Shell脚本编程的实用技巧和最佳实践

1. Bash的变量

shell中变量的设置规则

变量名称可以由字母、数字和下划线组成，但是不能以数字开头
在Bash中，变量的默认类型都是字符串型，如果要进行数值运算，则必须指定变量类型为数值型
变量使用等号连接，等号左右两侧不能有空格
如果变量的值有空格（Linux中空格代表分割)，需要使用单引号或双引号包括
在变量的值中，可以使用\转义符
如果需要增加变量的值，那么可以进行变量值的叠加。不过变量需要用双引号包含$变量名或者使用${变量名}
如果是把命令的结果作为变量值赋予变量，则需要使用反引号或者$()包含变量
建议环境变量使用大写

变量分类

用户自定义变量
环境变量：这种变量中主要保存的是和系统操作环境相关的数据
位置参数变量：这种变量主要是用来向脚本当中传递参数或数据的，变量名不能自定义，变量作用是固定的
预定义变量：是Bash中已经定义好的变量，变量名不能自定义，变量作用也是固定的

1.1 用户自定义变量（本地变量）

变量定义：aa=123 (注意等号左右不能有空格)
变量叠加：两种方式aa="$aa"456或者aa=${aa}789
变量查看：set
变量删除:unset name

可以看到这四种变量从上到下变量是越来越严格的。

1.2 环境变量

1.2.1 环境变量和用户自定义变量的区别

用户自定义变量只在当前的Shell中生效，

而环境变量会在当前Shell和这个Shell的所有子Shell当中生效，如果把环境变量写入相应的配置文件，那么这个环境变量就会在所有的Shell中生效

环境变量和用户自定义变量的区别在于 作用的范围不同

1.2.2 如何设置环境变量

export 变量名=变量值：声明环境变量

env：查询变量

unset 变量名：删除变量

$变量名：调用变量

什么是父shell和子shell？

直接进入Linux是bash环境，如果再次输入bash即进入shell的子shell中，可以使用pstree命令来查看shell的结构，最后使用exit命令即可退出子shell

可以使用set或者env命令来查看系统中的变量

1.2.3 系统常见的环境变量

`PATH` 是系统查找命令的路径

在ubuntu中输入$PATH命令，输出为

-bash: /home/ubuntu/.local/bin:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/usr/local/games: No such file or directory

从这里也可以看出来上次得到的在bin目录中存放的是常用的可执行文件

在Linux系统中一切都是文件，我们输入的命令都是文件，那么为什么执行shell脚本的时候需要添加路径，而执行正常命令的时候却不要呢？

因为正常命令的路径已经存放在PATH当中去了，而Linux在执行命令时会首先在PATH中搜索，所以执行正常命令时不用添加路径

当然也可以脚本存放在PATH中，这样就可以不用输入路径就可以执行，不过通常不会直接把这样的脚本直接添加到PATH中，因为这样可能会对原系统改动

如果想要直接运行脚本，而不用每次添加路径，更为保险的做法是利用变量叠加添加脚本所在路径，

PATH="$PATH":/root 通过这条命令，就把root目录存放在PATH中了，可以再次使用$PATH命令查看是否已经添加了/root目录，不过这只是临时生效，想要永远生效需要写入配置文件

`PS1` 定义系统提示符的命令

略

1.2.4. 环境变量配置文件

见环境变量配置文件

1.3 位置参数变量

其实就相当于编程中的函数传递参数

位置参数变量	作用
`$n` \| n为数字，`$0`代表命令本身，`$1-$9`表示接受第一个到第九个的参数，十以上的参数需要用大括号包含，如`${10}`
`$` \| 这个变量代表命令行所有的参数，`$`把所有的参数看成一个整体
`$@` \| 这个变量也代表命令行中的所有参数，不过`$@`把每个参数区分对待
`$#`	这个变量代表命令行中所有参数的个数

下面是一个例子

#!/bin/bash
# 位置参数的功能

echo "A total of $# parameters"
#使用$#代表所有参数的个数
echo "The parameters is : $*"
#使用$*代表所有的参数
echo "The parameters is : $@"
#使用$@也代表所有的参数

./Loca.sh 12 34 56

输出为

A total of 3 parameters
The parameters is : 12 34 56
The parameters is : 12 34 56

1.4 预定义变量

预定义变量	作用
$?	最后一次执行的命令（上一条命令）的返回状态。如果这个命令的值为0，证明上一个命令正确执行，如果这个变量的值为非0（具体是哪个数，由命令自己决定），则证明上一个命令执行不正确
$$	当前进程的进程号(PID)
$!	后台运行的最后一个进程的进程号(PID)

注: $?可以判断上一条命令是否正确

1.5 使用`read`接受键盘输入

read [选项] [变量名]

