Shell语法

一、概念

Shell 是命令行与操作系统沟通的桥梁，也是一门语言。

Shell 脚本可以直接在命令行中执行，也可以作为文件方便复用。

Linux中常见的 Shell 脚本有：

Bourne Shell(/usr/bin/sh或/bin/sh)
Bourne Again Shell(/bin/bash)
C Shell(/usr/bin/csh)
K Shell(/usr/bin/ksh)
zsh

Linux 系统一般默认使用 bash ，在文件的开头需要写 #! /bin/bash，指明 bash 为脚本解释器。

示例

新建一个 test.sh打印输出 Hello,World

#! /bin/bash

echo "Hello,World"

运行

有两种方式可以运行：作为可执行文件被执行 和 用解释器执行

用解释器执行：

[root@dinggongwurusai wurusai]# bash test.sh
Hello,World

作为可执行文件被执行：

[root@dinggongwurusai wurusai]# ls -l
total 4
-rw-r--r-- 1 root root 33 Jan 22 19:00 test.sh
[root@dinggongwurusai wurusai]# chmod +x test.sh 
[root@dinggongwurusai wurusai]# ls -l
total 4

# 当前路径下执行
-rwxr-xr-x 1 root root 33 Jan 22 19:00 test.sh
[root@dinggongwurusai wurusai]# ./test.sh 
Hello,World

# 绝对路径执行
[root@dinggongwurusai wurusai]# pwd
/usr/wurusai
[root@dinggongwurusai wurusai]# /usr/wurusai/test.sh 
Hello,World

二、注释

单行注释：

# 这是单行注释
# 这是单行注释
# 这是单行注释

多行注释：

:<<EOF
第一行注释
第二行注释
第三行注释
EOF

# 其中EOF 可以替换为 任意字符

# 这些都是多行注释
:<<abc
第一行注释
第二行注释
第三行注释
abc

:<<!
第一行注释
第二行注释
第三行注释
!

三、变量

定义变量

# 以下这些都是字符串
# 注意：= 两边不能有空格
name=wurusai
name1='wurusai'
name2="wurusai"

使用变量

使用变量，需要在变量名前面加上 $或者 ${}。大括号可以省略，它主要是为了帮助解释器识别变量边界。

name=wurusai
echo $name  # 输出wurusai
echo ${name}  # 输出wurusai
echo Hello,${name}  # 输出 Hello,wurusai

只读变量

使用 readonly和 declare可以将变量变为只读变量。类似于C++ 或 Java中，将变量设置为常量，就不能修改了。

name=wurusai

# 以下两种写法均可把 name 设为只读变量
readonly name
declare -r name  

name=abc  # 会报错，因为此时name只读

执行 test.sh，会报如下的错误：

在这里插入图片描述

删除变量

使用 unset可以删除变量。

name=wurusai
unset name
echo $name  # 输出空行

此时，执行test.sh，会输出一个空白行。

在这里插入图片描述

变量类型

变量具体分为：

自定义变量（局部变量），子进程不能访问的变量。
环境变量（全局变量），子进程可以访问的变量。

使用 bash命令，可以新开一个子进程，使用 exit命令，可以退出子进程。

将自定义变量改为环境变量：

[root@dinggongwurusai wurusai]# name=wurusai
[root@dinggongwurusai wurusai]# export name          # 第一种方式
[root@dinggongwurusai wurusai]# declare -x name      # 第二种方式

此时我们新开一个子进程，打印 name，有值（即子进程访问到了环境变量 name的值）。

[root@dinggongwurusai wurusai]# bash
[root@dinggongwurusai wurusai]# echo $name
wurusai
[root@dinggongwurusai wurusai]# exit
exit

将环境变量改为自定义变量：

[root@dinggongwurusai wurusai]# declare +x name    # 改为自定义变量

此时我们新开一个子进程，打印 name。此时打印了空行，说明子进程获取不到name的值。

[root@dinggongwurusai wurusai]# bash
[root@dinggongwurusai wurusai]# echo $name

[root@dinggongwurusai wurusai]# exit
exit

字符串

字符串可以用双引号括起来，也可以用单引号，还可以不用引号。

单引号与双引号的区别：

单引号中的内容回原样输出，不会转义，不会取值。
双引号中的内容输出，会转义，会取值。
没有引号和双引号效果一样。

name=wurusai  # 不用引号
echo 'hello, $name \"hh\"'  
echo "hello, $name \"hh\"" 
echo hello, $name \"hh\"

