一、 Shell 編程

1. 簡介

Shell 是一個用 C 語言編寫的程序，通過 Shell 用戶可以訪問操作系統(tǒng)內(nèi)核服務。

Shell 既是一種命令語言，又是一種程序設計語言。

Shell script 是一種為 shell 編寫的腳本程序。Shell 編程一般指 shell 腳本編程，不是指開發(fā) shell 自身。

Shell 編程跟 java、php 編程一樣，只要有一個能編寫代碼的文本編輯器和一個能解釋執(zhí)行的腳本解釋器就可以了。

Linux 的 Shell 解釋器 種類眾多，一個系統(tǒng)可以存在多個 shell，可以通過 cat /etc/shells 命令查看系統(tǒng)中安裝的 shell 解釋器。

Bash 由于易用和免費，在日常工作中被廣泛使用。同時，Bash 也是大多數(shù) Linux 系統(tǒng)默認的 Shell。

shell 解釋器

java 需要虛擬機解釋器, 同理 shell 腳本也需要解析器，如下所示：

2. 快速入門

1) 編寫腳本

新建 /export/hello.sh 文件，內(nèi)容如下：

#!/bin/bash

echo 'hello world'

#!是一個約定的標記，它告訴系統(tǒng)這個腳本需要什么解釋器來執(zhí)行，即使用哪一種 Shell。

echo 命令用于向窗口輸出文本。

2) 執(zhí)行 shell 腳本

執(zhí)行方式一

或

[root@node01 shells] /bin/bash 01.sh
hello world

問題：bash 和 sh 是什么關系?

答：sh 是 bash 的 快捷方式

執(zhí)行方式二

方式一的簡化方式：

問題：為什么可以省略 /bin/

答：因為 PATH 環(huán)境變量中增加了 /bin/目錄, 所以 使用/bin/sh 等類似指令時, 可以省略 /bin

執(zhí)行方式三

./文件名

[root@node01 shells] ./hello.sh
-bash: ./01.sh: 權限不夠

問題：權限不夠怎么辦?

3. shell 變量

1) 簡介

在 shell 腳本中, 定義變量時，變量名不加美元符號$，如：

your_name='runoob.com'

注意 : 變量名和等號之間不能有空格，這可能和你熟悉的所有編程語言都不一樣。

同時，變量名的命名須遵循如下規(guī)則：

• 命名只能使用英文字母，數(shù)字和下劃線，首個字符不能以數(shù)字開頭。
• 中間不能有空格，可以使用下劃線_。
• 不能使用標點符號。
• 不能使用 bash 里的關鍵字（可用 help 命令查看保留關鍵字）。

有效的 Shell 變量名示例如下：

RUNOOB
LD_LIBRARY_PATH
_var
var2

無效的變量命名：

除了顯式地直接賦值，還可以用語句給變量賦值，如：

for file in `ls /etc`

或

以上語句將 /etc 下目錄的文件名循環(huán)出來。

2) 使用變量

使用一個定義過的變量，只要在變量名前面加美元符號即可，如：

your_name='zhangsan'

echo $your_name

echo ${your_name}

變量名外面的花括號是可選的，加不加都行，加花括號是為了幫助解釋器識別變量的邊界，比如下面這種情況：

如果不給 skill 變量加花括號，寫成echo 'I am good at $skillScript'，解釋器就會把$skillScript當成一個變量（其值為空），代碼執(zhí)行結(jié)果就不是我們期望的樣子了。

推薦給所有變量加上花括號，這是個好的編程習慣。

已定義的變量，可以被重新定義，如：

your_name='tom'
echo $your_name
your_name='alibaba'
echo $your_name

這樣寫是合法的，但注意，第二次賦值的時候不能寫$your_name='alibaba'，使用變量的時候才加美元符。

3) 刪除變量

使用 unset 命令可以刪除變量。語法：

變量被刪除后不能再次使用。unset 命令不能刪除只讀變量。

實例

#!/bin/sh
myUrl='http://www.runoob.com'
unset myUrl
echo $myUrl

以上實例執(zhí)行將沒有任何輸出。

4) 只讀變量

使用 readonly 命令可以將變量定義為只讀變量，只讀變量的值不能被改變。

下面的例子嘗試更改只讀變量，結(jié)果報錯：

運行腳本，結(jié)果如下：

/bin/sh: NAME: This variable is read only.