选项：

-p 提示信息在等待read输入时，输出提示信息

-t 秒数 read可以一直等待用户输入，使用此选项可以指定等待时间

-n 字符数 read命令只接受指定的字符数，就会执行

-s: 隐藏输入的数据，

通过下面这个例子来体会

#!/bin/bash

read -t 30 -p "Please input your name: " name  #在shell脚本中，一定注意空格的使用，此处要添加空格
# -p  提示“请输入姓名”并等待30秒，把用户的输入保存入变量name中
echo "Name is $name"
echo -e "\n"

read -s -t 30 -p "Please input your age(using hidden mode): " age
# 年龄是隐私，所以我们用-s选项隐藏输入
echo "\t"
echo "Age is $age"
echo -e "\n"

read -n 1 -t 30 -p "Please select your gender[M/F]: " gender
#使用"-n 1"选项只接收一个输入字符就会执行（不用输入回车会直接执行）
echo -e "\n"
echo "Sex is $gender"

2. Bash运算符

2.1 数值运算与运算符

方法一 declare声明变量类型

语法：declare [+-][选项] 变量名

选项：

- 给变量设定类型属性

+ 取消变量的类型属性

-i 将变量声明为整数型(integer)

-x 将变量声明为环境变量

-p 显示指定变量的被声明类型

#!/bin/bash
# 数值运算

aa=11
bb=22
declare -i cc=$aa+$bb
echo $cc

方法二 expr或let数值运算工具

#!/bin/bash
# 使用expr工具进行数值运算

aa=11
bb=22
dd=$(expr $aa + $bb)  #注意"+"左右两边有空格
echo $dd

方法三 `$((运算式))`或者`$[运算式]`

ff=$(($aa + $bb)) 注意在$aa和$bb两边加上空格

2.2 变量测试和内容替换

对于两个变量x和y，测试y的值然后对x赋值（其实可以通过if实现同样的功能）

由于那个表格过于复杂，所以就不详细记录了，形如下面两个

x=${y-新值}

x=${y:-新值} 之类的语法，就是实现变量测试的功能

3. 条件判断(Conditionals)

3.1 按照文件类型进行判断

测试选项	作用
`-d` 文件	判断该文件是否存在，并且是否为目录文件（是目录为真）
`-e` 文件	判断该文件是否存在（存在为真）
`-f` 文件	判断该文件是否存在，并且是否为普通文件（是普通文件为真）

两种判断格式

使用test命令

一个例子 test -e /root/install.log 判断/root下是否有install.log

使用中括号 []

[ -e /root/install.log ] 请注意命令两边距离中括号有空格

如何查看判断结果？ ->使用echo $?命令

但是这样是不是稍微显得有一些麻烦，如何解决这个问题？

[ -d /root ] && echo "yes" || echo "no" 第一条命令如果正确执行，则打印 yes，否则打印 no

3.2 按照文件权限进行判断

测试选项	作用
-r	判断文件是否存在，并且是否该文件拥有读权限
-w	判断该文件是否存在，并且该文件是否拥有写权限
-x	判断该文件是否存在，并且是否该文件拥有执行权限

3.3 两个文件之间进行比较

测试选项	作用
`文件1 -nt 文件2`	判断文件1的修改时间是否比文件2的新
`文件1 -ot 文件2`	判断文件1的修改时间是否比文件2的旧
`文件1 -ef 文件2`	判断文件1和文件2的`Inode`号是否一致，可以理解为两个文件是否为同一个文件

3.4 两个整数之间的比较

测试选项	作用
整数1 -eq 整数2	判断整数1与整数2是否相等
整数1 -ne 整数2	判断两个整数是否不相等
整数1 -gt 整数2	整数1是否大于整数2
整数1 -lt 整数2	小于
整数1 -ge 整数2	大于等于
整数1 -le 整数2	小于等于

一个例子 [ 22 -gt 23 ] && echo yes || echo no

表示如果22>23则返回yes否则返回no

结果是no

3.5 字符串的判断

测试选项	作用
-z 字符串	判断字符串是否为空（为空返回为真）
-n 字符串	判断字符串是否为非空（非空返回真）
字符串1==字符串2	判断字符串1是否和字符串2相等（相等返回为真）
字符串1！=字符串2	判断字符串2是否和字符串2不相等（不相等返回为真）

一个例子[ -z "$name" ] && echo yes || echo no

如果name没有赋值，返回为yes，如果为name赋值，则返回no

3.6 多重条件判断

测试选项	作用
判断1 -a 判断2	逻辑与，判断1与判断2都成立，最终结果为真
判断1 -o 判断2	逻辑或，判断1与判断2有一个成立，返回结果为真
! 判断	逻辑非

输入命令的时候 注意空格

aa=11
[ -n "$aa" -a "$aa" -gt 23 ] && echo yes || echo no
# -n "$aa" 判断变量aa的是否有值，同时判断变量aa是否大于23
# 因为变量aa的值不大于23，所以第一个判断为真，但是逻辑与要求均为真，所以最后返回结果为假

4. 流程控制(Loops)