执行结果：

在这里插入图片描述

获取字符串的长度：

name="wurusai"
echo ${#name}  # 输出7

提取子串:

name="hello, wurusai"
echo ${name:0:5}  # 提取从0开始的5个字符 hello

四、默认变量

在执行 shell 脚本时，可以向脚本传递一些参数。如 $0是文件名（包含文件路径），$1是第一个参数，$2是第二个参数，以此类推。。。

执行如下脚本：

echo "文件名："$0
echo "第一个参数："$1
echo "第二个参数："$2
echo "第三个参数："$3
echo "第四个参数："$4

执行结果为：

在这里插入图片描述

其他参数相关变量：

参数	说明
`$#`	代表文件传入的参数个数，如上例中值为4
`$*`	由所有参数构成的用空格隔开的字符串，如上例中值为`"$1 $2 $3 $4"`
`$@`	每个参数分别用双引号括起来的字符串，如上例中值为`"$1" "$2" "$3" "$4"`
`$$`	脚本当前运行的进程ID
`$?`	上一条命令的退出状态（注意不是stdout，而是exit code）。0表示正常退出，其他值表示错误
`$(command)`	返回`command`这条命令的stdout（可嵌套）
`command`	`command` 返回command这条命令的stdout（不可嵌套）

五、数组

数组中可以存放多个不同类型的值，只支持一维数组，初始化时不需要指明数组大小。数组下标从0开始。

定义

数组用小括号表示，元素之间用空格隔开。

a=(1 abc "def" wurusai)

也可以直接定义数组中某个元素的值:

a[0]=1
a[1]=abc
a[2]="def"
a[3]=wurusai

获取数组的值

a=(1 abc "def" wurusai)
echo ${a[0]}
echo ${a[1]}
echo ${a[2]}
echo ${a[3]}

在这里插入图片描述

读取整个数组

格式：

${a[@]}  # 第一种写法
${a[*]}  # 第二种写法

例如：

a=(1 abc "def" yxc)

echo "a[@] : " ${a[@]}  # 第一种写法
echo "a[*] : " ${a[*]}  # 第二种写法

在这里插入图片描述

数组长度

类似于字符串，例如：

${#a[@]}  # 第一种写法
${#a[*]}  # 第二种写法

a=(1 abc "def" yxc)

echo ${#a[@]}  # 第一种写法
echo ${#a[*]}  # 第二种写法

在这里插入图片描述

六、expr命令

expr命令用于求表达式的值，格式为：

expr 表达式

表达式说明：

要用空格隔开每一项
用反斜杠放在shell特定的字符前面转义（发现表达式运行错误时，可以试试转义）
对包含空格和其他特殊字符的字符串要用引号括起来
expr会在stdout中输出结果。如果为逻辑关系表达式，则结果为真，stdout为1，否则为0。
expr的exit code：如果为逻辑关系表达式，并且结果为真，exit code为0，否则为1。（类似于C++程序的返回值，返回0才是成功，返回1就是失败）

字符串表达式

length STRING
返回STRING的长度
index STRING CHARSET
CHARSET中任意单个字符在STRING中最前面的字符位置，下标从1开始。如果在STRING中完全不存在CHARSET中的字符，则返回0。
substr STRING POSITION LENGTH
返回STRING字符串中从POSITION开始，长度最大为LENGTH的子串。如果POSITION或LENGTH为负数，0或非数值，则返回空字符串。

示例：

str="Hello World!"

echo `expr length "$str"`  # ``不是单引号，表示执行该命令，输出12
echo `expr index "$str" aWd`  # 输出7，下标从1开始 因为 W 是在str中第一个出现的 所以返回 W 的下标
echo `expr substr "$str" 2 3`  # 输出 从第二个字符 e 开始，共三个字符 所以是 ell

