Shell 编程入门

Shell 是一个应用程序，充当用户界面和脚本解释器，是用户使用 Linux 系统的桥梁。大多数 Linux 发行版将 Bash 作为默认的 Shell 程序，本文将以 Bash 为例，介绍如何在 Linux 环境进行 Shell 编程。Shell 脚本是一种以 Shell 程序为解释器的脚本程序。由于习惯的原因，业界所说的”Shell 编程”都是指编写 Shell 脚本，不是指 Shell 程序扩展开发。

1 一个简单的 Hello World 脚本

创建一个名为 hello.sh 的文本文件，输入一下内容并保存退出。

# Hello world demo
#!/bin/bash

echo 'Hello world!'

第一行以 # 开头表示注释，说明脚本的功能；

第二行以 #! 开头指定使用的 Shell 程序；

最后一行使用 echo 命令向屏幕打印 “Hello World!”。

shell脚本的执行有两种方式，一种是显示使用 Shell 程序执行脚本，另一种方式是给脚本添加可执行权限后直接执行脚本。

# 1. 使用 Shell 程序执行脚本
# 使用 bash 执行脚本
bash hello.sh

# 2. 先为脚本添加可执行权限，然后直接执行脚本
chmod +x hello.sh
./hello.sh

其中第二种方式直接执行脚本需要指定脚本所在路径，否则将在 Path 环境变量中检索脚本。

2 变量

2.1 定义变量

Shell 脚本中使用如下方式定义变量，注意变量名和等号之间不能有空格。

# 直接定义变量
my_name="Bob"

# 在语句中给变量赋值，例如在 for 循环中给变量赋值
for file in `ls /etc`
for file in ./xxx

2.2 使用变量

使用一个定义过的变量，只需要在变量名前面加美元符号即可，例如：

my_name="Bob"   # 定义字符串变量 my_name
echo $my_name   # 打印 my_name 的值

# 可以使用 export 将局部变量转换为全局变量,可以使用 env 命令查看所有的全局变量
export my_name

2.3 重新定义变量

直接给已经定义的变量赋值就好。

my_name="Bob"
echo <span class="katex math inline">my_name

my_name="Tom"  # 重新给变量赋值
echo</span>my_name

3 注释

以 # 号开头的行就是注释，Shell 里没有多行注释，只能每一行加一个 #，如下：

# 这是一行注释
# 这也是一行注释

4 字符串

Shell 中的字符串可以用单引号，可以用双引号，也可以不用引号。

4.1 单引号字符串

str='This is a string.'
echo <span class="katex math inline">str

my_name="Bob"
str='I am</span>my_name'
echo $str

单引号字符串的限制：

• 单引号里的任何字符都会原样输出，单引号字符串中的变量是无效的
• 单引号字符串中不能出现单引号，单引号中的单引号将会被忽略（对单引号使用转义字符也不行）

4.2 双引号字符串

my_name="Bob"
greeting="Hello, I am <span class="katex math inline">my_name!\n"
echo</span>greeting

my_name="Tom"
greeting="Hello, I am <span class="katex math inline">{my_name}!\n"
echo</span>greeting

• 双引号字符串里可以有变量

• 双引号字符串里可以出现转义字符

4.3 不加引号的字符串

不加引号的字符串不会将含有空格的字符串视为一个整体输出, 如果内容中有变量等，会先把变量解析出结果，然后在输出最终内容来，如果字符串中带有空格等特殊字符，则不能完整的输出，需要改加双引号，一般连续的字符串，数字，路径等可以用。

my_name="Bob"
# 不加引号字符串中的变量前不用加<span class="katex math inline">str=+++++name+++++
echo</span>str

4.4 反引号的字符串

如果需要调用命令的输出，或把命令的输出赋给变量，则命令必须使用反引号包含，这条命令才会执行。反引号的作用和 (命令) 是一样的，但是反引号非常容易和单引号搞混，所以推荐使用(命令) 的方式引用命令的输出。

