Shell脚本学习指南

一、Shell脚本基础知识

1、什么是Shell脚本？

在学习Shell脚本之前，首先需要明白Shell脚本到底是什么。Shell脚本简单来说就是一个命令解释器，它是介于操作系统内核与用户之间，负责将用户输入的命令传递给系统内核进行执行，然后将结果输出到终端上给用户。其作用相当于一个“翻译官”。Shell脚本是偏向于操作系统层面的脚本编程语言，相对于其他高级编程语言，Shell脚本更加适合对系统方面进行管理。

2、常见的Shell类型

在Linux系统中，常见的Shell类型有Bash、Bsh(sh)、Csh、Dash、Ksh、Rbash和Zsh

.Bash是Bourne Again Shell的缩写，是为GNU项目设计的，是Linux发行版默认使用的Shell。
.Bsh(sh)是Bourne Shell的缩写，是较早的UNIX Shell程序，实现了最基本的命令解释功能。
.Csh是C shell的缩写，使用的是“类C”语法，具备C语言的风格，共有52个内部命令，它在交互式界面方面改进了许多，更多适合用户操作。
.Dash是Debian Almquist shell的缩写，Dash Shell比Bash Shell小的多，符合POSIX标准。
.Ksh是Korn Shell的缩写，它结合Bsh和Csh的优点，基于Bsh的源代码发展而来，在UNIX系统中使用较多。
.Rbash是是Resticted Bash的缩写，即受限制的bash。其可以用作中转服务器，或者仅使用ssh来访问网页等等。
.Zsh是Z Shell的缩写，有84个Linux内部命令，添加了Bash、Csh和Ksh的特性，命令功能完善，会逐步成为Bash的替代品。

3、如何查询Shell环境

以ubunut系统为例讲解如何查询该系统支持的Shell环境。

1）使用cat命令查看配置文件/etc/shells可以查看当前系统支持的Shell环境

2）通过环境变量SHELL或者用户配置文件/etc/passwd可以查询当前用户的Shell环境

4、如何切换Shell环境

在使用系统的过程中，如果用户需要使用不同的Shell环境去操作命令，可以通过临时切换和永久修改两种方式实现。永久修改方式需要重启之后才能生效。

1）临时切换

临时切换用户的Shell环境只是临时调用，重启之后就失效了，可以通过/etc/shells文件查询系统支持的Shell环境，在Linux中直接使用Shell名或者绝对路径。

将当前用户的Shell环境从bin/bash切换成/bin/sh，使用Shell名或者绝对路径：

使用exit命令返回原来的Shell环境：

2）永久修改

如果要将用户的Shell环境永久修改，可以通过usermod和chsh两条命令来实现，其中Shell名一定要使用绝对路径加名称（可以通过查询/etc/shells文件获取）。注意，需要重启用户之后用户下次登录时才会生效。命令格式如下：
usermod -s Shell名 用户名
usermod -s Shell名 用户名

使用usermod命令修改zxw用户的Shell环境为/bin/sh:

使用chsh命令修改zxw用户的Shell环境为/bin/sh:

5、Shell变量

在编写Shell脚本时需要用到Shell变量。变量通常使用特定的字符（一般是以下划线或字母开头）表示，它用来存储数据，只不过这些数据是随着系统或用户设定的变化而变化的。变量的赋值采用表达式的方式，即“变量名=变量值”，其中等于号“=”表示赋值，意思是将右边的变量赋值给左边的变量名。
在Shell脚本中变量主要分为4类，即本地变量、环境变量、位置变量和特殊变量。
在介绍Shell变量之前，首先熟悉下几条命令的使用方式

echo命令

echo命令除了能够在屏幕上打印输出信息外，还可以输出变量的值。命令格式如下：
echo [选项] 字符串[特殊符号]
常用选项如下：
-n:打印输出不换行
-e:启用特殊符号（转义符）

示例：
#-n选项的使用：输出不换行，第一个是不使用“-n”的效果，第二个是使用“-n”的效果


#使用转义符
\b：退格，光标前移一格，并将之后的内容覆盖输出，其后无内容时，不覆盖本来已有内容。如图，a向前移一格，并覆盖3。

\c：不执行其后的内容输出，也不自动换行。如图，test后面的内容不输出，只输出test。

\n:换行。如图，输出test之后并换行输出123。

\r:回车，其后内容移至行首输入，覆盖之前的输入。如图，后面的内容ab移至行首输入，覆盖之前的内容12，输出结果ab3。

\v：垂直制表符。

\0nnn:插入nnn所代表的ASCII字符，n为八进制数字。大写A的ASCII值为65。下面使用进制数的转换。

printf命令

printf命令的特定在于能够控制输出的格式，因此在编写Shell脚本时，某些场景也会使用printf命令。命令格式如下：
printf 格式 字符串[特殊符号]
printf命令的常用类型转换符说明如下：