4.1 if语句

1. 单分支if条件语句

if [ 条件判断式 ] ; then

	程序

fi

或者

if [ 条件判断 ]
	then
		程序
fi

注意：

以if开头，以fi结尾，和其他语言不同
[ 条件判断式 ] 就是使用test命令判断，所以中括号和条件判断式之间必须有空格
then后面跟符合条件之后执行的程序，可以放在[]之后，用;分割，也可以换行写入，就不需要;

例子：判断分区使用率

#!/bin/bash

rate=$(df -h | grep "/dev/vda2" | awk '{print $5}' | cut -d "%" -f1)
# 把根分区使用率作为变量值赋予变量rate

if [ $rate -ge 80 ]
	then 
		echo "Warning! /dev/vda2 is full!!! "
fi

2. 双分支if条件语句

if [ 条件判断式 ]
	then
		条件成立时，执行的程序
	else
		条件不成立时，执行的另一个程序
fi

3. 多分支if 语句

if [ 条件判断式1 ]
	then
		当判断1成立时，执行程序1
	elif [ 条件判断式2 ]
		then
			当条件判断式2成立时，执行程序2
	elif ...
	else
		当所有条件都不成立，最后执行此程序
fi

一个例子，体会多分支语句

#!/bin/bash
#判断用户输入的是什么文件
# 通过这个脚本体会多分支语句

read -p "Please input a filename: " file
#接受键盘的输入，并赋予变量file

if [ -z "$file" ]
#判断file是否为空
	then 
		echo "Error, please input a filename"
		exit 1
elif [ ! -e "$file" ]
#判断file的值是否存在
	then 
		echo "Your input is not a file!"
		exit 2
elif [ -f "$file" ]
#判断file的值是否为普通文件
	then 
		echo "$file is a regulare file"
elif [ -d "$file" ]
#判断file的值是否为目录文件
	then 
		echo "$file is a directory"
	else
		echo "$file is an other file"
fi

4.2 case语句多分支判断语句

case语句和if...elif...else语句一样都是多分支条件语句，不过和if多分支条件语句不同的是，case语句只能判断一种条件关系，而if语句可以判断多种条件关系

case $变量名 in
	"值1")
	如果变量的值等于值1，则执行程序1
	;;
	"值2")
	如果变量的值等于值2，则执行程序2
	;;
	*)
	如果变量的值都不是以上的值，则执行此程序
	;;
esac

一个例子

#!/bin/bash
#判断用户的输入

read -p "Please choose yes/no: " -t 30 cho
case $cho in 
	"yes")
		echo "Your choose is yes!"
		;;
	"no")
		echo "Your choose is no!"
		;;
	*)
		echo "Your choose is error!"
		;;
esac

不得不说，这语法太奇怪了...

4.3 for循环

语法1

for 变量 in 值1 值2 值3...
	do
		程序
	done

一个例子

#!/bin/bash
#打印时间
for time in morning noon afternoon night
	do 
		echo "$time"
	done

还有一个例子

#!/bin/bash

cd /root/sh/
ls *.sh > ls.log

y=1
for i in $(cat ls.log)
	do
		echo $y
		y=$(( $y+1))
	done

语法2

for (( 初始值;循环控制条件;变量变化 ))
	do
		程序
	done

一个例子

#!/bin/bash
#从1加到100

s=0
for ((i=1;i<=100;i=i+1))
do
	s=$(( $s+$i ))
done
echo "The sum of 1+2+3+...100 is: $s"

这里面有一个例子 ->批量添加指定数量的用户，不过有些复杂，和我的目的无关了，就不写了

4.4 while循环与until循环

while循环

while循环是不定循环，也称作条件循环，只要条件判断式成立，循环就会一直继续，直到条件判断式不成立，循环才会停止。这就和for的固定循环不太一样

语法

while [ 条件判断式 ]
	do
		程序
	done

一个简单的例子

#!/bin/bash

i=1
s=0
while [ $i -le 100 ]
#如果变量i的值小于等于100，则执行循环
do
		s=$(( $s+$i ))
		i=$(( $i+1 ))
done
echo "The sum is: $s"

until循环

until循环，和while循环相反，until循环时只要条件判断式不成立则进行循环，并执行循环程序，一旦循环条件成立，则终止循环

until [ 条件判断式 ]
	do
		程序
	done

5. 函数(Functions)

可以参考菜鸟教程

function funname(){
    action;
    return int;
}

从上面可以看出函数形式和C语言中是相似的
需要注意的是其中的关键字function，大部分时间都可以省略，这样还可以与其他的shell 兼容，但是有时候bash中命令可能与你的函数名重名，这是就不能省略了，见What is the 'function' keyword used in some bash scripts?

一个例子

#!/bin/bash

function demoFun1(){
    echo "这是我的第一个 shell 函数!"
    return `expr 1 + 1`
}

demoFun1
echo $?
echo $?