Linux Shell编程

Shell 是一个用 C 语言编写的程序，它是用户使用 Linux 的桥梁。Shell 既是一种命令语言，又是一种程序设计语言。
Shell 是指一种应用程序，这个应用程序提供了一个界面，用户通过这个界面访问操作系统内核的服务。
Ken Thompson 的 sh 是第一种 Unix Shell，Windows Explorer 是一个典型的图形界面 Shell。

bash通配符介绍

通配符允许您简洁地指定用于匹配一组文件名的模式（例如，*.pdf 模式可以获得所有 PDF 文件列表）。通配符通常也被称为 glob 模式。但是，glob 模式的用途不仅仅只能生成一个有用的文件名列表。Bash man 帮助页面中将 glob 模式简单地称为 “Pattern Matching(模式匹配)”。

通配符	描 述
*	匹配任意长度的任何字符串，包括空字符串
?	匹配任何单个字符
[…]	匹配在指定字符范围内任何单个字符，简化写法[a-z]不区分大小写
?(pattern-list)	匹配零个或一个指定模式的匹配项（extglob）
*(pattern-list)	匹配零个或更多指定模式的匹配项（extglob）
+(pattern-list)	匹配一个或更多指定模式的匹配项（extglob）
@(pattern-list)	匹配其中一个指定模式的匹配项（extglob）
!(pattern-list)	匹配任何不匹配指定模式的项目（extglob）
[^]	匹配指定字符范围外的任意单个字符

部分已经设置好的字符类：

字符类	说明
[:alnum:]	所有字母和数字
[:alpha:]	所有字符，包括大小写
[:blank:]	所有水平空白字符
[:cntrl:]	所有控制字符（不可打印）
[:digit:]	所有数字，等价于 [0-9]
[:graph:]	所有图形字符
[:lower:]	所有小写字符
[:print:]	所有可打印字符
[:punct:]	所有标点符号
[:space:]	所有水平和垂直空格
[:upper:]	所有大写字符
[:xdigit:]	所有十六进制字符
Tab Tab	显示文件或命令补全的可能性

# 列出a开头的所有文件
ls a*
# 列出a开头一共3个字母的文件
ls a??
# 列出三个大写字母文件名的文件
ls [[:upper:]][[:upper:]][[:upper:]]
# 列出一个字母后跟三个数字的文件
ls [a-z][0-9][0-9][0-9]
# 列出不以a字母开头后跟三个数字的文件
ls [^a][0-9][0-9][0-9]

拓展：Bash中的组合键

键或组合键	功能
Ctrl+A	将光标移动到命令行开头
Ctrl+C	结束正在运行的程序并返回提示符
Ctrl+D	退出当前shell会话，相当于键入exit或logout
Ctrl+E	将光标移动到命令行末尾
Ctrl+H	Generate backspace character
Ctrl+L	Clear this terminal
Ctrl+R	查询命令历史记录
Ctrl+Z	暂停一个程序
ArrowLeft and ArrowRight	将光标在命令行上向左或向右移动一个位置，这样就可以在其他位置插入字符，而不仅仅是在开头和结尾
ArrowUp and ArrowDown	浏览历史。转到要重复的行，如果需要编辑详细信息，按Enter键以节省时间
Shift+PageUp and Shift+PageDown	浏览终端缓冲区(查看已“滚屏”的文本)
Tab	命令或文件名补全;当有多种选择时，系统会发出声音或视觉铃声，如果选择太多，则会询问你是否都想看
Tab Tab	显示文件或命令补全的可能性

Shell脚本

Shell是一个命令行解释器，它为用户提供了一个向Linux内核发送请求以便运行程序的界面系统级程序，用户可以用shell来启动、挂起、停止甚至是编写一些程序。

脚本的编写和执行

• 脚本格式要求：
  • 1.脚本以#!/bin/bash开头，指定其解释器
  • 2.脚本需要有可执行权限
• 脚本常用的执行方式：
  • 1.赋予脚本x权限，然后输入脚本的绝对路径或者相对路径执行，如./hello.sh
  • 2.指定sh，直接执行，如sh hello.sh 或者 bash hello.sh

#!/bin/bash
echo "hello,world"

Shell的变量

介绍

1. Linux Shell的变量分为系统变量和用户自定义变量
2. 系统变量：$HOME、$PWD、$SHELL、$USER等
3. 显示当前shell中所有的变量：set

变量定义

基本语法

# 定义变量
变量=值
# 撤销变量
unset 变量
# 声明静态变量,这种变量不能unset
readonly 变量

注意事项：
等号两侧不能有空格
变量名称严格区分大小写，一般大写
变量名称可由字母数字下划线组成，不可以数字开头

将命令的返回值赋给变量

# 反引号，运行里面的命令，并把结果返回给变量A
A=`date`
# 等价于反引号
A=$(date)

环境变量的设置

# 将shell变量输出为环境变量/全局变量
export 变量名=变量值
# 让修改后的配置信息立即生效
source 配置文件
# 查询环境变量的值
echo $变量名

# 输出所有环境变量，包括全局变量、局部变量
set
# 输出全局环境变量
env

#删除变量或函数
unset 变量名

位置参数变量

如果希望获取到命令行的参数信息，就可以使用位置参数变量

基本语法

• $n：n为数字，$0为命令本身，$1-$9代表第1到9个参数，10以上需要用大括号，如${10}
• $*：代表命令行中所有的参数，整体看待
• $@：代表命令行中所有的参数，区分看待，使用双引号 " 包含时可以明显看到区别
• $#：代表命令行中所有参数的个数

