# shell入门学习

作者：Seiya

时间：2019年05月17日

# 前言

起初，计算机从卡片或磁带中读入程序并生成单个报表。没有操作系统，也没有图形化显示器，甚至连交互式提示符都没有。

到了20世纪60年代，计算机开始支持使用交互式终端（通常是电传打字设备或高级打字机）来调用命令。

当贝尔实验室为全新的Unix操作系统创建了交互式用户界面之后，计算机便拥有了一项独有的特性。它可以从文本文件（称为shell脚本）中读取并执行命令，就好像这些命令是在终端中输入的一样。

这种能力是生产力上的一次巨大飞跃。程序员们再也不用输入一堆命令来执行一系列操作，shell脚本不仅节省了时间，而且清楚明白地表明了所执行的操作。

# 预备基础知识

# 终端提示符

命令都是在终端会话中输入并执行的。打开终端时会出现一个提示符。其形式通常如下：

username@hostname$

$表示普通用户，#表示管理员用户root。

# 脚本的开头

shell脚本通常以 shebang 起始，如下所示：

#!/bin/bash

/bin/bash是Bash的解释器命令路径，脚本中只有第一行可以使用 shebang 来定义解释该脚本所使用的解释器。shebang是一个文本行，其中#!位于解释器路径之前。

shebang这个词其实是两个字符名称（sharp-bang）的简写。在Unix的行话里，用sharp或hash（有时候是mesh）来 称呼字符“ # ”， 用bang来称呼惊叹号“ ! ”， 因而shebang合起来就代表了这两个字符。

# 脚本的注释

注释部分以#为起始，一直延续到行尾。注释行通常用于描述代码或是在调试期间禁止执行某行代码。

# 脚本的运行

• chmod u+x 赋予文件属主执行文件的权限;

• 直接调用解释器, 将脚本文件作为参数传入 (比如 bash hi.sh);

# shell编程基础

shell脚本的关键在于输入多个命令并处理每个命令的结果，可以让你将多个命令串起来，一次执行完成，甚至可以将一个命令的结果传给另一个命令。

# 显示消息

大多数 shell 命令都会产生自己的输出，这些输出会显示在脚本所运行的控制台显示器上。但很多时候，你可能需要通过 echo 命令添加自己的文本消息来告诉脚本用户脚本正在做什么。

echo命令可用单引号或双引号来划定文本字符串：

echo "当前时间为: "

如果想把文本字符串和命令输出显示在同一行中，可以使用 echo -n 命令：

echo -n "当前时间为: "

# 使用变量

# 1. 环境变量

shell维护着一组环境变量，用来记录特定的系统信息。比如系统的名称、登录到系统上的用户名、用户的系统ID等。在脚本中，你可以在环境变量名称之前加上美元符（$）来使用这些环境变量：

echo "当前用户为: $USER" 
echo UID: $UID 
echo HOME: $HOME

# 2. 用户变量

定义变量允许临时存储数据并在整个脚本中使用，从而使shell脚本看起来更像一个真正的计算机程序。

使用等号将值赋给用户变量。在变量、等号和值之间不能出现空格：

days=10
guest="攻城狮" 
echo "$guest 在 $days 天前测试了一个脚本"

# 命令替换

shell脚本中最有用的特性之一就是可以从命令输出中提取信息，并将其赋给变量。

将命令输出赋给变量的两种方法：

• 反引号字符（`）

#!/bin/bash 
testing=`date`
echo "当前时间为: " $testing

# 输出
当前时间为: 2019年 5月17日 星期五 15时06分58秒 CST

• $( )格式

#!/bin/bash 
testing=$(date) 
echo "当前时间为: " $testing

# 输出
当前时间为: 2019年 5月17日 星期五 15时06分58秒 CST

# 重定向输入和输出

有些时候你想要保存某个命令的输出而不仅仅只是让它显示在显示器上。bash shell提供了几个操作符，可以将命令的输出重定向到另一个位置（比如文件）。

# 1. 输出重定向

最基本的重定向将命令的输出发送到一个文件中，如果输出文件已经存在了，重定向操作符会用新的文件数据覆盖已有文件。bash shell用大于号（>）来完成这项功能：

#!/bin/bash 
date > test
cat test

# 输出
2019年 5月17日 星期五 15时06分58秒 CST

如果想要将命令的输出追加到已有文件中，可以用双大于号（>>）来追加数据：

#!/bin/bash 
date >> test
cat test

# 输出
2019年 5月17日 星期五 15时06分58秒 CST
2019年 5月17日 星期五 15时07分28秒 CST

# 2. 输入重定向

输入重定向将文件的内容重定向到命令，而非将命令的输出重定向到文件。 输入重定向符号是小于号（<）：

#!/bin/bash 
wc < test

# 输出
2      10      96

还有另外一种输入重定向的方法，称为内联输入重定向。这种方法无需使用文件进行重定向，只需要在命令行中指定用于输入重定向的数据就可以了。

wc << EOF
> wo jiu shi chuan shuo
> wo  jiao ao le ma
> EOF

# 输出
2      10      40

# 管道连接

重定向输入和输出虽然很方便，但仍然是一种比较繁琐的信息生成方式。我们用不着将命令输出重定向到文件中，可以将其直接重定向到另一个命令，这个过程叫管道连接。

date | wc

# 输出
1       6      48

我们还可以搭配使用重定向和管道来将输出保存到文件中：

date | wc > test

# 执行数学运算

在shell脚本中有两种途径来进行数学运算：

# 1. expr命令

expr命令允许在命令行 上处理数学表达式，但是特别笨拙：

expr 1 + 5

尽管 expr 看起来很好用，实际上却有相当大的局限。比如：无法识别有特殊含义的运算符，运算符连接的两个数字之间必须含有空格，最令人头痛的是它在脚本中使用过程中相当麻烦，所以不推荐使用。