4. 字符串

字符串是 shell 編程中最常用最有用的數(shù)據(jù)類型（除了數(shù)字和字符串，也沒啥其它類型好用了），字符串可以用單引號，也可以用雙引號，也可以不用引號。

1) 單引號

輸出結(jié)果為:

I am goot at $skill

單引號字符串的限制：

• 單引號里的任何字符都會原樣輸出，單引號字符串中的變量是無效的；
• 單引號字串中不能出現(xiàn)單獨一個的單引號（對單引號使用轉(zhuǎn)義符后也不行），但可成對出現(xiàn)，作為字符串拼接使用。

2) 雙引號

輸出結(jié)果為：

I am goot at java

雙引號的優(yōu)點：

• 雙引號里可以有變量
• 雙引號里可以出現(xiàn)轉(zhuǎn)義字符

3) 獲取字符串長度

4) 提取子字符串

substring(2)

substring(2,3)

以下實例從字符串第 2 個字符開始截取 4 個字符：

str='I am goot at $skill'

echo ${str:2}    # 輸出結(jié)果為: am goot at java  從第二個字符開始截取,到結(jié)尾

echo ${str:2:2}    # 輸出結(jié)果為: am  從第二個字符開始截取,截取2個字符

5) 查找子字符串

查找字符 i 或 o 的位置(哪個字母先出現(xiàn)就計算哪個)：

注意： 以上腳本中 ` 是反引號(Esc 下面的)，而不是單引號 '，不要看錯了哦。

5. 傳遞參數(shù)

我們可以在執(zhí)行 Shell 腳本時，向腳本傳遞參數(shù)，腳本內(nèi)獲取參數(shù)的格式為：$n。

n 代表一個數(shù)字，1 為執(zhí)行腳本的第一個參數(shù)，2 為執(zhí)行腳本的第二個參數(shù)，以此類推……

實例

以下實例我們向腳本傳遞三個參數(shù)，并分別輸出，其中 $0 為執(zhí)行的文件名：

vim /export/sh/param.sh

#!/bin/bash

echo 'Shell 傳遞參數(shù)實例！';

echo '執(zhí)行的文件名：$0';

echo '第一個參數(shù)為：$1';

echo '第二個參數(shù)為：$2';

echo '第三個參數(shù)為：$3';

為腳本設置可執(zhí)行權限，并執(zhí)行腳本，輸出結(jié)果如下所示：

Shell 傳遞參數(shù)實例！

執(zhí)行的文件名：./param.sh

第一個參數(shù)為：1

第二個參數(shù)為：2

第三個參數(shù)為：3

另外，還有幾個特殊字符用來處理參數(shù)：

執(zhí)行腳本，輸出結(jié)果如下所示：

$ chmod +x test.sh

$ ./test.sh 1 2 3

Shell 傳遞參數(shù)實例！

第一個參數(shù)為：1

參數(shù)個數(shù)為：3

傳遞的參數(shù)作為一個字符串顯示：1 2 3

$* 與 $@ 區(qū)別：

• 相同點：都是引用所有參數(shù)。
• 不同點：只有在雙引號中體現(xiàn)出來。假設在腳本運行時寫了三個參數(shù) 1、2、3，，則 ' * ' 等價于 '1 2 3'（傳遞了一個參數(shù)），而 '@' 等價于 '1' '2' '3'（傳遞了三個參數(shù)）。

執(zhí)行腳本，輸出結(jié)果如下所示：

$ chmod +x test.sh

$ ./test.sh 1 2 3

-- $* 演示 ---
1 2 3

-- $@ 演示 ---
1
2
3

6. Shell 算術運算符

1) 簡介

Shell 和其他編程一樣，支持包括：算術、關系、布爾、字符串等運算符。

原生 bash 不支持簡單的數(shù)學運算，但是可以通過其他命令來實現(xiàn)，例如 expr。

expr 是一款表達式計算工具，使用它能完成表達式的求值操作。

例如，兩個數(shù)相加：

注意：

表達式和運算符之間要有空格，例如 2+2 是不對的，必須寫成 2 + 2。

完整的表達式要被 ` 包含，注意不是單引號，在 Esc 鍵下邊。

下表列出了常用的算術運算符，假定變量 a 為 10，變量 b 為 20：

注意：條件表達式要放在方括號之間，并且要有空格，例如: [$a==$b] 是錯誤的，必須寫成 [ $a == $b ]。

2) 例子

#!/bin/bash

a=4

b=20

#加法運算

each expr $a + $b

#減法運算

echo expr $a - $b

#乘法運算，注意*號前面需要反斜杠

echo expr $a \* $b

#除法運算

echo $a / $b



此外，還可以通過(())、$(())、$[]進行算術運算。



 ((a++))

echo 'a = $a'

c=$((a + b))

d=$[a + b]

echo 'c = $c'

echo 'd = $d'

