概论

shell属于一种解释性语言，不需要编译即可运行。由于是解释性语言，运行时的效率会比较低。

例如：递归方法计算从1到n的加和。

shell有很多种，例如 sh，bash，csh，zsh，ksh等

sh：Bourne Shell

bash：Bourne Again Shell

我们默认使用的是 bash，所以接下来主要讲解 bash中的语法

脚本示例

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

运行结果是输出一行 Hello, World!

运行方式

作为可执行文件运行：

chmod +x test.sh # 赋予脚本可以执行的权限
./test.sh # 当前路径下执行
# 以下是输出结果：
Hello, World!
#也可以有不同路径的执行命令：
/home/acs/test.sh # 绝对路径执行
~/test.sh # 家目录下执行

用解释器执行：

bash test.sh
# 以下是输出结果：
Hello, World!

注释

单行注释

#后面的即是注释部分

# 这是一行注释
echo "Hello, World!" # 这也是注释

多行注释

:<<EOF
This is the first line of notes.
This is the second line of notes.
This is the third line of notes.
EOF

其中的 EOF可以换成其他任何字符串，例如：

:<<KevinYao
This is the first line of notes.
This is the second line of notes.
This is the third line of notes.
KevinYao

:<<!
This is the first line of notes.
This is the second line of notes.
This is the third line of notes.
!

变量

定义变量

没有类型的说明，直接对变量进行赋值即可

name1=kevin # 可以不加引号
name2='kevin' # 单引号
name3="keivn" # 双引号

使用变量

name=keivn
echo $name # 输出keivn
echo ${name} # 输出kevin
echo ${name}acwing # 输出kevinacwing

使用变量时，需要在前面写 $符号。而加大括号 {}则是为了约束变量名称的范围，本例中，如果最后一行不加大括号，则会输出变量名为 nameacwing的值

只读变量

name=ykw
readonly name
declare -r name # 两种方法都可以定义只读变量
# 尝试修改时会报错：
-bash: name: readonly variable

删除变量

使用 unset可以删除变量

name=ykw
unset name
echo ${name} # 此时会输出空行

变量类型

  1. 自定义变量（局部变量

子进程不能访问的变量

  1. 环境变量（全局变量

子进程可以访问的变量

自定义->环境

name=ykw
export name # 第一种方法
declare -x name # 第二种方法

环境->自定义

export name=ykw
declare +x name # 改为自定义变量

字符串变量

可以用单引号、双引号，也可以不用引号。两种引号的区别：

  • 单引号内的内容会原样输出，不会执行、取变量
  • 双引号内的内容会进行执行、取变量
name=ykw
echo 'Hello, $name \"hh\"'
echo "Hello, $name \"hh\""
# 依次输出：
Hello, $name \"hh\"
Hello, ykw "hh" # 双引号中的`\"`会转义输出成`"`

获取字符串长度：

name=ykw
echo ${#name} # 输出结果为3

提取子串Substitution：

name="KevinYao"
echo ${name:0:5} # 下标从0开始。提取从0开始的5个字符。0表示起始位置，5表示子串长度

数组

一个数组中可以存放多个不同类型的值，只支持一维数组，初始化时不需要指明数组的大小

数组下标从0开始

定义和初始化

数组元素用小括号包裹，元素之间用空格隔开

array=(1 abc "def" kevin)

也可以直接定义某个元素的值，等价于上面的指令：

array[0]=1
array[1]=abc
array[2]="def"
array[3]=keivn

读取数组中某个元素的值

${array[index]} # 格式。其中index为某个元素的下标

例如：

array=(1 abc "def" yxc)
echo ${array[0]}
echo ${array[1]}
echo ${array[2]}
echo ${array[3]}

