面试必备：经典的 Shell 十三问！

1. 为何叫做shell?

我们知道计算机的运作不能离开硬件，但使用者却无法直接操作硬件，硬件的驱动只能通过一种称为操作系统(OS，Operating System)的软件来管控。linux严格来说只是一个操作系统，我们称之为内核(kernel)。

使用者没有办法直接操作一个kernel，而是通过kernel的“外壳”程序，也就是所谓的shell，来与kernel沟通。shell是一个使用者与系统的交互界面(interface), 主要是让使用者通过命令行(command line)来使用系统来完成工作。因此，shell最简单的定义就是——命令解译器(Command Interpreter):

将使用者的命令翻译给核心处理；
同时，将核心处理结果翻译给使用者。

这里，我们必须知道：kernel 与 shell 是不同的两套软件，而且都是可以被替换的：

不同的OS使用不同的kernel;
同一kernel之上，也可以使用不同的shell

在Linux的预设系统中，通常可以找到好几种不同的shell, 且通常会被记录在如下文件中：

/etc/shells

不同的shell有着不同的功能，且彼此各异，或者说“大同小异”。常见的shell主要分为两大主流：

sh：

burne shell (sh)
burne again shell (bash)

csh：

c shell (csh)
tc shell (tcsh)
korn shell (ksh)

2. Shell prompt(PS1)与Carriage Return(CR)的关系?

成功登录一个shell终端后，游标cursor左边部分，称之为提示符prompt 通常一般用户使用$，管理员用户root使用#

shell prompt:可以输入命令了键入命令后，直到读进CR(Carriage Return)字符为止
Carriage Return:可以执行命令了

若从技术的细节来看，shell会依据IFS(Internal Field Seperator) 将command line所输入的文字拆解为"字段"(word/field)。然后再针对特殊字符(meta)先作处理，最后重组整行command line。

其中IFS是shell预设使用的字段位分隔符号，可以由一个及多个如下按键组成：

空白键(White Space)
表格键(Tab)
回车键(Enter)

系统可以接受的命令的名称(command-name)可以从如下途径获得：

明确路径所指定的外部命令
命令的别名(alias)
自定功能(function)
shell内建命令(built-in)
$PATH之下的外部命令

3. 别人echo, 你也echo, 是问echo知多少?

标准的 command line 包含三个部件: command_name option argument

echo是一个非常简单直接的Linux命令: 将argument送到标准输出(stdout)，通常就是显示在屏幕

echo -n first name

command_name(echo) 及 option(-n) argument(first name)


# option

echo -n  # 取消换行符

echo -e  # 启用反斜杠转译

# 反斜杠控制字符

\n # 换行符

\r # 回车键

\t # 水平制表符

\\ # 反斜杠本身

4. ""(双引号)与''(单引号)有什么区别?

command line的每一个charactor, 分为如下两种：

literal：也就是普通的纯文字，对shell来说没特殊功能；
meta: 对shell来说，具有特定功能的特殊保留元字符。

如我们需要在command line中将这些保留元字符的功能关闭的话，就需要quoting处理。在bash中，常用的quoting有以下三种方法：

hard quote:''(单引号),关闭所有引用
soft quote:""(双引号),保留$引用
escape: \ (反斜杠)，只有在紧接在escape(跳脱字符)之后的单一meta才被关闭

5. var=value? export前后差在哪？

所谓的变量，就是利用一个固定的"名称"(name), 来存取一段可以变化的"值"(value)。

变量设定(set) 在bash中，你可以用"="来设定或者重新定义变量的内容：

name=value

等号左右两边不能使用分隔符号(IFS),也应避免使用shell的保留元字符(meta charactor);
变量的名称(name)不能使用$符号;
变量的名称(name)的首字符不能是数字(number)。
变量的名称(name)的长度不可超过256个字符。
变量的名称(name)及变量的值的大小写是有区别的、敏感的(case sensitive，)

变量替换(substitution) shell 之所以强大，其中的一个因素是它可以在命令行中对变量作替换(substitution)处理。在命令行中使用者可以使用$符号加上变量名称(除了用=定义变量名称之外)，将变量值给替换出来，然后再重新组建命令行。