整数表达式

expr支持普通的算术操作，算术表达式优先级低于字符串表达式，高于逻辑关系表达式。

+ -
加减运算。两端参数会转换为整数，如果转换失败则报错。
* / %
乘，除，取模运算。两端参数会转换为整数，如果转换失败则报错。
()可以改变优先级，但需要用反斜杠转义

示例：

a=3
b=4

echo `expr $a + $b`  # 输出7
echo `expr $a - $b`  # 输出-1
echo `expr $a \* $b`  # 输出12，*需要转义
echo `expr $a / $b`  # 输出0，整除
echo `expr $a % $b` # 输出3
echo `expr \( $a + 1 \) \* \( $b + 1 \)`  # 输出20，值为(a + 1) * (b + 1)

逻辑关系表达式

|
如果第一个参数非空且非0，则返回第一个参数的值，否则返回第二个参数的值，但要求第二个参数的值也是非空或非0，否则返回0。如果第一个参数是非空或非0时，不会计算第二个参数(短路原则)。
&
如果两个参数都非空且非0，则返回第一个参数，否则返回0。如果第一个参为0或为空，则不会计算第二个参数(短路原则)。
< <= = == != >= >
比较两端的参数，如果为true，则返回1，否则返回0。”==”是”=”的同义词。”expr”首先尝试将两端参数转换为整数，并做算术比较，如果转换失败，则按字符集排序规则做字符比较。
()可以改变优先级，但需要用反斜杠转义

示例：

a=3
b=4

echo `expr $a \> $b`  # 输出0，>需要转义
echo `expr $a '<' $b`  # 输出1，也可以将特殊字符用引号引起来
echo `expr $a '>=' $b`  # 输出0
echo `expr $a \<\= $b`  # 输出1

c=0
d=5

echo `expr $c \& $d`  # 输出0
echo `expr $a \& $b`  # 输出3
echo `expr $c \| $d`  # 输出5
echo `expr $a \| $b`  # 输出3

七、read 命令

read命令用于从标准输入中读取单行数据。当读到文件结束符时，exit code为1，否则为0。

参数说明

-p: 后面可以接提示信息
-t：后面跟秒数，定义输入字符的等待时间，超过等待时间后会自动忽略此命令

示例：

[root@dinggongwurusai wurusai]# read name   # 读入 name 的值
wurusai  # 标准输入
[root@dinggongwurusai wurusai]# echo $name  # 输出 name 的值
wurusai   # 标准输出
[root@dinggongwurusai wurusai]# read -p "Please input your name:" -t 30 name # 读入 name 的值，可以等待30s
Please input your name:zed99
[root@dinggongwurusai wurusai]# echo $name
zed99
[root@dinggongwurusai wurusai]#

八、echo命令

echo用于输出字符串。命令格式：

echo STRING

显示普通字符串

echo "Hello World"
echo Hello World  # 引号可以省略

显示转义字符

echo "\"Hello World\""  # 注意只能使用双引号，如果使用单引号，则不转义
echo \"Hello World\"  # 也可以省略双引号

显示变量

name=wurusai
echo "My name is $name"  # 输出 My name is wurusai

显示换行

echo -e "Hi\n"  # -e 开启转义
echo "wurusai"

结果:

Hi

wurusai

显示不换行

echo -e "Hi \c" # -e 开启转义 \c 不换行
echo "wurusai"

结果：

Hi wurusai

显示结果定向至文件

echo "Hello World" > output.txt  # 将内容以覆盖的方式输出到output.txt中

原样输出字符串，不进行转义或取变量(用单引号)

name=wurusai
echo '$name\"'

结果：

$name\"

显示命令的执行结果

echo `date`

结果：

Sun Jan 22 21:09:42 CST 2023

九、printf命令

printf命令用于格式化输出，类似于C/C++中的printf函数。

默认不会在字符串末尾添加换行符。

命令格式：

printf format-string [arguments...]

