Shell 编程入门

走进 Shell 编程的大门

为什么要学Shell？

学一个东西，我们大部分情况都是往实用性方向着想。从工作角度来讲，学习 Shell 是为了提高我们自己工作效率，提高产出，让我们在更少的时间完成更多的事情。

很多人会说 Shell 编程属于运维方面的知识了，应该是运维人员来做，我们做后端开发的没必要学。我觉得这种说法大错特错，相比于专门做Linux运维的人员来说，我们对 Shell 编程掌握程度的要求要比他们低，但是shell编程也是我们必须要掌握的！

目前Linux系统下最流行的运维自动化语言就是Shell和Python了。

两者之间，Shell几乎是IT企业必须使用的运维自动化编程语言，特别是在运维工作中的服务监控、业务快速部署、服务启动停止、数据备份及处理、日志分析等环节里，shell是不可缺的。Python 更适合处理复杂的业务逻辑，以及开发复杂的运维软件工具，实现通过web访问等。Shell是一个命令解释器，解释执行用户所输入的命令和程序。一输入命令，就立即回应的交互的对话方式。

另外，了解 shell 编程也是大部分互联网公司招聘后端开发人员的要求。下图是我截取的一些知名互联网公司对于 Shell 编程的要求。

大型互联网公司对于shell编程技能的要求

什么是 Shell？

简单来说“Shell编程就是对一堆Linux命令的逻辑化处理”。

W3Cschool 上的一篇文章是这样介绍 Shell的，如下图所示。 什么是 Shell？

Shell 编程的 Hello World

学习任何一门编程语言第一件事就是输出HelloWord了！下面我会从新建文件到shell代码编写来说下Shell 编程如何输出Hello World。

(1)新建一个文件 helloworld.sh :touch helloworld.sh，扩展名为 sh（sh代表Shell）（扩展名并不影响脚本执行，见名知意就好，如果你用 php 写 shell 脚本，扩展名就用 php 好了）

(2) 使脚本具有执行权限：chmod +x helloworld.sh

(3) 使用 vim 命令修改helloworld.sh文件：vim helloworld.sh(vim 文件———>进入文件——->命令模式———>按i进入编辑模式——->编辑文件 ———->按Esc进入底行模式——->输入:wq/q! （输入wq代表写入内容并退出，即保存；输入q!代表强制退出不保存。）)

helloworld.sh 内容如下：

  1. #!/bin/bash
  2. #第一个shell小程序,echo 是linux中的输出命令。
  3. echo  "helloworld!"

shell中 # 符号表示注释。shell 的第一行比较特殊，一般都会以#!开始来指定使用的 shell 类型。在linux中，除了bash shell以外，还有很多版本的shell， 例如zsh、dash等等…不过bash shell还是我们使用最多的。

(4) 运行脚本:./helloworld.sh 。（注意，一定要写成 ./helloworld.sh ，而不是 helloworld.sh ，运行其它二进制的程序也一样，直接写 helloworld.sh ，linux 系统会去 PATH 里寻找有没有叫 helloworld.sh 的，而只有 /bin, /sbin, /usr/bin，/usr/sbin 等在 PATH 里，你的当前目录通常不在 PATH 里，所以写成 helloworld.sh 是会找不到命令的，要用./helloworld.sh 告诉系统说，就在当前目录找。）

shell 编程Hello World

Shell 变量

Shell 编程中的变量介绍

Shell编程中一般分为三种变量：

  1. 我们自己定义的变量（自定义变量）: 仅在当前 Shell 实例中有效，其他 Shell 启动的程序不能访问局部变量。
  2. Linux已定义的环境变量（环境变量， 例如：$PATH, $HOME 等…, 这类变量我们可以直接使用），使用 env 命令可以查看所有的环境变量，而set命令既可以查看环境变量也可以查看自定义变量。
  3. Shell变量 ：Shell变量是由 Shell 程序设置的特殊变量。Shell 变量中有一部分是环境变量，有一部分是局部变量，这些变量保证了 Shell 的正常运行

常用的环境变量:

PATH 决定了shell将到哪些目录中寻找命令或程序 HOME 当前用户主目录 HISTSIZE　历史记录数 LOGNAME 当前用户的登录名 HOSTNAME　指主机的名称 SHELL 当前用户Shell类型 LANGUGE 　语言相关的环境变量，多语言可以修改此环境变量 MAIL　当前用户的邮件存放目录 PS1　基本提示符，对于root用户是#，对于普通用户是$

使用 Linux 已定义的环境变量：

比如我们要看当前用户目录可以使用：echo $HOME命令；如果我们要看当前用户Shell类型 可以使用echo $SHELL命令。可以看出，使用方法非常简单。

使用自己定义的变量：

  1. #!/bin/bash
  2. #自定义变量hello
  3. hello="hello world"
  4. echo $hello
  5. echo  "helloworld!"