预定义变量

shell设计者事先已经定义好的变量

• $$：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)
• $_：上次命令传递的最后一个参数
• $?：最后一次执行的命令的返回状态
  这个变量的值为0，那么上一个命令正确执行，如果非0则不正确

拓展变量

• result=${parameter:-word} 如果parameter为空，则word赋值给result，否则输出parameter
• result=${parameter:=word} 如果parameter为空，则word赋值给result和parameter，否则输出parameter
• result=${parameter:?word} 如果parameter为空，则word当做stderr输出，否则输出parameter
• result=${parameter:+word} 如果parameter为空，什么都不做，否则word赋值给result

字符串

字符串（String）就是一系列字符的组合。字符串是 Shell 编程中最常用的数据类型之一（除了数字和字符串，也没有其他类型了）。

字符串有三种形式：

• 由单引号' '包围的字符串：
  • 任何字符都会原样输出，在其中使用变量是无效的。
  • 字符串中不能出现单引号，即使对单引号进行转义也不行。
• 由双引号" "包围的字符串：
  • 如果其中包含了某个变量，那么该变量会被解析（得到该变量的值），而不是原样输出。
  • 字符串中可以出现双引号，只要它被转义了就行。
• 不被引号包围的字符串
  • 不被引号包围的字符串中出现变量时也会被解析，这一点和双引号” “包围的字符串一样。
  • 字符串中不能出现空格，否则空格后边的字符串会作为其他变量或者命令解析。

# 强引用，将字符串$(date)赋值给A
A='$(date)'
# 识别特殊符号，弱引用,将命令date的结果赋值给A
A="$(date)"
# 将命令date的结果赋值给A，连续的符号可使用，有空格则有歧义
A=$(date)

字符串拼接（连接、合并）

在 Shell 中你不需要使用任何运算符，将两个字符串并排放在一起就能实现拼接。请看下面的例子：

str1=$A$B  #中间不能有空格
str2="$A $B"  #如果被双引号包围，那么中间可以有空格
str3=$A": "$B  #中间可以出现别的字符串
str4="$A: $B"  #这样写也可以
str5="${A}is: ${B}"  #如果有字符串，需要给变量名加上大括号

字符串截取

格式	说明
${变量}	返回变量值
${#变量}	返回变量长度，字符长度
${变量:start}	从变量的左边第 start 个字符开始截取，直到最后。start 为正整数
${变量:start:length}	从变量的左边第 start 个字符开始，向右截取 length 个字符。
${变量:0-start}	从变量的右边第 start 个字符开始截取，直到最后。
${变量:0-start:length}	从变量的右边第 start 个字符开始，向右截取 length 个字符。
${变量#word}	从变量开头，删除最短匹配的word
${变量##word}	从变量开头，删除最长匹配的word
${变量%word}	从变量结尾开始，删除最短匹配的word
${变量%%word}	从变量结尾开始，删除最长匹配的word
${变量/pattern/string}	用 string 代替第一个匹配的 pattern。
${变量//pattern/string}	用 string 代替所有 pattern。

多行注释

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注释内容
!

运算符

基本语法

1. $((运算式))或$[运算式]或expr m + n
2. 注意expr运算符间要有空格，如果希望将expr的结果赋给变量，使用反引号
3. 乘：\*(在使用expr时需要转义)
   除：/
   取余：%

条件判断

基本语法 [ condition ](注意前后要有空格)
只要非空即返回true

常用判断条件

• 字符串比较（=）
• 两个整数的比较
  • -lt（小于）
  • -le（小于等于）
  • -eq（等于）
  • -gt（大于）
  • -ge（大于等于）
  • -ne（不等于）
• 按照文件权限进行判断
  • -r （有读的权限）
  • -w （有写的权限）
  • -x（有执行的权限）
• 按照文件类型进行判断
  • -f（文件存在并且是一个常规文件）
  • -e（文件存在）
  • -d（文件存在并是一个目录）

流程控制

if判断

if [ 条件判断式 ]
then 
	代码
fi

if [ 条件判断式 ]
then
	代码
elif [ 条件判断式 ]
then
	代码
fi

case语句

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

for循环

for 变量 in 值1 值2 值3...
do
代码
done

for ((初始值:循环控制条件:变量变化))
do
代码
done

while循环

while [ 条件判断式 ]
do
代码
done

read读取控制台输入

基本语法

read [选项] 参数

选项

• -p指定读取值时的提示符
• -t指定读取值时等待的时间(s)
• 参数：指定变量名

系统函数

1. basename [pathname] [suffix]
   返回完整路径最后/的部分，常用于获取文件名，suffix为后缀，如果指定了会把结果中的suffix去掉
2. dirname [pathname]
   返回完整路径最后/之前的部分，常用于返回路径部分

自定义函数

基本语法

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

调用的时候 funname [值]

---

本文参考

1. HZ_Samuel
2. Stephen_Tao