5.Linux_Shell编程

概述

什么是shell脚本：

Shell脚本是利用shell的功能所写的一个程序。这个程序是使用纯文本文件（后缀为.sh），将一些shell的语法与命令（含外部命令）写在里面，搭配正则表达式、管道命令与数据流重定向等功能。Shell脚本实际上就是Shell命令的集合。

编写运行shell脚本：

编写：使用vi，创建一个文本，以.sh为结尾
代码：首先声明shell类型：#!/bin/bash。之后用shell命令进行编写
运行：bash <脚本名>、source <脚本名>、直接脚本名（这需要脚本文件有可执行权限）

示例如下：

Shell变量

1、基本知识

shell中变量的命名要求与C类似：

区分大小写
不能使用程序内的保留字和内置变量（类似C不能使用关键字）
只能使用数字、字母、下划线，且不能以数字开头（一般使用大写字母）

变量的分类：

变量分为：自定义变量和特殊变量。特殊变量如下

环境变量：由系统维护，用于设置工作环境
只读变量：用于变量值不允许被修改的情况
位置变量：通过命令行给脚本程序传递参数
预定义变量：bash中内置的一类变量，不能直接修改

2、变量相关操作

2.1 变量的基本操作

定义赋值变量：<变量名>=<变量值>（等号两边不能有空格）
取出变量值：$<变量名>
取消变量定义：unset<变量名>

注释：#
双引号：允许引用其他变量值
单引号：禁止引用其他变量值，引号中的内容为原样输出
反撇号：命令替换，把命令的输出结果进行输出，与$()作用一致。

2.2 变量数组的操作

数组成员初始化：<数组名>=(<数组成员值>)（等号两边没有空格，数组成员值用空格分隔）
数组成员赋值：<数组名>[下标]=<变量值>。如：a[0]=10（等号两边没有空格）
访问数组成员：${数组名[下标]}。假设数组名为a，以下为访问示例

显示第一个元素：${a[0]} 或者 $a
显示第n个元素：${a[n]}
显示最后一个元素：${a[-1]}
显示数组全部元素：${a[*]} 或者 ${a[@]}
显示数组元素个数：${#a[*]} 或者 ${#a[@]}

删除数组：可以使用unset删除数组成员、删除整个数组

删除数组成员：unset <数组名>[下标]。删除之后，值为空。例如删除a[0]，那么a[0]=空
删除整个数组：unset <数组名>

显示以指定元素开始的指定个数的元素：${a[@]:起始元素:元素个数}

2.3 只读变量

只读变量常常存放传入的文件名参数，代表不能修改文件名。

只读变量不能使用unset删除，只读变量只在当前终端有效，因此可以关闭终端来强制删除

定义只读变量：readonly <变量名>=<变量值>

2.4 位置变量与预定义变量

传参：bash <shell脚本名> <参数>（参数用空格隔开）
第一个参数：$0，值为shell脚本名
第n个参数：$n，$(n)。n为多位数时用()。如：$1，$(10)
总参数个数：$#。$0不进行总参数个数的统计
全部传入的参数值：$@（全部参数当作一个整体）或者$*（每个参数分开是一个值）
上一条指令执行的结果：$?（常用作test指令返回值的判断，$?值：test真返回0）
当前进程的id号：$$

补充：$@与$*的区别验证

2.4 环境变量

$USER：表示用户名称
$HOME：表示用户的宿主目录
$LANG：表示语言和字符集
$PWD：表示当前所在工作目录
$PATH：表示可执行用户程序的默认路径
export：可以将变量指定为全局变量。默认变量只能在当前终端使用，其他的shell不能使用

2.5 局部变量与全局变量

在shell中定义的变量默认为全局变量，在整个shell中都可以去访问。

使用local可以使变量变为局部变量。

注意：当函数为正常调用时，全局变量可以被函数外部访问。当函数是命令置换``调用时，全局变量不能被函数外部访问。

Shell语句

shell语句分为说明型语句、功能型语句、结构型语句。说明型语句就是注释；功能型语句就是shell命令，如：grep、echo等。结构型语句就是像循环、判断等语句。

1、功能型语句补充

1.1 获取键盘输入数据read

read可以获取键盘上输入的数据，并存入指定的变量中。

命令：

read <选项> 变量（多个变量用空格隔开）

选项：

-s：键盘输入时不显示输入的内容

-t <时间>：设置输入的时间，单位s。超过时间会自动退出输入

-p "提示"：设置提示语句

1.2 算术运算命令expr

算术运算命令可以实现加(+)、减(-)、乘(\*)、除(/)、求模(%)运算

命令：expr <运算值1> <运算符> <运算值2>（运算值与运算符直接必须要有空格）

注意：expr是一个命令，所以赋值给变量运算值时需要加上``来取命令的值进行赋值

1.3 测试语句test

test可对字符串、整型、文件属性进行判断。

判断结果可以用$?来查看，当结果为真时，$?返回0；当结果为假时，$?返回1；

字符串测试

注意：在判断时，字符串需要加上双引号

"s1" = "s2"：测试两个字符串的内容是否完全一样
"s1" != "s2"：测试两个字符串的内容是否有差异
-z "s1"：测试s1字符串的长度是否为0，
-n "s1"：测试s1字符串的长度是否不为0