7. 流程控制

1) if else

1.1 if

if 語句語法格式：

demo

[root@hadoop01 export]# cat if_test.sh
#!/bin/bash

a=20

if [ $a -gt 10 ]; then
        echo 'a 大于 10'
fi

末尾的 fi 就是 if 倒過來拼寫，后面還會遇到類似的。

1.2 if else

if else 語法格式：

1.3 if else-if else

if else-if else 語法格式：

if condition1; then
    command1
elif condition2; then
    command2
else
    commandN
fi

以下實例判斷兩個變量是否相等：

關系運算符

關系運算符只支持數(shù)字，不支持字符串，除非字符串的值是數(shù)字。

下表列出了常用的關系運算符，假定變量 a 為 10，變量 b 為 20：

案例:

2) for 循環(huán)

格式

for variable in (list); do
    command
    command
    ...
done

練習

代碼如下:

#!/bin/bash

# 需求1: 遍歷 1~5
for i in 1 2 3 4 5; do
        echo $i;
done
# 需求2: 遍歷 1~100
for i in {1..100}; do
        echo $i
done
# 需求3: 遍歷 1~100之間的奇數(shù)
for i in {1..100..2}; do
        echo $i
done
# 需求4: 遍歷 根目錄 下的內(nèi)容
for f in `ls /`; do
        echo $f
done

3) while 語句

while 循環(huán)用于不斷執(zhí)行一系列命令，也用于從輸入文件中讀取數(shù)據(jù)；命令通常為測試條件。其格式為：

需求: 計算 1~100 的和

#!/bin/bash

sum=0
i=1
while [ $i -le 100 ]; do
        sum=$[ sum + i]
        i=$[ i + 1 ]
done

echo $sum

運行腳本，輸出：

使用中使用了 Bash let 命令，它用于執(zhí)行一個或多個表達式，變量計算中不需要加上 $ 來表示變量，具體可查閱：Bash let 命令：http://www.runoob.com/linux/linux-comm-let.html。

4) 無限循環(huán)

無限循環(huán)語法格式：

while true; do
    command
done

#!/bin/bash

while true; do
        date
        sleep 1
done

5) case(switch)

Shell case 語句為多選擇語句?？梢杂?case 語句匹配一個值與一個模式，如果匹配成功，執(zhí)行相匹配的命令。case 語句格式如下：

case 工作方式如上所示。取值后面必須為單詞 in，每一模式必須以右括號結(jié)束。取值可以為變量或常數(shù)。匹配發(fā)現(xiàn)取值符合某一模式后，其間所有命令開始執(zhí)行直至 ;;。

取值將檢測匹配的每一個模式。一旦模式匹配，則執(zhí)行完匹配模式相應命令后不再繼續(xù)其他模式。如果無一匹配模式，使用星號 * 捕獲該值，再執(zhí)行后面的命令。

下面的腳本提示輸入 1 到 4，與每一種模式進行匹配：

echo '輸入 1 到 4 之間的數(shù)字:'

read aNum

case $aNum in
    1)  echo '你選擇了 1'
    ;;

    2)  echo '你選擇了 2'
    ;;

    3)  echo '你選擇了 3'
    ;;

    4)  echo '你選擇了 4'
    ;;

    *)  echo '你沒有輸入 1 到 4 之間的數(shù)字'
    ;;
esac

輸入不同的內(nèi)容，會有不同的結(jié)果，例如：

6) 跳出循環(huán)

在循環(huán)過程中，有時候需要在未達到循環(huán)結(jié)束條件時強制跳出循環(huán)，Shell 使用兩個命令來實現(xiàn)該功能：break 和 continue。

break命令

break 命令允許跳出所有循環(huán)（終止執(zhí)行后面的所有循環(huán)）。

需求: 執(zhí)行死循環(huán) 每隔1秒打印當前時間, 執(zhí)行10次停止

continue

continue 命令與 break 命令類似，只有一點差別，它不會跳出所有循環(huán)，僅僅跳出當前循環(huán)。

需求: 打印 1~30, 注意 跳過3的倍數(shù)

8. 函數(shù)使用

1) 函數(shù)的快速入門

• 格式

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

• 可以帶 function fun() 定義，也可以直接 fun() 定義,不帶任何參數(shù)。
• 參數(shù)返回，可以顯示加：return 返回，如果不加，將以最后一條命令運行結(jié)果，作為返回值。return 后跟數(shù)值 n(0-255)

• 快速入門

  #!/bin/bash

demoFun () {

    echo '這是我的第一個 shell 函數(shù)!'

