS3变量）。用户的选择结果会被保存到answer中。如果answer是一个在1..N之间的数字，那么语句会被执行，紧接着会进行下一次迭代 —— 如果不想这样的话我们可以使用break语句。

这个例子，先询问用户他想使用什么包管理器。接着，又询问了想安装什么包，最后执行安装操作。

运行这个脚本，会得到如下输出：

如果想提前结束一个循环或跳过某次循环执行，可以使用 shell 的break和continue语句来实现。它们可以在任何循环中使用。

bash 函数定义语法如下：

位置参数是在调用一个函数并传给它参数时创建的变量。

位置参数变量表：

执行 ./variable-demo4.sh hello world ，然后在脚本中通过 $1、$2 … 读取第 1 个参数、第 2 个参数。。。

另外，还有几个特殊字符用来处理参数：

扩展 发生在一行命令被分成一个个的 记号（tokens） 之后。换言之，扩展是一种执行数学运算的机制，还可以用来保存命令的执行结果，等等。

大括号扩展让生成任意的字符串成为可能。它跟 文件名扩展 很类似，举个例子：

大括号扩展还可以用来创建一个可被循环迭代的区间。

命令置换允许我们对一个命令求值，并将其值置换到另一个命令或者变量赋值表达式中。当一个命令被“或$()包围时，命令置换将会执行。举个例子：

在 bash 中，执行算数运算是非常方便的。算数表达式必须包在$(( ))中。算数扩展的格式为：

在算数表达式中，使用变量无需带上$前缀：

单引号和双引号之间有很重要的区别。在双引号中，变量引用或者命令置换是会被展开的。在单引号中是不会的。举个例子：

当局部变量和环境变量包含空格时，它们在引号中的扩展要格外注意。随便举个例子，假如我们用echo来输出用户的输入：

调用第一个echo时给了它 5 个单独的参数 —— $INPUT 被分成了单独的词，echo在每个词之间打印了一个空格。第二种情况，调用echo时只给了它一个参数（整个$INPUT 的值，包括其中的空格）。

来看一个更严肃的例子：

尽管这个问题可以通过把 FILE 重命名成Favorite-Things.txt来解决，但是，假如这个值来自某个环境变量，来自一个位置参数，或者来自其它命令（find, cat, 等等）呢。因此，如果输入 可能 包含空格，务必要用引号把表达式包起来。

Bash 有很强大的工具来处理程序之间的协同工作。使用流，我们能将一个程序的输出发送到另一个程序或文件，因此，我们能方便地记录日志或做一些其它我们想做的事。

管道给了我们创建传送带的机会，控制程序的执行成为可能。

学习如何使用这些强大的、高级的工具是非常非常重要的。

Bash 接收输入，并以字符序列或 字符流 的形式产生输出。这些流能被重定向到文件或另一个流中。

有三个文件描述符：

重定向让我们可以控制一个命令的输入来自哪里，输出结果到什么地方。这些运算符在控制流的重定向时会被用到：

以下是一些使用重定向的例子：

如果希望执行某个命令，但又不希望在屏幕上显示输出结果，那么可以将输出重定向到 /dev/null：

/dev/null 是一个特殊的文件，写入到它的内容都会被丢弃；如果尝试从该文件读取内容，那么什么也读不到。但是 /dev/null 文件非常有用，将命令的输出重定向到它，会起到”禁止输出”的效果。

如果希望屏蔽 stdout 和 stderr，可以这样写：

shell 提供了用于 debug 脚本的工具。

如果想采用 debug 模式运行某脚本，可以在其 shebang 中使用一个特殊的选项：

options 是一些可以改变 shell 行为的选项。下表是一些可能对你有用的选项：

举个例子，如果我们在脚本中指定了-x例如：

这会向stdout打印出变量的值和一些其它有用的信息：

有时我们值需要 debug 脚本的一部分。这种情况下，使用set命令会很方便。这个命令可以启用或禁用选项。使用-启用选项，+禁用选项：

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