Linux常用命令--shell编程

发表于 2023-03-13 更新于 2024-04-03 分类于技术， linux ， linux常用命令

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摘要

本文介绍shell编程的语法规则。
本文基于CentOS8(x86_64)

文件头

1 2	#!/bin/sh :指定执行脚步的shell路径 #!/usr/bin/env bash :从env中查找指定的shell路径

如果没有为脚本设置文件头指定执行脚本的shell路径，则默认使用运行脚本的用户的shell

注释语法

# : 使用#进行单行注释，要讲某行注释，就在该行行首添加#

系统变量

变量名	描述
$SHELL	默认Shell
$HOME	当前用户家目录
$IFS	内部字段分隔符
$LANG	默认语言
$PATH	默认可执行程序路径
$PWD	当前目录
$UID	当前用户ID
$USER	当前用户
$HISTSIZE	历史命令大小，可通过HISTTIMEFORMAT变量设置命令执行时间
$RANDOM	随机生成一个0至32767的整数
$HOSTNAME	主机名

特殊变量

$0 : 当前脚本的文件名（间接运行时还包括绝对路径）。
$n : 传递给脚本或函数的参数。n 是一个数字，表示第几个参数。例如，第一个参数是 $1 。
$# : 传递给脚本或函数的参数个数。
$* : 传递给脚本或函数的所有参数。
$@ : 传递给脚本或函数的所有参数。被双引号 "$@" 包含时，与 "$*" 不同，下面将会讲到。
$? : 上个命令的退出状态(0:success 非0:error)，或函数的返回值。这个非常有用，常用语法是：if [ $? -eq 0 ]。
$$ : 当前 Shell 进程 ID。对于 Shell 脚本，就是这些脚本所在的进程 ID。
$_ : 上一个命令的最后一个参数
$! : 后台运行的最后一个进程的 ID 号

小贴士
$* 和 $@ 都表示传递给函数或脚本的所有参数，不被双引号 "" 包含时，都以独立个体"$1" "$2" … "$n" 的形式输出所有参数。
但是当它们被双引号 "" 包含时，"$*"会将所有的参数作为一个整体输出，"$@"依旧会以独立个体"$1" "$2" … "$n" 的形式输出所有参数。

# $*
for i in $*
do
	echo $i
done
# sh test.sh 1 2 3 4，此时输出
1
2
3
4

# "$*"
for i in "$*"
do
    echo $i
done
# sh test.sh 1 2 3 4，此时输出
1 2 3 4

# $@
for i in $@
do
    echo $i
done
# sh test.sh 1 2 3 4，此时输出
1
2
3
4

# "$@"
for i in "$@"
do
    echo $i
done
# sh test.sh 1 2 3 4，此时输出
1
2
3
4

获取参数数量：

1	paramSize=${#@}

自定义变量

字符串

# 定义一个字符串变量
s1="content"

# 定义一个变量接收之前定义过的变量，使用变量时需要使用 $+变量名称
s2=$s1

# 定义一个变量为之前定义过的变量与其它字符串的组合，此时可以使用 {} 将变量名称括起来以避免歧义
s3="${s1}_test"

# 定义一个变量接收日期字符串，``括起来的内容会优先执行，并把结果赋值给变量
s4=`date +%F' '%T`
now=`date +%Y%m%d_%H%M%S`

小贴士
$与${ }都是用来引用变量的，${ }通常用于划定变量名的边界
当执行 echo "$aa"的时候系统会打印变量$aa的值，当执行echo "${a}a"时打印的是${a}和字母a，如果不需要为变量名划分边界的话，$a和${a}是完全相等的。
除此之外，${ }还有一个重要的功能，就是文本处理:

1.获取字符串长度

1 2	str='hello' echo ${#str} # 5

2.字符串切片${a:b:c}: 将字符串变量a从第b个位置开始向后截取c个字符，b是指下标，下标从0开始，c可以不指定，表示截取到字符串末尾

a='hello world!'
echo ${a:0:5} # hello
# 不指定c，表示从第6个字符开始截取到字符串末尾
echo ${a:6} # world!
# 截取从倒数第一个字符开始到字符串末尾的字符
echo ${a:(-1)} # !
# 截取从倒数第 6 个字符后的 5 个字符
echo ${a:(-6):5} # world

3.替换字符串${a/b/c}: 将变量a中的b全部替换为c，开头一个正斜杠为只匹配第一个字符串，两个正斜杠为匹配所有字符。

a='hello hello world'
echo "${a/hello/hi}" # hi hello world
echo "${a//hello/hi}" # hi hi world
# 支持正则
str=123abc
echo ${str//[^0-9]/} # 123，将非数字替换为空
echo ${str//[0-9]/} # abc，将数字替换为空