A=ls

B=la

C=/tmp

$A -$B $C

3.export 变量严格来说，我们在当前shell中所定义的变量，均属于 "本地变量"(local variable), 只有经过export命令的 "输出"处理，才能成为"环境变量"(environment variable):


# 本地变量

A=B

# 取消变量

unset A

# 设置为环境变量

export A=B

6. exec跟source差在哪？

环境变量只能从父进程到子进程单向传递。换句话说：在子进程中环境如何变更，均不会影响父进程的环境。当我们执行一个shell script时，其实是先产生一个sub-shell的子进程，然后sub-shell再去产生命令行的子进程。


# 创建子shell执行脚本

./1.sh

# 当前shell执行

source 1.sh

# 当前shell执行后退出

exec 1.sh

7. ( ) 与 { } 差在哪？

许多时候，我们在shell操作上，需要在一定的条件下执行多个命令，也就是说，要么不执行，要么就全执行，而不是每次依序的判断是否要执行下一个命令。或者，要从一些命令执行的先后次序中得到结果，如算术运算的2*(3+4)那样... 这时候，我们就可以引入"命令群组"(command group) 的概念：将许多命令集中处理。在shell command line中，一般人或许不太计较()与 {}这两对符号的差异，虽然两者都可以将多个命令当作群组处理，但若从技术细节上，却是很不一样的：

() 将command group置于sub-shell(子shell)中去执行，也称 nested sub-shell。
{} 则是在同一个shell内完成，也称non-named command group。

8. (()) 与() 还有 ${} 差在哪？

$()与 ``(反引号) 都是用来做命令替换用的。
${var}与 $var 都是用来做变量替换用的。但是用${}会比较精准的界定变量名称的范围。
$(()) 是用来作整数运算的。


# 假设我们定义了一个变量为：

file=/dir1/dir2/dir3/my.file.txt

# 我们可以用 ${ } 分别替换获得不同的值：


# 1. shell字符串的非贪婪(最小匹配)左删除

${file#*/} # 拿掉第一条 / 及其左边的字符串：dir1/dir2/dir3/my.file.txt

${file#*.} #拿掉第一个 . 及其左边的字符串：file.txt


# 2. shell字符串的贪婪(最大匹配)左删除

${file##*/} # 拿掉最后一条 / 及其左边的字符串：my.file.txt

${file##*.} # 拿掉最后一个 . 及其左边的字符串：txt


# 3. shell字符串的非贪婪(最小匹配)右删除：

${file%/*} # 拿掉最后条 / 及其右边的字符串：/dir1/dir2/dir3

${file%.*} # 拿掉最后一个 . 及其右边的字符串：/dir1/dir2/dir3/my.file


# 4. shell字符串的贪婪(最大匹配)右删除：

${file%%/*} # 拿掉第一条 / 及其右边的字符串：(空值)

${file%%.*} # 拿掉第一个 . 及其右边的字符串：/dir1/dir2/dir3/my

记忆的方法为：


# 是去掉左边(在键盘上 # 在 $ 之左边)

% 是去掉右边(在键盘上 % 在 $ 之右边)

单一符号是最小匹配﹔两个符号是最大匹配。


# 5. shell字符串取子串：

${file:0:5} # 提取最左边的 5 个字节：/dir1

${file:5:5} # 提取第 5 个字节右边的连续 5 个字节：/dir2


# 6. shell字符串变量值的替换：

${file/dir/path} # 将第一个 dir 提换为 path：/path1/dir2/dir3/my.file.txt

${file//dir/path} # 将全部 dir 提换为 path：/path1/path2/path3/my.file.txt


# 7. ${}还可针对变量的不同状态(没设定、空值、非空值)进行赋值：

${file-my.file.txt} # 假如 $file 没有设定，则使用 my.file.txt 作传回值。(空值及非空值时不作处理) 

${file:-my.file.txt} # 假如 $file 没有设定或为空值，则使用 my.file.txt 作传回值。 (非空值时不作处理)

${file+my.file.txt} # 假如 $file 设为空值或非空值，均使用 my.file.txt 作传回值。(没设定时不作处理)