# date被当做字符串
echo "date"

# 输出日期时间
echo `date`
echo $(date)

4.5 字符串操作

字符串操作包括拼接字符串、获取字符串的长度、提取子串、查找子串等。

# 字符串拼接
my_name="Bob"
greeting="I am "<span class="katex math inline">my_name"!"
echo</span>greeting

greeting="I am <span class="katex math inline">{my_name}"
echo</span>greeting


# 获取字符串的长度
str="abcde"
echo <span class="katex math inline">{#str}  # 输出 5


# 提取子串</span>{字符串名:起始索引:子串长度}
str="HUAWEI is a great company."
echo <span class="katex math inline">{str:12:5}   # 输出 great


# 查找子串
str="HUAWEI is a great company."
# 找出字母 H 的位置, 从 0 开始
echo</span>(expr index "$str" H) # 返回1

5 流程控制

和 Java 等语言不一样，Shell 的流程控制不可为空，如：

if (i == 0) {
    System.out.println("i is equal to 0")
} else {
    // do nothing...
}

在 Shell 中，这样写是不合法的，如果 else 分支没有语句执行，就不要写这个 else。

此外，Shell 中的方括号是一个可执行程序，在 CentOS/Ubuntu 中，它位于 /usr/bin 目录下：

ll /usr/bin/[
# 输出如下
-rwxr-xr-x 1 root root 55744 Apr  5  2024 '/usr/bin/['*

正因为方括号是一个可执行程序，方括号后面必须加空格，不能写成 if [$foo -eq 0]

5.1 if else

5.1.1 if

if condition
then
        command1
        command2
        ...
        commandN
fi

写成一行（适用于终端命令提示符）：

if `ps -ef | grep ssh`;  then echo hello; fi

末尾的 fi 就是 if 倒过来拼写，后面还会遇到类似的情况。

5.1.2 if else

if condition
then
        command1
        command2
        ...
        commandN
else
        command
fi

5.1.3 if else-if else

if condition1
then
        command1
elif condition2
        command2
else
        commandN
fi

5.2 for while

5.2.1 for

for var in item1 item2 ... itemN
do
        command1
        command2
        ...
        commandN
done

写成一行：

for var in item1 item2 ... itemN; do command1; command2… done;

5.2.2 C 风格的 for

for (( EXP1; EXP2; EXP3 ))
do
        command1
        command2
        command3
done

5.2.3 while

while condition
do
        command
done

5.3.4 死循环

while :
do
        command
done


# 或者
while true
do
        command
done

# 或者
for (( ; ; ))

5.3.5 until

until condition
do
        command
done

5.3.6 case 例子

case 的语法和 C family 语言差别很大，它需要一个 esac（就是 case 反过来）作为结束标记，每个 case 分支用右圆括号，用两个分号表示 break。

case "<span class="katex math inline">{opt}" in
        "Install-Puppet-Server" )
                install_master</span>1
                exit
        ;;

        "Install-Puppet-Client" )
                install_client $1
                exit
        ;;

        "Config-Puppet-Server" )
                config_puppet_master
                exit
        ;;

        "Config-Puppet-Client" )
                config_puppet_client
                exit
        ;;

        "Exit" )
                exit
        ;;

        * ) echo "Bad option, please choose again"
esac

6 文件包含

可以使用 source 和 . 关键字，例如：

source ./function.sh
. ./function.sh

在 bash 里，source 和 . 是等效的，他们都是读入 function.sh 的内容并执行其内容，为了更好的可移植性，推荐使用第二种写法。

包含一个文件和执行一个文件一样，也要写这个文件的路径，不能光写文件名。

如果 function.sh 是用户传入的参数，如何获得它的绝对路径呢？方法是：

real_path=`readlink -f <span class="katex math inline">1`#</span>1是用户输入的参数，如function.sh
. $real_path

参考资料

• Docs » 第五章 Shell 编程 » Shell 编程语法