4.字符串截取

# 格式：
# 删除匹配前缀
${parameter#word}
${parameter##word}
# 删除匹配后缀
${parameter%word}
${parameter%%word}
# 去掉左边，#最短匹配模式，##最长匹配模式。
% 去掉右边，%最短匹配模式，%%最长匹配模式。

# 示例
URL="http://www.baidu.com/baike/user.html"
# 匹配http://，以//为分隔符截取出右边字符串
echo ${URL#*//} # www.baidu.com/baike/user.html

# 以/为分隔符截取右边字符串，##表示尽可能多的删除，保留最少内容
echo ${URL##*/} # user.html
echo ${URL#*/}  # /www.baidu.com/baike/user.html

# 以/为分隔符截取左边字符串，%%表示尽可能多的删除，即保留最少内容
echo ${URL%%/*} # http:
echo ${URL%/*} # http://www.baidu.com/baike

5.变量状态赋值

# 格式
${VAR:-string} # 如果 VAR 变量为空则返回 string
${VAR:+string} # 如果 VAR 变量不为空则返回 string
${VAR:=string} # 如果 VAR 变量为空则重新赋值 VAR 变量值为 string
${VAR:?string} # 如果 VAR 变量为空则将 string 输出到 stderr

# 示例
# 如果变量为空就返回 hello world!
VAR=
echo ${VAR:-'hello world!'} # hello world!
echo $VAR # 空

# 如果变量不为空就返回 hello world!
VAR="hello"
echo ${VAR:+'hello world!'} # hello world!
echo $VAR # hello

#如果变量为空就重新赋值：
VAR=
echo ${VAR:=hello} # hello
echo $VAR # hello

# 如果变量为空就将信息输出 stderr
VAR=
echo ${VAR:?value is null} # -bash: VAR: value is null

数字

整数运算

支持let、$(( ))、$[ ]和expr四种方式

# 定义一个数字
a1=10

# 进行数字运算时，可以使用以下是几种运算方式中的一种
# 加法和减法
a2=$(($a1 + 5)) or a2=$((a1 + 5))
a3=$[$a1 + 5] or a3=$[a1 + 5]
# expr 要求运算符之间要有空格
a4=`expr $a1 - 5` or a4=$(expr $a1 - 5)
# let在引用变量时不需要$，另外运算符之间不能有空格
let a5=a1-5

# 乘法，注意使用expr方式时，* 要转义，
a2=$((a1 * 5))
a3=$[a1 * 5]
# expr 要求运算符之间要有空格
a4=`expr $a1 \* 5`
# let在引用变量时不需要$，另外运算符之间不能有空格
let a5=a1*5

# 除法
a2=$((a1 / 5))
a3=$[a1 / 5]
# expr 要求运算符之间要有空格
a4=`expr $a1 / 5`
# let在引用变量时不能有$，运算符之间不能有空格
let a5=a1/5

let、$(( ))或$[ ]中的变量都可以不加$前缀
在进行整数运算时，$(( ))和$[ ]的作用是等价的
建议使用let、$(( ))或$[ ]的形式进行运算，其支持正常的运算逻辑，expr稍显笨拙，比如在进行带括号的运算时

a2=$(((a1 - 5) * 5))
a3=$[(a1 - 5) * 5]

# expr 要求运算符之间要有空格
# expr需要分开独立计算
a4_1=`expr $a1 - 5`
a4_2=`expr ${a4_1} \* 5`
# let在引用变量时不需要$，另外运算符之间不能有空格
let a5=(a1-5)*5

小贴士
$()和 `` 的作用一致，都是用来做命令替换用，一般用于将命令返回的结果传递给变量

浮点数计算

x=10
y=3.211
a1=`echo "$x * 2 / $y" | bc`  # a1为6

# scale=2 保留两位小数，相当于截断不会四舍五入
a2=`echo "scale=2; $x * 2 / $y" | bc` # a2为6.22
# awk的计算会四舍五入
a2=`echo "$x $y" | awk '{printf "%.2f\n",$1*2/$2}'` #a2为6.23

# bc运算时，整数位小于1不会显示
a3=`echo "scale=2;  2 / 3" | bc` # a3为.66，不会显示为0.66
# awk可以正确显示
a3=`echo 2 3 | awk '{printf "%.2f\n",$1/$2}'` #a3为0.67

bc是一个用于执行任意精度的数学计算的命令行计算器，支持基本的数学运算、逻辑运算、变量、函数等。
awk 的计算方式比 bc 更好一些，支持精度更为准确
bc和awk的计算方式同样支持整数