}

echo '-----函數(shù)開始執(zhí)行-----'
demoFun
echo '-----函數(shù)執(zhí)行完畢-----'


2) 傳遞參數(shù)給函數(shù)

在 Shell 中，調(diào)用函數(shù)時可以向其傳遞參數(shù)。在函數(shù)體內(nèi)部，通過 $n 的形式來獲取參數(shù)的值，例如，$1表示第一個參數(shù)，$2表示第二個參數(shù)...

帶參數(shù)的函數(shù)示例：

#!/bin/bash

funWithParam(){
    echo '第一個參數(shù)為 $1 !'
    echo '第二個參數(shù)為 $2 !'
    echo '第十個參數(shù)為 $10 !'
    echo '第十個參數(shù)為 ${10} !'
    echo '第十一個參數(shù)為 ${11} !'
    echo '參數(shù)總數(shù)有 $# 個!'
    echo '作為一個字符串輸出所有參數(shù) $* !'
}

funWithParam 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 73

輸出結(jié)果：

注意，$10 不能獲取第十個參數(shù)，獲取第十個參數(shù)需要${10}。當n>=10時，需要使用${n}來獲取參數(shù)。

另外，還有幾個特殊字符用來處理參數(shù)：

9. 數(shù)組

1) 定義數(shù)組

數(shù)組中可以存放多個值。Bash Shell 只支持一維數(shù)組（不支持多維數(shù)組），初始化時不需要定義數(shù)組大?。?。

與大部分編程語言類似，數(shù)組元素的下標由 0 開始。

Shell 數(shù)組用括號來表示，元素用空格符號分割開，語法格式如下：

array_name=(value1 value2 value3 ... valuen)

實例

#!/bin/bash

my_array=(A B 'C' D)

我們也可以使用下標來定義數(shù)組:

array_name[0]=value0

array_name[1]=value1

array_name[2]=value2

2) 讀取數(shù)組

讀取數(shù)組元素值的一般格式是：

實例

#!/bin/bash

my_array=(A B 'C' D)

echo '第一個元素為: ${my_array[0]}'

echo '第二個元素為: ${my_array[1]}'

echo '第三個元素為: ${my_array[2]}'

echo '第四個元素為: ${my_array[3]}'

執(zhí)行腳本，輸出結(jié)果如下所示：

獲取數(shù)組中的所有元素

使用@ 或 * 可以獲取數(shù)組中的所有元素，例如：

#!/bin/bash

my_array[0]=A
my_array[1]=B
my_array[2]=C
my_array[3]=D

echo '數(shù)組的元素為: ${my_array[*]}'
echo '數(shù)組的元素為: ${my_array[@]}'

執(zhí)行腳本，輸出結(jié)果如下所示：

獲取數(shù)組的長度

獲取數(shù)組長度的方法與獲取字符串長度的方法相同，例如：

#!/bin/bash
my_array[0]=A
my_array[1]=B
my_array[2]=C
my_array[3]=D

echo '數(shù)組元素個數(shù)為: ${#my_array[*]}'
echo '數(shù)組元素個數(shù)為: ${#my_array[@]}'

執(zhí)行腳本，輸出結(jié)果如下所示：

3) 遍歷數(shù)組

方式一

#!/bin/bash

my_arr=(AA BB CC)

for var in ${my_arr[*]}
do
  echo $var
done

方式二

10) 加載其它文件的變量

簡介

和其他語言一樣，Shell 也可以包含外部腳本。這樣可以很方便的封裝一些公用的代碼作為一個獨立的文件。

Shell 文件包含的語法格式如下：

. filename   # 注意點號(.)和文件名中間有一空格

或

source filename

練習

定義兩個文件 test1.sh 和 test2.sh，在 test1 中定義一個變量arr=(java c++ shell),在 test2 中對arr進行循環(huán)打印輸出。

第一步: vim test1.sh

第二步: vim test2.sh

#!/bin/bash

source ./test1.sh  # 加載test1.sh 的文件內(nèi)容

for var in ${my_arr[*]}

do

  echo $var

done

第三步: 執(zhí)行 test2.sh

好處 :

1. 數(shù)據(jù)源 和 業(yè)務處理 分離
2. 復用 代碼擴展性更強