Shell脚本基本语法

1.概述

1.1 关于shell脚本

严格的来说，Shell 和 Shell脚本是两个不同的概念，但是业界所说的 shell 通常都是指 shell 脚本。

1. Shell 是一个用 C 语言编写的程序
2. Shell 既是一种命令语言，又是一种程序设计语言
3. Shell 脚本是一种为 shell 编写的脚本程序
4. Shell 脚本可以看做是一系列任务命令的脚本集合

1.2 Shell环境

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。常用的解释器如下：

1. Bourne Shell（/usr/bin/sh或/bin/sh）
2. Bourne Again Shell（/bin/bash）
3. C Shell（/usr/bin/csh）
4. K Shell（/usr/bin/ksh）
5. Shell for Root（/sbin/sh）

在一般情况下，人们并不区分 Bourne Shell 和 Bourne Again Shell，所以，像 #!/bin/sh，它同样也可以改为 #!/bin/bash。在Shell脚本的第一行加上：#!/bin/bash 的语句，用以告诉系统其后路径所指定的程序即是解释此脚本文件的 Shell 程序。

1.3 Shell脚本运行

可以在Linux系统上使用 vi 或则 vim 创建一个Shell脚本： vi test.sh，扩展名可以不用 .sh ，便于识别使用 .sh。在文件中输入下面简单的代码：

#!/bin/bash
echo "Hello World !"

#! 是一个约定的标记，它告诉系统这个脚本需要什么解释器来执行，即使用哪一种 Shell。
echo 命令用于向窗口输出文本。

以”#”开头的行就是注释，会被解释器忽略。sh里没有多行注释，只能每一行加一个#号。

Shell 脚本中不需要在每条语句后面添加分号，当然也可以使用分号和换行符区分开不同的语句。

将该文件保存为 test.sh，并 cd 到脚本所在的文件目录。运行Shell脚本的方式常用的有两种，如下。

# 第一种运行方式：直接运行
chmod +x ./test.sh  #使脚本具有执行权限
./test.sh  #执行脚本，其中 ./ 表示当前目录

# 第二种运行方式：使用解析器运行，这种方式会忽略脚本中第一行指定的解释器
/bin/sh test.sh

2 变量

2.1 变量定义

定义变量时，变量名不加美元符号

# 定义username的变量
username='uusama'

# 使用for语句定义file的变量
for file in `ls /etc`

变量定义需要注意：

1. 量名和等号之间不能有空格
2. 首个字符必须为字母（a-z，A-Z）
3. 变量名中间不能有空格，可以使用下划线（_）
4. 变量名不能使用标点符号
5. 变量名不能使用bash里的关键字

2.2 使用变量

使用一个定义过的变量，只要在变量名前面加美元符号即可

username="uusama"
echo username
echo{username}

# 下面必须添加花括号，否则会把 usernametest 当做变量，而不是username
echo "user name is ${username}test"

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。

2.3 只读变量

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。

username='uusama'
readonly username
username='test'

运行脚本会提示： bash: username: readonly variable，因为已经把变量声明为只读，不能再修改。

2.4 删除变量

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。

username='uusama'
unset username
echo $username   # 无输出

2.5 变量类型

• 局部变量 局部变量在脚本或命令中定义，仅在当前shell实例中有效，其他shell启动的程序不能访问局部变量。
• 环境变量 所有的程序，包括shell启动的程序，都能访问环境变量，有些程序需要环境变量来保证其正常运行。必要的时候shell脚本也可以定义环境变量。
• shell变量 shell变量是由shell程序设置的特殊变量。shell变量中有一部分是环境变量，有一部分是局部变量，这些变量保证了shell的正常运行

3 字符串

3.1 字符串定义

字符串可以用单引号，也可以用双引号，也可以不用引号。单双引号的区别跟PHP类似，即双引号内会解释变量。

1. 单引号里的任何字符都会原样输出，单引号字符串中的变量是无效的
2. 单引号字串中不能出现单引号（对单引号使用转义符后也不行）
3. 双引号里可以有变量，并且能解析为变量值
4. 双引号里可以出现转义字符

# 使用单引号定义字符串
str1='this is str'
# 使用双引号定义字符串
str2="${str1} is a str"

3.2 字符串连接

Shell脚本直接将两个表示字符串的变量拼接在一起即可，不需要连接运算符

username="uusama"
output_1="hello, "username" !"
output_2="hello,{username} !"
echo output_1output_2
# 最后输出：hello, uusama !hello, uusama !