2进制与10进制或16进制之间进行相互转换

关于进制转换的说明可以参看 Linux常用命令--echo与printf 中的 “不同进制之间进行相互转换”章节

# ibase=2 指定输入进制为二进制，默认为10进制。
# obase=16 指定输出进制为十六进制，默认为10进制。

# 10进制转2进制
echo "obase=2; 255" | bc # 11111111

# 10进制转16进制
echo "obase=16; 255" | bc # FF

# 2进制转10进制
echo "ibase=2; 11111111" | bc # 255
echo $((2#11111111)) # 255

# 16进制转10进制
echo "ibase=16; FF" | bc # 255
echo $((16#FF)) # 255

# 2进制转16进制，这里注意要先声明obase,再声明ibase，否则结果错误
echo "obase=16; ibase=2; 11111111" | bc  # FF

# 16进制转2进制
echo "obase=2; ibase=16; FF" | bc  # 11111111

数组

普通数组

#使用小括号定义数组，(元素之间用空格分隔，如果元素内容中就包含空格，可以使用双引号)
array=(Zero One Two Three)
array=("One" "Two Three" "Four")

# 或者使用索引进行赋值
array[0]="One"
array[1]="Two Three"
array[0]="Four"

# 遍历数组
# while遍历
i=0
while [ $i -lt ${#array[@]} ];do
    echo ${array[$i]}
    let i=i+1
done

# for遍历
for((i=0;i<${#array[@]};i++))
do
    echo ${array[i]}
done

关联数组

# 声明关联数组
declare -A array

# 初始化关联数组，注意这里key一定要加上[]，因为其表示数组的下标
array=(["apple"]="red" ["banana"]="yellow" ["grape"]="purple")

# 或者添加键值对到关联数组中
array["apple"]="red"
array["banana"]="yellow"
array["grape"]="purple"

# 输出关联数组的内容
for key in "${!array[@]}"; do
    echo "Fruit: $key, Color: ${array[$key]}"
done

数组相关操作

# 打印数组内容
echo ${array[@]}

# 打印数组长度
echo ${#array[@]}

# 打印数组key
echo ${!array[@]}

从键盘设置变量:read

read命令格式

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命令会一致等待用户输入，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，适用于机密信息的输入

示例

read a # 此时会等待用户键入变量值，比如此时输入: 3
echo $a # 3

read -t 30 -p "Please input your username:" username
read -s -t 30 -p "Please input your passsword:" password

read a b c # 可以设置多个变量，比如此时输入: 1 2 3
echo "${a}_${b}_${c}" # 1_2_3

`test`命令

test作用检查某个条件是否成立，返回值为0（真）或者其他值（假），可通过echo $?查看返回值，也常用于循环和条件语句。
test一般有三种用法：

测试文件或者文件夹是否存在
字符串比较
数值比较

测试文件或者文件夹是否存在

参数说明

-d dir :是否为目录，是目录为真
-f file :是否为常规文件，是文件为真
-x file/dir :是否可执行，可执行为真
-r file/dir :是否可读，可读为真
-w file/dir :是否可写，可写为真
-a file/dir :文件或目录是否存在，存在为真
-e file/dir :文件或目录是否存在，存在为真
-s file :文件大小是否非0，非0为真

示例

$ test -f test.sh
$ echo $?

$ test -d dir
$ echo $?

字符串比较

参数说明

参数	    说明
-z      当str为空时返回真
-n	    当str为非空时返回真
=	    两个字符串相等时返回真
==	    两个字符串相等时返回真，同=
!=	    两个字符串不相等时返回真

示例

$ test -z ''
$ echo $?  # 输出0

$ test -n 'hello'
$ echo $?  # 输出0

$ test 'hello' == 'world'
$ echo $?  # 输出1

$ test 'hello' != 'world'
$ echo $?  # 输出0

数值比较

参数说明，使用>、<等运算符时需要转义 \>、\<，或者使用如下参数替换对应的运算符

参数	    说明
-eq	    等于时返回真 ==
-ne	    不等于时返回真 !=
-lt	    小于时返回真 <
-le	    小于等于时返回真 <=
-gt	    大于时返回真 >
-ge	    大于等于时返回真 >=

示例

1 2	$ test 1 -lt 2 $ echo $? # 输出0

逻辑运算

参数说明

参数	  说明
-a	    逻辑与，二者都为真则为真
-o	    逻辑或，二者任意一个为真则为真
!	    逻辑非

示例

$ test ! -e test.sh
$ echo $?

