一文掌握Shell

Shell概述

Shell是一个命令行解释器，它接收应用程序/用户命令，然后调用操作系统内核。也就是说，它起到的是一个翻译的作用。
Shell还是一个功能强大的编程语言，易编写、调试，灵活性强。

脚本的常用执行方式

1. sh + 脚本路径

   sh 脚本路径
   

2. bash + 脚本路径

   bash 脚本路径
   

3. 直接使用脚本的路径

   脚本路径
   

   但是这样可能会遇到一些问题：

   终端显示：没有权限执行。我们详细看看这个脚本的权限：

   根据我们的Linux基础知识可以发现，这个文件是没有”x“权限的，而”x“权限就是程序运行权限，因此，我们只需给这个文件加上运行权限即可：

   chmod +x 脚本路径
   

注意事项：上面的1、2、3种执行Shell的方式，本质上都是打开了一个子Bash执行，当前的Bash不会受影响，除了source启动：

source 脚本路径

source是Bash内置的一个命令，效果等同于”.“。

Linux中的sh解释器

在一个Linux中有多个sh解释器，它们的名字存储在etc下的shells文件中，我们可以使用命令查看：

cat /etc/shells

我们可以看到类似以下的打印内容：

这其中的每一个都是一个解释器。

Linux中的/etc

在Linux系统中，/etc文件夹用于存储系统的配置文件和目录，它包含了多个应用程序和系统组件的配置文件，用于定义系统和软件的行为：

这个目录中的东西我们是不能随意修改的。

编写sh脚本

第一个sh脚本

按照惯例，我们每一门编程语言的第一个程序都是输出一行”hello world“，这里也不例外：

#!/bin/bash

echo hello world

看着这个代码，我们会发现并不陌生，因为代码的执行主体就是我们的echo命令，这是因为Linux的大部分命令（小部分命令可以直接与Linux系统内核进行沟通）本就是通过sh解释器进行了“翻译”之后才能够正常执行的。而我们的Shell编程也是使用sh解释器进行解释，即：Shell 编程是通过将多个 Linux 命令组合在一起来创建脚本或程序的过程。
除了echo指令外，还有一行代码：

#!/bin/bash

在Shell中，“#”是用作注释的符号，但这里是”#!“，它是hashbang或shebang的符号，用于指定脚本执行时使用的解释器。
在本例中，我们指定需要/bin/bash作为本脚本的解释器。这行代码不是必须的，如果我们没有使用hashbang来指定解释器，系统就会使用默认的sh解释器来解释该脚本。

变量

Shell中的变量可以分为两类：系统预定义变量和自定义变量。
Shell中的变量也有全局变量和局部变量之分。全局变量在所有Bash进程中都有效，局部变量仅在当前Bash进程中有效。
在子Bash中，对变量做任何更改都不会影响父Bash。

1. 系统预定义变量

• 常用系统变量：$HOME、$PWD、$SHELL、$USER等等。
• 使用set可以显示当前Shell中的所有变量，包括全局变量和局部变量

2. 自定义变量

• 基本语法：

  变量名=值
  

  注意：“=”前后不能有空格！
• 撤销变量：

  unset 变量名
  

• 声明静态变量（只读变量）：

  readonly 变量名
  

  注意：静态变量不能unset
• 将自定义变量导出为环境变量：

  export 变量名
  

3. 变量定义规则

1. 变量名称可以由字母、数字和下划线组成，但是不能能以数字开头，环境变量名建议大写
2. 等号两侧不能有空格
3. 在Bash中，变量默认类型都是字符串类型，无法直接进行数值运算
4. 变量的值如果有空格，需要使用双引号或单引号包裹起来

单引号和双引号的区别

在Shell中，单引号和双引号有着不同的作用

1. 双引号（“”）：
   • 双引号允许在字符串中使用变量，并会对变量进行扩展。比如，$var会被展开为对应变量的值
   • 双引号内部可以使用转义字符，比如\n表示换行符，\"表示双引号本身
   • 双引号内部的特殊字符会被解释和展开，比如命令替换($(command)或 `command)、参数替换($((expression))或$[expression]、$variable等)
   • 双引号不会对特殊字符作为字面量值进行转义
2. 单引号（‘’）：
   • 单引号将字符串视为字面量，不会对其中的内容作任何扩展或解释。内容会被原样输出
   • 单引号适用于在字符串中包含特殊字符或避免变量扩展的场景

4. 特殊变量

1. $n：n为数字，代表参数名称，$0为运行脚本时使用的脚本路径，0~99为运行脚本时传入的参数
2. $#：获取输入参数的个数，常用于循环，判断参数的个数是否正确以及加强脚本的健壮性
3. $*：它代表命令行中的所有参数，将所有的参数看作一个整体
4. $@：也代表命令行中的所有参数，不同的是，它会将参数区分对待
5. $?：表示最后一次执行的命令的返回状态，如果这个变量的值为0，证明上一个命令正确执行；如果这个变量非0（具体是哪个数，由执行的命令确定），则证明上一个命令执行不正确