3.3 获取字符串长度

在字符串前加 # 号，可获取字符串长度

username='uusama'
echo 'length is: '${#username}
# 输出：length is: 6

3.4 提取子字符串

在字符串变量后制定截取的开始位置和结束位置，字符串的初始位置下标为 0

username='uusama'
echo ${username:1:4} 
# 输出：usam

3.5 查找子字符串

使用 expr index 查询子字符串位置，查找 sa 在 username中的位置

username='uusama'
echo `expr index "$username" sa`
# 输出 3

以上脚本中 “`” 是反引号，而不是单引号 “‘”。

4 数组

bash支持一维数组（不支持多维数组），并且没有限定数组的大小。数组元素的下标由0开始编号。获取数组中的元素要利用下标，下标可以是整数或算术表达式，其值应大于或等于0。

4.1 数组定义

Shell中，用括号来表示数组，数组元素用”空格”符号分割开。

# 使用空格分割
array_name=(value0 value1 value2 value3)

# 使用换行符分割
array_name=(
value0
value1
value2
value3
)

# 下标定义方法
array_name[0]=value0
array_name[1]=value1
array_name[n]=valuen

4.2 访问数组

使用中括号加下标可以访问数组元素，还可以使用 @ 下标访问所有元素，访问没有定义的下标，输出第一个元素。

array_name=(value0 value1 value2 value3)
valuen={array_name[n]}

echovaluen # 输出 value0
echo {array_name[3]} # 输出 value3
echo{array_name[@]} # 输出 value0 value1 value2 value3

4.3 获取数组的长度

类似于获取字符串长度，在数组变量前加 # 可以获取数组长度

array_name=(value0 value1 value2 value3)
# 取得数组元素的个数
echo {#array_name[@]} # 输出 4
# 或者
echo{#array_name[*]} # 输出 4
# 取得数组单个元素的长度
echo {#array_name[n]} # 输出 6
# 如果只输入数组变量名，则获取第一个元素长度
echo(#array_name} # 输出 6

5 函数

5.1 函数定义

linux shell 可以用户定义函数，然后在shell脚本中可以随便调用。一般格式如下，其中中括号表示可选可不选。

[ function ] funname [()]
{
 action;
 [return int;]
}

1. 可以带function fun() 定义，也可以直接fun() 定义，部分解析器带function定义会报错
2. 函数定义不带任何参数
3. 参数返回，可以显示加：return 返回，如果不加，将以最后一条命令运行结果，作为返回值
4.  return后跟数值n(0-255)

#!/bin/bash
func1(){
    echo 'these is fun1'
    return 5
}
func1
echo $?  # 输出 5

函数返回值在调用该函数后通过 $? 来获得。

所有函数在使用前必须定义。这意味着必须将函数放在脚本开始部分，直至shell解释器首次发现它时，才可以使用。调用函数仅使用其函数名即可，不需要使用括号。

5.2 函数调用和参数

函数定义时不需要带函数参数，函数调用是，在调用函数名后面使用空格分开指定参数即可，在函数内使用 ${n} 获取传进来的参数。

#!/bin/bash
fun1(){
    echo "第1个参数：1"
    echo "第12个参数：12"
    echo "第12个参数：{12}"
    echo "参数个数：#"
}
echo '---function begin---'
fun1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 51 63 69
echo '---function end---'

输出结果为：

---function begin---
第1个参数：1
第12个参数：63
第12个参数：63
参数个数：13
---function end---

有时候 12 并不能获取到第12个参数的值，所以建议使用{12}。

5.3 运行时参数传递

我们可以在执行 Shell 脚本时，向脚本传递参数，这个时候，Shell脚本就相当于一个函数，我们在命令行调用这个函数。所以我们也可以运行Shell脚本时传递参数，脚本内获取参数的格式为：$n。n代表第n个参数。编辑下面的文件，保存为 params.sh

#!/bin/bash
echo "执行的文件名：0"; 
echo "第一个参数为：1";
echo "第二个参数为：2"; 
echo "第三个参数为：3";