# 2. 使用方括号

在bash中，在将一个数学运算结果赋给某个变量时，可以用美元符和方括号（$[ operation ]）将数学表达式围起来：

$ var1=$[1 + 5]
$ echo $var1

# 输出
6

$ var2=$[$var1 * 2] 
$ echo $var2 

# 输出
12

# 3. 浮点解决方案

最常见的方案是使用内建的bash计算器：bc

#!/bin/bash 
var1=$(echo "scale=4; 3.44 / 5" | bc) 
echo The answer is $var1

# 输出
The answer is .6880

浮点运算是由内建变量scale控制的。必须将这个值设置为你希望在计算结果中保留的小数位数，否则无法得到期望的结果。上面的例子运用了命令替换，在脚本中实现了浮点运算。

这个方法适用于较短的运算，但有时你会涉及更多的数字。如果需要进行大量运算，最好的办法是使用内联输入重定向，它允许你直接在命令行中重定向数据：

#!/bin/bash
var1=10.46 
var2=43.67
var3=33.2 
var4=71

var5=$(bc << EOF
scale = 4 
a1 = ( $var1 * $var2) 
b1 = ($var3 * $var4) 
a1 + b1 
EOF 
)
echo The final answer for this mess is $var5

# 输出
The final answer for this mess is 2813.9882

# 退出脚本

# 1. 退出状态码

shell中运行的每个命令都使用退出状态码（exit status）告诉shell它已经运行完毕。Linux提供了一个专门的变量 $? 来保存上个已执行命令的退出状态码。对于需要进行检查的命令，必须在其运行完毕后立刻查看或使用$?变量。

按照惯例，一个成功结束的命令的退出状态码是0。如果一个命令结束时有错误，退出状态码就是一个正数值。

几个常见的退出状态码：

- 无效命令会返回一个退出状态码 127；

- 退出状态码 126 表明用户没有执行命令的正确权限；

- 退出状态码 1 表明给某个命令提供了无效参数；

# 2. exit命令

默认情况下，shell脚本会以脚本中的最后一个命令的退出状态码退出。你可以改变这种默认行为，返回自己的退出状态码。exit命令允许你在脚本结束时指定一个退出状态码。

#!/bin/bash 
var1=10 
var2=30 
var3=$[$var1 + $var2] 
echo The answer is $var3 
exit 3

也可以在exit命令的参数中使用变量：

exit $var3

# shell逻辑控制

# for循环

bash shell中for循环的基本语法：

for var in list 
do 
    commands 
done

c语言风格的语法：

for (( a = 1; a < 10; a++ ))
do 
    commands 
done

# while循环

bash shell中while循环的基本语法：

while test command 
do 
    other commands 
done

# until循环

until命令和while命令工作的方式完全相反。until命令要求你指定一个通常返回非零退出状态码的测试命令。只有测试命令的退出状态码不为0，bash shell才会执行循环中列出的命令。一旦测试命令返回了退出状态码0，循环就结束了。

bash shell中until循环的基本语法：

until test command 
do 
    other commands 
done

# 嵌套循环

循环语句可以在循环内使用任意类型的命令，包括其他循环命令。

# 循环控制

# 1. break命令

break 命令是退出循环的一个简单方法。 可以用 break命令来退出任意类型的循环， 包括 while和until循环。

使用break命令的几种情况：

• 跳出单个循环

• 跳出内部循环

• 跳出外部循环

# 2. continue命令

continue命令可以提前中止某次循环中的命令，但并不会完全终止整个循环。

# 条件控制

# if命令

bash shell中if语句的基本语法：

if condition1
then
    command1
elif condition2 
then 
    command2
else
    command3
fi

# 条件判断

Shell中的 test 命令用于检查某个条件是否成立，它可以进行数值、字符和文件三个方面的判断：

• 数值判断：

• 字符串判断：

• 文件判断：

# shell处理用户输入

# 命令行参数

向shell脚本传递数据的最基本方法是使用命令行参数。

$ ./test.sh 10 30

# 1. 读取参数

bash shell会将一些特殊变量分配给输入到命令行中的所有参数，这些参数称为位置参数（positional parameter）。比如：$0 是程序名，$1 是第一个参数，$2 是第二个参数，依次类推，直到第九个参数 $9。

# 2. 参数统计

bash shell提供了一个特殊变量 $#，它含有脚本运行时携带的命令行参数的个数，你可以在脚本中任何地方使用这个特殊变量。

# 3. 抓取参数

有时候需要抓取命令行上提供的所有参数，我们可以使用一组其他的特殊变量来解决这个问题。

• $* 变量

$* 变量会将命令行上提供的所有参数当作一个单词保存。

• $@ 变量

$@ 变量会将命令行上提供的所有参数当作同一字符串中的多个独立的单词。

# 处理选项

未完待续...