读取整个数组

${array[@]}
${array[*]} # 两种写法

例如：

array=(1 abc "def" yxc)

echo ${array[@]}  # 第一种写法
echo ${array[*]}  # 第二种写法
# 输出结果如下：
1 abc def yxc

数组长度

即读取整个数组：

${#array[@]}
${#array[*]}  # 两种写法

例如：

array=(1 abc "def" yxc)

echo ${#array[@]}  # 第一种写法
echo ${#array[*]}  # 第二种写法
# 输出结果如下：
4

注意和说明

可以稀疏地定义数组元素的下标，只占用相应的内存和长度：

array[0]=1
array[1]=abc
array[1000]=kevin
echo ${#array[*]}
# 输出结果如下：
3

expr指令

expr用于求表达式的值，格式为：

expr 表达式

输出内容

  • stdout中会输出结果。而对于逻辑表达式，如果结果为真，stdout为1；否则为0
  • exit code会返回状态值。对于一般表达式均为0。而对于逻辑表达式，如果结果为真，exit code为0；否则为1

整数表达式

进行算术操作时，会将参数转化成整数，如果转化失败会报错

  • 包含加减乘除取模运算
  • 小括号可以表示优先级
  • 小括号和乘号需要转义
a=3
b=4

echo `expr $a + $b` # 输出7
echo `expr $a - $b` # 输出-1
echo `expr $a \* $b` # 输出12，*需要转义
echo `expr $a / $b` # 输出0，整除
echo `expr $a % $b` # 输出3
echo `expr \( $a + 1 \) \* \( $b + 1 \)` # 输出20，值为(a + 1) * (b + 1)

注意要有空格否则会报错

字符串表达式

  • length STRING：返回 STRING的长度
  • index STRING TAR：在 STRING中依次查找 TAR的字符，返回第一个在 STRING中出现的字符的位置。下标从1开始
  • substr STRING POS LEN：返回一个子串。子串从 POS开始，长度为 LEN。下标从1开始
str="Hello, World!"
echo `expr length "$str"` # 前后用飘号包裹，表示执行该命令。输出13
echo `expr index "$str" aWd` # 输出0
echo `expr substr "$str" 2 3` # 输出ell

逻辑表达式

  • |或运算

至少有一个为真，则为真；两个全为假，则为假。

如果第一个为真，则直接返回第一个参数的值，并且无需判断第二个。

如果第一个为假，则继续判断第二个，若为真，则返回第二个参数的值；若为假，则返回0（此时表达式为假

  • &与运算

两个全为真，则为真；至少有一个为假，则为假。

如果表达式为真，则返回第一个参数的值。

如果表达式为假，则返回0

同样有短路原则：如果第一个为假，则不会判断第二个

与运算和或运算的返回值只能是参数值或者0

  • 比较大小的运算符 < <= = == != >= >

比较两端的参数。如果为真，则返回1，否则返回0

会先将参数转化成整数，如果失败，则按照字符串比较

其中 =和 ==等价，由于 C/C++的习惯，我们更常用 ==

a=3
b=4

echo `expr $a \> $b`  # 输出0，>需要转义
echo `expr $a '<' $b`  # 输出1，也可以将特殊字符用引号引起来
echo `expr $a '>=' $b`  # 输出0
echo `expr $a \<\= $b`  # 输出1

c=0
d=5

echo `expr $c \& $d`  # 输出0。假，输出0
echo `expr $a \& $b`  # 输出3。真，输出第一个参数的值
echo `expr $c \| $d`  # 输出5。真，但第一个为0，所以输出第二个参数的值
echo `expr $a \| $b`  # 输出3。真，输出第一个参数的值

注意需要加空格

read指令

read用于从标准输入 stdin读取单行数据，可以有空格。可以类比为 scanf或者 gets()

参数说明

  • -p：可以呈现提示信息
  • -t：可以限制输入时间限制，即输入字符的等待时间，超过时间之后会跳过执行本条命令，单位为s
read name # 读取name的值
read -p "Please input your name: " -t 30 name # 读入name的值，等待时间30秒

echo命令

输出字符串

string=ykw
echo "My name is ${string}" # 变量格式
echo "Hello, World!" # 常量字符串
echo Hello, World # 引号可以省略

显示转义字符

只能使用双引号，单引号不显示转义字符

echo "\"Hello, World!\""
echo \"Hello, World!\" # 也可以省略双引号

输出换行

使用 \n进行换行，需要添加参数 -e

echo -e "Hello, World!\n"
# 除了转义字符换行之外，echo自带换行，会在输出最后进行换行。

输出不换行

使用 \c取消换行，同样需要参数 -e

echo -e "Hello, World!\c"