$ test -f test.sh -a -d dir
$ echo $?

shell中的用法

i=$1
if test $i -lt 5;then
    echo "$i < 5"
else
    echo "$i >= 5"
fi

条件判断

在使用if或while等语句时，需要进行条件判断，上面我们已经见到一个while的例子，其使用[ ]来定义条件判断
实际上除了[ ]以外，我们还可以使用test、(( ))和[[ ]]来进行条件判断，那么他们之间有什么区别吗？
- [ ]是test命令的另一种形式，例如 test a == b 等同于 [ a == b ]，注意 [ 后和 ] 前都需要有空格，并且==两边也都要有空格
1
2
3
test 'hello' != 'world' ==> [ 'hello' != 'world' ]
test ! -e test.sh ==> [ ! -e test.sh ]
test $i -lt 5 ==> [ $i -lt 5 ]
- [[ ]]是[ ]的增强版，其在如下几个方面进行了增强:
  - 1.在[[ ]]中使用>、< 进行数值比较时不需要转义，但是不支持>=、<=
  - 2.支持&&和||
  1
  2
  3
  4
  # 以下三种作用相同
  [[ $a > 3 && $a != 10 ]]
  [ $a > 3 -a $a != 10 ]
  [ $a > 3 ] && [ $a != 10 ]
  - 3.[[ ]]在比较字符串时支持正则匹配和通配符匹配
  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
  # 通配符匹配
  a="linux"
  [[ $a == l?nu? ]] # 0
  [[ $a != li* ]] # 1
  
  # 正则匹配 `=~`
  a="linux"
  [[ $a =~ ^li ]]
  [[ $a =~ ^li[abn]ux ]]
- (( )) 用于条件判断时只能进行数值比较，运算符不需要转义，而且不支持-lt、-gt等等
  1
  (( $i <= 5 ))
小贴士
(( ))除了用于条件判断外，还有三种用法：
1.与$结合使用进行数学运算 : $(( ))，如：a=$((5 + 3))，a=$((2#1010)) 二进制转10进制，等等
2.在for循环命令中控制循环 : for((i=1;i<10;i++))
3.改变变量的值，且变量前不需要$ : ((i++))，没有任何输出，只是改变i的值
推荐在进行条件判断时使用[[ ]]，运算符不需要转义，而且支持正则

流程控制语句

`if`语句

# 语法1
# 因为多个语句写在同一行，所以要用;隔开
if [[ -d $path ]];then
    echo "dir"
fi
# 其实也可以这样写
if [[ -d $path ]]
then
    echo "dir"
fi

# 语法2
if [[ -d $path ]];then
    echo "dir"
else
    echo "not dir"
fi

# 语法3
if [[ -d $path ]];then
    echo "dir"
elif [[ -f $path ]];then
    echo "file"
else
    echo "not match"
fi

示例

# 判断参数个数是否正确，只允许输入一个参数
paramSize=${#@}
if [[ $paramSize == 0 || $paramSize > 1  ]];then
    echo "ERROR:需要一个参数!!!"
    exit 1
fi

# 判断参数是否为大于0的数字
if [ "$1" -gt 0 ] 2>/dev/null ;then
    echo "$1 id number"
else
    echo "ERROR: $1 is not number!"
    exit 1
fi

# 判断参数是否为整数数字，包含正整数，0，负整数
expr $1 "+" 0 &> /dev/null
if [[ $? == 0 || $1 == 0 ]];then
  echo "$1 is number"
else
  echo "$1 not number"
fi

# 如果导出文件已经存在则先删除
if [[ -a $bookId.tar.gz ]];then
    rm -rf $bookId.tar.gz
fi

# 判断字符串是否不为空
if [[ -n $str ]];then
    echo "$str is not null"
else
    echo "$str is null"
fi

`case`语句

case "$1" in
start)
    echo "start"
;;
reload)
    echo "reload"
;;
stop)
    echo "stop"
;;
status)
    echo "status"
;;
*)
    echo "$0: Usage: {start|status|stop|reload}"
    # 非0，非正常退出，exit 0 :正常退出
    exit 1
;;
esac

`select`语句

# select.sh
select var in "Linux" "UNIX" "Windows" "Other"
do
    echo "You have selected $var"
    # 跳出循环
    break
done