整型测试

a -eq b：测试a与b是否相等（eq：equal）
a -ne b：测试a与b是否不相等（ne：not equal）
a -gt b：测试a是否大于b（greater than）
a -ge b：测试a是否大于等于b（greater equal）
a -lt b：测试a是否小于b（less than）
a -le b：测试a是否小于等于b（less equal）

文件测试

文件类型与ls -l列出的文件类型符号是对应的（bcd-lsp），除了普通文件的 " - " 换成了 " f "。

具体含义在2.Linux_基础-CSDN博客的 "文件-文件类型" 章节。

-e name：测试一个文件是否存在（exist）
-d name：测试name是否为一个目录（bcd-lsp）
-f name：测试name是否为普通文件（bcd-lsp） 如果软连接指向的为普通文件，则该软连接也可以通过该test判断
-L name：测试name是否为符号链接（bcd-lsp）
-r name：测试name文件是否存在且为可读（rwx）
-w name：测试name文件是否存在且为可写（rwx）
-x name：测试name文件是否存在且为可执行（rwx）
-s name：测试name文件是否存在且其长度不为0
f1 -nt f2：测试文件f1是否比文件f2更新（new than）
f1 -ot f2：测试文件f1是否比文件f2更旧（old than）

2、结构型语句

结构型语句包括：条件测试语句（两路分支）、多路分支语句、循环语句、循环控制语句等

2.1 分支语句

2.1.1 类似 if-else

表达式

if后跟判断表达式。判断表达式可以是test命令，也可以是用中括号来代替test。以判断文件是否存在为例，假设变量名为file。

方式1：if test -e $file 方式2：if [ -e $file ] （使用[ ]时，左右必须有空格）

逻辑连接符

与：-a。例如：if [ -e "$file" -a -f "$file" ] 判断file值存在并且file是一个普通文件

或（第一种）：-o。例如：if [ -d "$file" -o -f "$file" ] 判断file是目录或者file是一个普通文件

或（第二种）：||。例如：if [ -d "$file" ] || [ -f "$file" ] 使用||时，需要有两个[ ]

非：!。例如：if [ ! -d "$file" ] 判断file不是目录

if-else语法

注意：if 和 fi 要成对出现

if <判断表达式>
then
    条件为真时的表达式
else
    条件为假时的表达式
fi

示例：判断输入用户名是否存在

用户名存放在/etc/passwd文件中的第一列。

if-elseif-else语法

注意：if 和 elif 后都要跟一个then

if <判断表达式>
then
    if条件为真时的表达式
elif <判断表达式> 
then
    elif条件为真时的表达式
else
    条件为假时的表达式        
fi

示例：判断输入的文件类型

2.1.2 类似 switch-case

当模式为多个时，可以用" | "来进行连接。

当模式值为*时，类似switch-case中的default

语法：

case 字符串变量 in
    模式1)   #多种情况时，可以用 | 来连接
        代码
        ;;   #这类似switch-case里的break ;;必须加,否则会报错
    模式2)
        代码
        ;;   #最后一个模式可以省略;;
esac

示例：将学生成绩进行分类，80~100的为A，0~79的为B。其余成绩是错误数据

2.2 循环语句

2.2.1 类似 for

for从"表"中拿数据赋值给"变量"，拿一个数据循环一次，循环次数就是"表"中的数据个数。

for后跟的可以是 "变量 in 表" 这种形式，也可以是(( ))类似C语言语法的形式。

语法：

for 变量 in 表
do
    代码xxx
done

示例1：获取输入的参数

示例2：for的用法

2.2.2 类似 while

while后跟的表达式，可以是if后那种[ ]形式，也可以为(( ))这种C语言语法形式。

语法：

while 表达式
do
    代码xxx
done

示例：for的用法

2.2.3 break、continue

break与continue的使用与C中的完全一致。区别点是代码后面不需要加分号。

2.3 退出exit

当shell脚本执行到exit时，代表该脚本退出，后面的脚本代码不再执行

2.4 函数

语法：

function 函数名(){
    代码段
    return xxx #没有return值可以不写
}

获取return值：

在调用函数之后，使用$?来获取return的数值。注意：函数只能return整型数字

获取函数中打印到标准输出（终端）的值：

使用 `函数名` 来获取函数中打印到标准输出的值。

函数传参：

函数传参就是直接在函数名后面加入参数即可，函数获取参数是通过位置变量来获取。

局部变量与全局变量：

在shell中定义的变量默认为全局变量，在整个shell中都可以去访问。

使用local可以使变量变为局部变量。

注意：当函数为正常调用时，全局变量可以被函数外部访问。当函数是命令置换``调用时，全局变量不能被函数外部访问。