使用自己定义的变量

Shell 编程中的变量名的命名的注意事项：

  • 命名只能使用英文字母，数字和下划线，首个字符不能以数字开头，但是可以使用下划线（_）开头。
  • 中间不能有空格，可以使用下划线（_）。
  • 不能使用标点符号。
  • 不能使用bash里的关键字（可用help命令查看保留关键字）。

Shell 字符串入门

字符串是shell编程中最常用最有用的数据类型（除了数字和字符串，也没啥其它类型好用了），字符串可以用单引号，也可以用双引号。这点和Java中有所不同。

单引号字符串：

  1. #!/bin/bash
  2. name='SnailClimb'
  3. hello='Hello, I  am '$name'!'
  4. echo $hello

输出内容：

  1. Hello, I am SnailClimb!

双引号字符串：

  1. #!/bin/bash
  2. name='SnailClimb'
  3. hello="Hello, I  am "$name"!"
  4. echo $hello

输出内容：

  1. Hello, I am SnailClimb!

Shell 字符串常见操作

拼接字符串：

  1. #!/bin/bash
  2. name="SnailClimb"
  3. # 使用双引号拼接
  4. greeting="hello, "$name" !"
  5. greeting_1="hello, ${name} !"
  6. echo $greeting  $greeting_1
  7. # 使用单引号拼接
  8. greeting_2='hello, '$name' !'
  9. greeting_3='hello, ${name} !'
  10. echo $greeting_2  $greeting_3

输出结果：

输出结果

获取字符串长度：

  1. #!/bin/bash
  2. #获取字符串长度
  3. name="SnailClimb"
  4. # 第一种方式
  5. echo ${#name} #输出 10
  6. # 第二种方式
  7. expr length "$name";

输出结果:

  1. 10
  2. 10

使用 expr 命令时，表达式中的运算符左右必须包含空格，如果不包含空格，将会输出表达式本身:

  1. expr 5+6    // 直接输出 5+6
  2. expr 5 + 6       // 输出 11

对于某些运算符，还需要我们使用符号\进行转义，否则就会提示语法错误。

  1. expr 5 * 6       // 输出错误
  2. expr 5 \* 6      // 输出30

截取子字符串:

简单的字符串截取：

  1. #从字符串第 1 个字符开始往后截取 10 个字符
  2. str="SnailClimb is a great man"
  3. echo ${str:0:10} #输出:SnailClimb

根据表达式截取：

  1. #!bin/bash
  2. #author:amau
  4. var="http://www.runoob.com/linux/linux-shell-variable.html"
  6. s1=${var%%t*}#h
  7. s2=${var%t*}#http://www.runoob.com/linux/linux-shell-variable.h
  8. s3=${var%%.*}#http://www
  9. s4=${var#*/}#/www.runoob.com/linux/linux-shell-variable.html
  10. s5=${var##*/}#linux-shell-variable.html

Shell 数组

bash支持一维数组（不支持多维数组），并且没有限定数组的大小。我下面给了大家一个关于数组操作的 Shell 代码示例，通过该示例大家可以知道如何创建数组、获取数组长度、获取/删除特定位置的数组元素、删除整个数组以及遍历数组。

  1. #!/bin/bash
  2. array=(1 2 3 4 5);
  3. # 获取数组长度
  4. length=${#array[@]}
  5. # 或者
  6. length2=${#array[*]}
  7. #输出数组长度
  8. echo $length #输出：5
  9. echo $length2 #输出：5
  10. # 输出数组第三个元素
  11. echo ${array[2]} #输出：3
  12. unset array[1]# 删除下标为1的元素也就是删除第二个元素
  13. for i in ${array[@]};do echo $i ;done # 遍历数组，输出： 1 3 4 5 
  14. unset arr_number; # 删除数组中的所有元素
  15. for i in ${array[@]};do echo $i ;done # 遍历数组，数组元素为空，没有任何输出内容

Shell 基本运算符

说明：图片来自《菜鸟教程》

Shell 编程支持下面几种运算符

  • 算数运算符
  • 关系运算符
  • 布尔运算符
  • 字符串运算符
  • 文件测试运算符

算数运算符

算数运算符

我以加法运算符做一个简单的示例（注意：不是单引号，是反引号）：

  1. #!/bin/bash
  2. a=3;b=3;
  3. val=`expr $a + $b`
  4. #输出：Total value : 6
  5. echo "Total value : $val"

关系运算符

关系运算符只支持数字，不支持字符串，除非字符串的值是数字。

shell关系运算符

通过一个简单的示例演示关系运算符的使用，下面shell程序的作用是当score=100的时候输出A否则输出B。

  1. #!/bin/bash
  2. score=90;
  3. maxscore=100;
  4. if [ $score -eq $maxscore ]
  5. then
  6.    echo "A"
  7. else
  8.    echo "B"
  9. fi