此时会取消 echo的自动换行

结果定向至文件

echo "Hello, World!" > output.txt # 将内容以覆盖的方式输出到output.txt中

不转义、取变量输出

name=ykw
echo '$name\"'
# 输出结果如下：
$name\"

输出命令结果

echo `date`
echo `ls`
# 输出该命令本来应该stdout输出的内容，等价于：
echo $(date)
echo $(ls)

printf命令

用于格式化输出，类似于 C/C++中的 printf，相比于 echo，不会在末尾自动换行

格式：

printf FORMAT [arguments]

示例：

printf "%10d.\n" 123  # 占10位，右对齐
printf "%-10.2f.\n" 123.123321  # 占10位，保留2位小数，左对齐
printf "My name is %s\n" "yxc"  # 格式化输出字符串
printf "%d * %d = %d\n"  2 3 `expr 2 \* 3` # 表达式的值作为参数

输出结果：

       123.
123.12    .
My name is yxc
2 * 3 = 6

test命令和判断符号[]

用于判断文件类型和比较变量

逻辑运算符

  • ||或运算
  • &&与运算

同样具有短路原则。表达式的 exit code为0则表示真，为非0则表示假。

test -e test.sh && echo "exist" || echo "Not exist"

分析：分成三个表达式。

如果文件 test.sh存在，test -e test.sh则为真。而后面的 echo "exist"必为真。所以如果文件存在，则输出 exist。此时前面的两个表达式的总值为真，根据 ||的短路原则，不用判断后面的 echo "Not exist"表达式

如果文件不存在，则 test表达式为假。而后面的 echo "exist"不用判断，因为 &&的短路原则说明其已经为假。而 ||虽然前面为假，仍然需要看第二个表达式，而第二个 echo必为真，且执行，输出 Not exist

[]的用法

  • []和 test的用法基本一致
  • 中括号内的每一项都要用空格隔开
  • 变量要用双引号包裹
name="Kevin Yao"
[ "$name" == "Kevin Yao" ] # 如果不用引号，由于变量中有空格，则会被判定为参数过多，相当于：
[ $name == "Kevin Yao" ] # 错误。

判断语句

可以类比 C/C++中的 if-else语句

格式：

if condition
then
    sen1
    sen2
    ...
fi

示例：

a=3
b=4

if [ "$a" -lt "$b" ] && [ "$a" -gt 2 ]
then
    echo ${a}在范围内
fi
# 输出结果：
3在范围内

单层if-else

if condition
then
    语句1
    语句2
    ...
else
    语句1
    语句2
    ...
fi
a=3
b=4

if ! [ "$a" -lt "$b" ]
then
    echo ${a}不小于${b}
else
    echo ${a}小于${b}
fi
# 输出结果：
3小于4

多层elif

a=4

if [ $a -eq 1 ]
then
    echo ${a}等于1
elif [ $a -eq 2 ]
then
    echo ${a}等于2
elif [ $a -eq 3 ]
then
    echo ${a}等于3
else
    echo 其他
fi

惊天大秘密

if后面一定是一个 condition

例如

if expr 3 '>' 3
then
    echo "hhh"
fi
# 输出内容：
0
# 不会输出hhh，因为if判断expr语句是假。

由于expr后面是逻辑语句，且为假，所以此时的expr会输出在 stdout一个0；而其返回值 exit code则为1

但是 if判断的就是这条命令，而不用取输出值。所以有错误写法：

if `expr 3 '>' 3 `
then 
    echo "hhh"
fi
# 此时会报错：
0: command not found

分析：由于expr前后加了飘号，导致其实际上是给了 if一个expr的 stdout进行判断。相当于：

if 0
then
    echo "hhh"
fi

由于 if后面不是一个命令，所以会报错：没有0这个命令

惊天大秘密：expr命令有 stdout标准输出值，也有 exit code返回值。并且当为逻辑判断时，二者相反

实际上我们用 if语句时很少会进行这种判断，大部分都是使用 test和 []，所以惊天大秘密的分析讲解更多用于理解 stdout标注输出值和 exit code返回值

最后修改：2024 年 01 月 21 日
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