# 运行
$ sh select.sh
1) Linux
2) UNIX
3) Windows
4) Other
#? 2 # 输入2，表示选择第二个
You have selected UNIX

`while`循环语句

a=0
while [[ $a < 5 ]]
do
    echo $a
    ((a++))
done

`until`循环语句

类似while，不同点是条件判断为假时才执行

a=5
# 不满足条件时执行
until [[ $a == 0 ]]
do
    echo $a
    ((a--))
done

`for`循环语句

# 语法1
for((i=0;i<=10;i++))
do
    echo $i
done

# 语法2
# 使用{}和seq生成序列
for i in {1..9}   # 1 2 3 4 5 6 7 8 9
do
    echo "this is $i"
done

for i in {1..9..2}   # 1 3 5 7 9
do
    echo "this is $i"
done


for i in `seq 1 9` # 1 2 3 4 5 6 7 8 9
do
    echo "this is $i"
done

for i in `seq 1 2 9` # 1 3 5 7 9
do
    echo "this is $i"
done

# 直接列出要遍历的项
for day in Sun Mon Tue Wed Thu Fri Sat
do
    echo "The day is : $day"
done

# 将命令执行结果作为要遍历的内容
for line in `cat file`
do
    echo $line
done

# 遍历所有参数
for p in $@
do
    echo $p
done

其它语句

break : 退出本层循环，继续执行本层循环体后面的代码，注意是退出本层循环体，如果是嵌套循环，则退出break所在层的循环，并非所有的循环
continue : 跳过本次循环，不再执行continue下面的代码，回到循环判断式判断是否继续执行循环

for((i=0;i<=10;i++))
do
    if [[ $i == 0 ]];then
        # 不执行后面的语句直接进行下次循环
        continue
    fi
    echo $i
    if [[ $i == 8 ]];then
        # 跳出循环体，不再进行循环
        break
    fi
done

exit 0 : 正常退出
exit 1 : 非0，非正常退出
shift : 每执行一次，参数序列顺序左移一个位置，$#的值减1，移出去的参数不再可用

# shift.sh
if (( $# <= 0 ));then
    echo "Not enough parameters"
    exit 0
fi
sum=0
while [[ $# >= 0 ]]
do
    sum=$((sum + $1))
    shift #因为每次执行shift，所以上面的$1永远都是下一个参数
done
echo $sum

# 执行
$ sh shift.sh 1 2 3 4 5 # 输出 15

shell函数的定义与使用

shell函数定义

# 函数定义标准写法
function name() {
    statements
    [return value]
}

function : Shell 中的关键字，专门用来定义函数
name : 函数名
statements : 函数要执行的代码，也就是一组语句；
return value : 函数的返回值，其中 return 是 Shell 关键字，专门用在函数中返回一个值，这一部分可以写也可以不写。
由{ }包围的部分称为函数体，调用一个函数，实际上就是执行函数体中的代码。

# 函数定义时也可以不写 function 关键字
name() {
    statements
    [return value]
}
# 如果写了 function 关键字，也可以省略函数名后面的小括号
function name {
    statements
    [return value]
}

shell函数的调用

# 如果不传递参数，直接给出函数名字即可
name

# 如果传递参数，多个参数之间以空格分隔
name param1 param2 param3

和其它编程语言不同的是，Shell 函数在定义时不能指明参数，但是在调用时却可以传递参数，在方法体内引用时通过$1,$2,……来使用传递过来的参数

示例

# 函数定义，不需要接收参数
function start(){
    echo "start"
}
# 函数调用，在shell脚本中，可以将调用放在定义的前面
start

# 函数定义，需要接收参数，假设这里需要接收两个数字并求和
function sum(){
    return $(( $1 + $2 ))
}
# 函数调用
sum 1 2
# 输出结果
echo $?

# 多个参数求和
function getsum(){
    # 定义局部变量，变量前面要加上local关键字
    local sum=0
    for n in $@
    do
        ((sum+=n))
    done
    return $sum
}
# 函数调用
getsum 10 20 55 15  #调用函数并传递参数
# 输出结果
echo $?

shell函数中定义变量，也是全局变量，在函数体外也可以被调用，要是希望在函数体内定义的变量仅能被函数体内调用，则需要在变量前加上local关键字

运行shell

sh test.sh : 运行shell脚本
sh -x test.sh : 执行脚本，并显示全部过程
sh -n test.sh : 不执行脚本，只检查语法错误
也可以为shell脚本授予执行权限，然后通过.关键字执行，比如. ~/test.sh，或者直接通过脚本路径运行~/test.sh(注意要设置文件头指定shell)

小贴士

如果在windows环境下编写的脚步，上传到linux后需要先执行dos2unix进行编码转换，否则不能正确执行

1	dos2unix test.sh

如果dos2unix命令不存在，可以通过yum进行安装

1	yum install dos2unix -y

摘要

文件头