运算符

在Shell中，我们不能直接进行数学运算：

# 计算1+2的值
echo $((1+2))
echo $[1+2]

这两种表达方式都是一样的，在Shell中，所有的数学计算都是这样，只需要注意包裹一下就好了，其他的跟别的语言没什么区别。
若是我们想使用运算对变量赋值，就不一样了，需要使用双引号包裹起来：

temp="$((1*5))"
echo $temp

命令替换

在Shell中，还有命令替换，跟上面说过的运算符有点像：

$()

其实命令替换运算符有很多种，这个只是其中一种，它更简洁、常用。

条件判断

条件判断就是一般编程语言中的if语句

test condition
[ condition ]

后者需要注意：condition前后需要有空格，并且条件非空即为true。

常用判断语句

1. 两个整数之间的比较：

   -eq 等于（equal）
   -ne 不等于（not equal）
   -lt 小于（less than）
   -le 小于等于（less equal）
   -gt 大于（greater than）
   -ge 大于等于（greater equal）
   

2. 按照文件权限进行判断：

   -r 有读权限（read）
   -w 有写权限（write）
   -x 有执行权限（execute）
   

3. 按照文件类型进行判断：

   -e 文件存在（existence）
   -f 文件存在并且是一个常规的文件（file）
   -d 文件存在并且是一个目录（directory）
   

流程控制

if语句

在Shell中，每种括号都是有用的，因此，Shell中不使用花括号包裹执行程序：

• 单分支：

  if [ ]
  then
  	执行程序
  fi
  

• 多分支：

  if [ ]
  then
  	执行程序
  elif
  then
  	执行程序
  fi
  

需要注意：除了else，其他的语句之后都需要使用then。

case语句

跟其它编程语言一样，它是用于处理多分支语句的：

case $变量名 in
"值1")
	如果符合这个，则执行这段程序
;; # 必须以两个分号结尾
"值2")
	如果符合这个，则执行这段程序
;;
	...
*)
	如果都不符合，就执行这个
;;
esac

while循环

while [ condition ]
do
	执行程序
done

read读取控制台输入

read是Linux内置的命令，而不是Shell提供的：

read (选项) (参数)

• 选项，这里我们讲两个最常用的选项：
  • -p（prompt）：指定读取值时的提示符
  • -t（time）：指定读取值时等待的时间（秒），若是不加-t，则会一直等待
• 参数：
  • 变量：指定读取值的变量名

函数

函数也一样分为两种：系统函数和自定义函数。

系统函数

以下两个函数都是属于Linux系统提供的函数，在某些类Unix系统中可能也能使用。这两个函数本质上都是做的字符串操作。

1. basename

basename [string/pathname] suffix]

这个函数会删除所有前缀包括最后一个”/"，然后将字符串显示出来；suffix是后缀，如果suffix被指定了，basename会将pathname或string中的suffix去掉。

2. dirname

dirname 文件绝对路径

会从给定的包含绝对路径的文件名中去除文件名（非目录部分），然后返回剩下的路径（目录部分）。

自定义函数

[ function ] funcname[()]
{
	执行程序
	[return int;]
}

调用这个函数的时候”()“中的参数列表可有可无，调用参数采用$1，$2等。
函数的返回值只能通过$?进行获取，return也是可有可无的，若是没有，将会以最后一条语句的执行情况作为返回值，return的数字也有要求：0~255。

Shell示例

接下来给出一个示例，涵盖了Shell编程中的所有知识点：

#! /bin/bash

# if语句
if [ $1="input" ]
then
	echo "Hello Shell"
elif [ $1!="output" ]
then
	echo exit
else
	echo "Good bye"
fi


# while循环
temp=$2
while [ $temp -lt 10 ]
do
	echo "whileing"
	temp=$(($temp+1))
done


# case的使用
case $temp in
	"10")
		echo "while正常执行"
		;;
	*)
		echo "while执行异常，temp=$temp"
		;;
esac

# 使用read进行终端读取
read -p "请随便输入：" input
echo "input=$input"


# 当前文件名为
echo "当前文件名为：$(basename $0)"
# 更改文件后缀
echo "文件名更换为txt：$(basename $0 .sh).txt"
# 当前文件的路径为
echo "当前文件的路径为：$(dirname $0)"


# 编写一个函数
func(){
	echo "函数func正在被调用"
	echo "传入func的参数为：$1，即文件路径"
	return 1;
}
# 调用这个函数
func "$0"
echo "函数的返回值为$?"