输出结果：

  1. B

逻辑运算符

逻辑运算符

示例：

  1. #!/bin/bash
  2. a=$(( 1 && 0))
  3. # 输出：0；逻辑与运算只有相与的两边都是1，与的结果才是1；否则与的结果是0
  4. echo $a;

布尔运算符

布尔运算符

这里就不做演示了，应该挺简单的。

字符串运算符

字符串运算符

简单示例：

  2. #!/bin/bash
  3. a="abc";
  4. b="efg";
  5. if [ $a = $b ]
  6. then
  7.    echo "a 等于 b"
  8. else
  9.    echo "a 不等于 b"
  10. fi

输出：

  1. a 不等于 b

文件相关运算符

文件相关运算符

使用方式很简单，比如我们定义好了一个文件路径file="/usr/learnshell/test.sh" 如果我们想判断这个文件是否可读，可以这样if [ -r $file ] 如果想判断这个文件是否可写，可以这样-w $file，是不是很简单。

shell流程控制

if 条件语句

简单的 if else-if else 的条件语句示例

  1. #!/bin/bash
  2. a=3;
  3. b=9;
  4. if [ $a -eq $b ]
  5. then
  6.    echo "a 等于 b"
  7. elif [ $a -gt $b ]
  8. then
  9.    echo "a 大于 b"
  10. else
  11.    echo "a 小于 b"
  12. fi

输出结果：

  1. a 小于 b

相信大家通过上面的示例就已经掌握了 shell 编程中的 if 条件语句。不过，还要提到的一点是，不同于我们常见的 Java 以及 PHP 中的 if 条件语句，shell if 条件语句中不能包含空语句也就是什么都不做的语句。

for 循环语句

通过下面三个简单的示例认识 for 循环语句最基本的使用，实际上 for 循环语句的功能比下面你看到的示例展现的要大得多。

输出当前列表中的数据：

  1. for loop in 1 2 3 4 5
  2. do
  3.     echo "The value is: $loop"
  4. done

产生 10 个随机数：

  1. #!/bin/bash
  2. for i in {0..9};
  3. do 
  4.    echo $RANDOM;
  5. done

输出1到5:

通常情况下 shell 变量调用需要加 $,但是 for 的 (()) 中不需要,下面来看一个例子：

  1. #!/bin/bash
  2. for((i=1;i<=5;i++));do
  3.     echo $i;
  4. done;

while 语句

基本的 while 循环语句：

  1. #!/bin/bash
  2. int=1
  3. while(( $int<=5 ))
  4. do
  5.     echo $int
  6.     let "int++"
  7. done

while循环可用于读取键盘信息：

  1. echo '按下 <CTRL-D> 退出'
  2. echo -n '输入你最喜欢的电影: '
  3. while read FILM
  4. do
  5.     echo "是的！$FILM 是一个好电影"
  6. done

输出内容:

  1. 按下 <CTRL-D> 退出
  2. 输入你最喜欢的电影: 变形金刚
  3. 是的！变形金刚 是一个好电影

无限循环：

  1. while true
  2. do
  3.     command
  4. done

shell 函数

不带参数没有返回值的函数

  1. #!/bin/bash
  2. hello(){
  3.     echo "这是我的第一个 shell 函数!"
  4. }
  5. echo "-----函数开始执行-----"
  6. hello
  7. echo "-----函数执行完毕-----"

输出结果：

  1. -----函数开始执行-----
  2. 这是我的第一个 shell 函数!
  3. -----函数执行完毕-----

有返回值的函数

输入两个数字之后相加并返回结果：

  1. #!/bin/bash
  2. funWithReturn(){
  3.     echo "输入第一个数字: "
  4.     read aNum
  5.     echo "输入第二个数字: "
  6.     read anotherNum
  7.     echo "两个数字分别为 $aNum 和 $anotherNum !"
  8.     return $(($aNum+$anotherNum))
  9. }
  10. funWithReturn
  11. echo "输入的两个数字之和为 $?"

输出结果：

  1. 输入第一个数字: 
  2. 1
  3. 输入第二个数字: 
  4. 2
  5. 两个数字分别为 1 和 2 !
  6. 输入的两个数字之和为 3

带参数的函数

  1. #!/bin/bash
  2. funWithParam(){
  3.     echo "第一个参数为 $1 !"
  4.     echo "第二个参数为 $2 !"
  5.     echo "第十个参数为 $10 !"
  6.     echo "第十个参数为 ${10} !"
  7.     echo "第十一个参数为 ${11} !"
  8.     echo "参数总数有 $# 个!"
  9.     echo "作为一个字符串输出所有参数 $* !"
  10. }
  11. funWithParam 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 73

输出结果：

  1. 第一个参数为 1 !
  2. 第二个参数为 2 !
  3. 第十个参数为 10 !
  4. 第十个参数为 34 !
  5. 第十一个参数为 73 !
  6. 参数总数有 11 个!
  7. 作为一个字符串输出所有参数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 73 !