执行脚本并添加参数，输出结果如下所示：

# 使用以下命令运行脚本
bash params.sh first_param 2 test

# 输出结果如下：
执行的文件名：params.sh
第一个参数为：first_param
第二个参数为：2
第三个参数为：test

6 运算符

6.1 算术运算符

原生bash不支持简单的数学运算，但是可以通过其他命令来实现，例如 awk 和 expr，expr 最常用。expr 是一款表达式计算工具，使用它能完成表达式的求值操作，表达式需要使用反引号包裹起来。

echo `expr 2 + 2`  # 输出 4

1. 表达式和运算符之间要有空格，例如 2+2 是不对的，必须写成 2 + 2，这与我们熟悉的大多数编程语言不一样
2. 完整的表达式要被 ` ` 包含，注意这个字符不是常用的单引号，在 Esc 键下边。

下表列出了常用的算术运算符，假定变量 a 为 10，变量 b 为 20：

6.2 关系运算符

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。

6.3 布尔运算符

6.4 逻辑运算符

6.5 字符串运算符

字符串运算符用于检测字符串是否相等或者是否为空等。

6.6 文件测试运算符

文件测试运算符用于检测 Unix 文件的各种属性。

7 流程控制

Shell脚本的流程控制语句中，不能为空语句，

7.1 条件表达式 if – else

condition条件语句一般为 [[ ]] 包裹起来的表达式或则test语句。

if condition
then
    command1 
    command2
    ...
    commandN 
fi

# 或者下面的形式
if [ (ps -ef | grep -c "ssh") -gt 1 ]; then echo "true"; fi

if condition
then
    command1 
    command2
    ...
    commandN 
fi

# 或者下面的形式
if [(ps -ef | grep -c "ssh") -gt 1 ]; then echo "true"; fi

# if - else
if condition
then
    command1 
    command2
    ...
    commandN
else
    command
fi

# if - else if
if condition1
then
    command1
elif condition2 
then 
    command2
else
    commandN
fi

7.2 for循环

for var in item1 item2 ... itemN
do
    command1
    command2
    ...
    commandN
done

# 写成一行如下：
for var in item1 item2 ... itemN; do command1; command2… done;

当变量值在列表里，for循环即执行一次所有命令，使用变量名获取列表中的当前取值。命令可为任何有效的shell命令和语句。in列表可以包含替换、字符串和文件名。
in列表是可选的，如果不用它，for循环使用命令行的位置参数。

7.3 while循环

while循环用于不断执行一系列命令，也用于从输入文件中读取数据；命令通常为测试条件。

while condition
do
    command
done

7.4 until 循环

until循环执行一系列命令直至条件为真时停止。until循环与while循环在处理方式上刚好相反。一般while循环优于until循环，但在某些时候—也只是极少数情况下，until循环更加有用。

until condition
do
    command
done

7.5 case 切换

Shell case语句为多选择语句。可以用case语句匹配一个值与一个模式，如果匹配成功，执行相匹配的命令。case语句格式如下：

case 值 in
模式1)
   command1
   command2
   ...
   commandN
   ;;
模式2）
   command1
   command2
   ...
   commandN
   ;;
esac

case工作方式如上所示。取值后面必须为单词in，每一模式必须以右括号结束。取值可以为变量或常数。匹配发现取值符合某一模式后，其间所有命令开始执行直至 ;;。

取值将检测匹配的每一个模式。一旦模式匹配，则执行完匹配模式相应命令后不再继续其他模式。如果无一匹配模式，使用星号 * 捕获该值，再执行后面的命令。

echo '输入 1 到 4 之间的数字:'
echo '你输入的数字为:'
read aNum
case $aNum in
    1)  echo '你选择了 1'
    ;;
    2)  echo '你选择了 2'
    ;;
    3)  echo '你选择了 3'
    ;;
    4)  echo '你选择了 4'
    ;;
    *)  echo '你没有输入 1 到 4 之间的数字'
    ;;
esac

7.6 跳出循环

在循环过程中，有时候需要在未达到循环结束条件时强制跳出循环，Shell使用两个命令来实现该功能：break和continue。

break命令允许跳出所有循环（终止执行后面的所有循环）。

continue命令与break命令类似，只有一点差别，它不会跳出所有循环，仅仅跳出当前循环。

#!/bin/bash
while :
do
    echo -n "输入 1 到 5 之间的数字:"
    read aNum
    case aNum in
        1|2|3|4|5) echo "你输入的数字为aNum!"
        ;;
        *) echo "你输入的数字不是 1 到 5 之间的! 游戏结束"
            break
        ;;
    esac
done