示例：

printf "%10d.\n" 123  # 占10位，右对齐
printf "%-10.2f.\n" 123.123321  # 占10位，保留2位小数，左对齐
printf "My name is %s\n" "wurusai"  # 格式化输出字符串
printf "%d * %d = %d\n"  2 3 `expr 2 \* 3` # 表达式的值作为参数

结果：

       123.
123.12    .
My name is wurusai
2 * 3 = 6

十、test命令与判断符号[]

逻辑运算符&&和||

&&表示与，||表示或
二者具有短路原则：
expr1 && expr2：当expr1为假时，直接忽略expr2
expr1 || expr2：当expr1为真时，直接忽略expr2
表达式的exit code为0，表示真；为非零，表示假。（与C/C++中的定义相反）

test命令

test命令用于判断文件类型，以及对变量做比较。

test命令用exit code返回结果，而不是使用stdout。0表示真，非0表示假。

例如：

test 2 -lt 3  # 为真，返回值为0
echo $?  # 输出上个命令的返回值，输出0

在这里插入图片描述

文件类型判断

命令格式：

test -e filename  # 判断文件是否存在

测试参数	代表意义
-e	文件是否存在
-f	是否为文件
-d	是否为目录

文件权限判断

命令格式：

test -r filename  # 判断文件是否可读

测试参数	代表意义
-r	文件是否可读
-x	文件是否可执行
-s	是否为非空文件

整数间的比较

命令格式：

test $a -eq $b  # a是否等于b

测试参数	代表意义
-eq	a是否等于b
-ne	a是否不等于b
-gt	a是否大于b
-lt	a是否小于b
-ge	a是否大于等于b
-le	a是否小于等于b

字符串比较

测试参数	代表意义
test -z STRING	判断STRING是否为空，如果为空，则返回true
test -n STRING	判断STRING是否非空，如果非空，则返回true（-n可以省略）
test str1 == str2	判断str1是否等于str2
test str1 != str2	判断str1是否不等于str2

多重条件判定

命令格式：

test -r filename -a -x filename

测试参数	代表意义
-a	两条件是否同时成立
-o	两条件是否至少一个成立
!	取反。如 test ! -x file，当file不可执行时，返回true

判断符号[]

[]与test用法几乎一模一样，更常用于if语句中。另外[[]]是[]的加强版，支持的特性更多。

例如：

[ 2 -lt 3 ]  # 为真，返回值为0
echo $?  # 输出上个命令的返回值，输出0

在这里插入图片描述

注意：

[]内的每一项都要用空格隔开
中括号内的变量，最好用双引号括起来
中括号内的常数，最好用单或双引号括起来

例如：

name="Hello wurusai"
[ $name == "Hello wurusai" ]  # 错误，等价于 [ Hello wurusai == "Hello wurusai" ]，参数太多
[ "$name" == "Hello wurusai" ]  # 正确

十一、判断语句

if…then形式

类似于C/C++中的if-else语句。

单层if

命令格式：

if condition
then
    语句1
    语句2
    ...
fi

示例：

a=3
b=4
# a < b && a > 2
if [ "$a" -lt "$b" ] && [ "$a" -gt 2 ]
then
    echo ${a}在范围内
fi

结果：

3在范围内

单层if-else

命令格式：

if condition
then
    语句1
    语句2
    ...
else
    语句1
    语句2
    ...
fi

示例：

a=3
b=4

# a >= b
if ! [ "$a" -lt "$b" ]
then
    echo ${a}不小于${b}
else
    echo ${a}小于${b}
fi

结果：

3小于4

多层if-elif-elif-else

命令格式：

if condition
then
    语句1
    语句2
    ...
elif condition
then
    语句1
    语句2
    ...
elif condition
then
    语句1
    语句2
else
    语句1
    语句2
    ...
fi

示例：

a=4

if [ $a -eq 1 ]
then
    echo ${a}等于1
elif [ $a -eq 2 ]
then
    echo ${a}等于2
elif [ $a -eq 3 ]
then
    echo ${a}等于3
else
    echo 其他
fi

结果：

其他

case…esac形式

类似于C/C++中的switch语句。

命令格式：

case $变量名称 in
    值1)
        语句1
        语句2
        ...
        ;;  # 类似于C/C++中的break
    值2)
        语句1
        语句2
        ...
        ;;
    *)  # 类似于C/C++中的default
        语句1
        语句2
        ...
        ;;
esac

示例：

a=4

case $a in
    1)
        echo ${a}等于1
        ;;  
    2)
        echo ${a}等于2
        ;;  
    3)                                                
        echo ${a}等于3
        ;;  
    *)
        echo 其他
        ;;  
esac