${file:+my.file.txt} # 若 $file 为非空值，则使用 my.file.txt 作传回值。 (没设定及空值时不作处理)

${file=my.file.txt} # 若 $file 没设定，则使用 my.file.txt 作传回值，同时将 $file 赋值为 my.file.txt 。 (空值及非空值时不作处理)

${file:=my.file.txt} # 若 $file 没设定或为空值，则使用 my.file.txt 作传回值，同时将 $file 赋值为 my.file.txt 。 (非空值时不作处理)

${file?my.file.txt} # 若 $file 没设定，则将 my.file.txt 输出至 STDERR。 (空值及非空值时不作处理)

${file:?my.file.txt} # 若 $file 没设定或为空值，则将 my.file.txt 输出至 STDERR。 (非空值时不作处理)

tips: 以上的理解在于, 你一定要分清楚 unset 与 null 及 non-null 这三种赋值状态. 一般而言, : 与 null 有关, 若不带 : 的话, null 不受影响, 若带 : 则连 null 也受影响.


# 8. 计算shell字符串变量的长度：${#var}

${#var} # 可计算出变量值的长度：

${#file} # 可得到 27 ，因为 /dir1/dir2/dir3/my.file.txt 刚好是 27 个字节...


# 9. bash数组(array)的处理方法

# 数组:

A=(a b c d)

# 引用数组:

${A[@]}

${A[*]}

# 访问数组成员

${A[0]}

# 计算数组长度

${#A[@]}

${#A[*]}

# 数组重新赋值

A[2]=xyz


# 10.$(( ))是用来做整数运算的 

a=5;b=7;c=2;

echo $(( a + b * c))

9. $@ 与 $* 区别在哪？

"$@" 则可得到 "p1" "p2 p3" "p4" 这三个不同的词段
"$*" 则可得到 "p1 p2 p3 p4" 这一整串单一的词段

10. && 与 || 差在哪？

test命令有两种形式

test expression
[ expression ]

bash的test目前支持三种测试对象

string：字符串
integer：整数
file：文件

当expression为真是返回 0(true) ，否则返回非0(false)

command1 && command2 # command2只有在command1的RV为0(true)的条件下执行。
command1 || command2 # command2只有在command1的RV为非0(false)的条件下执行。

先替换变量再比较


A=123

[ -n "$A" ] && ([ "$A" -lt 100 ] || echo "too big")

unset A

11. > 与 < 差在哪？

0: Standard Input (STDIN) 1: Standard Output (STDOUT) 2: Standard Error Output (STDERR)

我们可用 < 来改变读进的数据信道(stdin)，使之从指定的档案读进。我们可用 > 来改变送出的数据信道(stdout, stderr)，使之输出到指定的档案。


ls my.file no.such.file 1> file.out 2>file.err

# 2>&1 就是将stderr并进stdout做输出

ls my.file no.such.file 1> file.out 2>&1

# /dev/null 空

ls my.file no.such.file >/dev/null 2>&1


cat < file > file

# 在 IO Redirection 中，stdout 与 stderr 的管道会先准备好，才会从 stdin 读进资料。 

# 也就是说，在上例中，> file 会先将 file 清空，然后才读进 < file ， 

# 但这时候档案已经被清空了，因此就变成读不进任何数据了

12. 你要if还是case呢？


# if

echo -n "Do you want to continue?(Yes/No):"

read YN

if [ "$YN"=Y -o "$YN"=y -o "$YN"="Yes" -o "$YN"="yes" -o "$YN"="YES"];then

echo "continue"

else

exit 0

fi


# case

echo -n "Do you want to continue?(Yes/No):"

read YN

case "$YN" in

[Yy]|[Yy][Ee][Ss])

echo "continue"

;;

*)

exit 0

esac

13. for what? while与until差在哪？


# for

for ((i=1;i<=10;i++))

do

echo "num is $i"

done


# while

num=1

while [ "$num" -le 10 ]; do

echo "num is $num"

num=$(($num + 1))

done


# until

num=1

until [ "$num" -gt 10 ]; do

echo "num is $num"

num=$(($nu + 1))

done