示例：
#使用转义符
\n:换行。

#类型转换符
使用%d、%.2f、%o和%x将参数12分别转换为十进制数、带两位小数的浮点数、八进制数和十六进制数、结合转义符“\n”实现换行输出

言归正传，我们来了解下Shell脚本的四种变量。

1）本地变量

本地变量就是用户自己定义的变量，也称为自定义变量，只在当前用户的Shell环境中生效。如果在Shell中启动另外一个进程或者退出一个进程，这个变量就失效了。

a.定义变量

变量名一般以下划线或字母开头，名称由字母、数字和下划线组合而成，通过表达式的形式定义，格式如下：
变量名=变量值
自定义变量分为局部变量和全局变量。如果在定义变量时使用关键字export，就表示该变量为全局变量，针对所有Shell环境都生效；否则就是局部变量，只是针对当前的Shell环境生效，切换到其他Shell环境就失效了。对于变量的值，也就是变量的内容，可以使用单引号、双引号、反撇号，也可以不使用任何引号。
·不加任何引号：一般针对数字、简单的字符和字符串，如果内容中存在变量会解析出变量的值。
·单引号（‘’）：变量的内容是什么就会原样输出什么，当引号中存在变量名时，也会将变量名当作普通字符处理。
·双引号（“”）：和不加任何引号是一样的，但有些变量的内容必须加上双引号，比如逻辑运算符中的乘号“*”。编写脚本时一般直接省略。
·反撇号（``）：表示变量的内容是由命令执行的结果而来的，在复制给变量时必须使用。反撇号是键盘Tab键上面的键输出的字符。

示例：
定义全局变量x和局部变量y

b.引用和打印变量值

引用变量值需要在变量名前面添加符号“$”，例如“$变量名”，如果引用的变量值输出时还需要在后面接其他字符，则必须使用“｛｝”将变量名包裹起来。
将引用的变量值打印输出到屏幕上，可以使用echo或printf命令，如“echo $变量名”或者“printf “$变量名””。在后面的学习中，echo命令的使用频率高一点。

示例：
引用变量a的值，并将结果输出到屏幕上，分别使用单引号和双引号进行测试

在引用变量name的值后面接上其他字符输出，如果变量名不使用“{}”包裹，则输出为空

c.查询和删除本地变量

可以使用set命令查询所有变量，包括本地变量，可以使用unset命令删除变量。

示例：
查看本地变量，会列出当前Shell环境中的所有变量

删除自定义的变量a,然后再打印输出变量的值就为空

d.从控制台给变量赋值

可以使用read命令通过控制台（键盘）对变量进行赋值，如果使用选项“-p”就必须接上描述语，就算描述语为空都行，否则变量定义失败。在实际编写脚本时最好接上对应的描述语，相当于添加了提示语。命令格式如下：
read 选项 变量名
常用选项说明如下：
·-a：将输入的数据复制给数组array，下标从0开始，@表示全部。
·-d：指定输入行的结束符号，默认使用换行符。
·-n：指定输入的字符数，如果没有指定字符数且没有全部读取完，按Enter键也会结束。
·-N：严格限定输入的字符数，如果没有指定字符数且没有全部读取完，按Enter键也不会结束。其中，换行符或回车符也算一个字符。
·-p：指定描述语。
·-s：静默显示，输入的内容不会在屏幕上显示。
·-t：设置超时时间，默认单位为秒（s）。

示例：
将读取的数据赋值给数组变量array


限制从控制台输入4个字符数，输入未满4个也可以按Enter键直接结束

严格限制从控制台输入6个字符，未满6个无法按Enter键结束，回车符也占用一个字符

按Enter键也算一个字符

定义变量c,从控制台给变量赋值，使用描述语，会显示一段提示告诉使用者干什么

不使用描述语，从控制台给变量d赋值

使用选项“-p”,但后面不接描述语，就会出现变量定义失败的情况

e.本地变量的运算符

在定义数字变量特别是整数时离不开各种运算符。例如，在后续介绍循环语句时需要控制脚本的循环次数，此时便需要使用一些简单的整数运算。下面介绍常用的运算符。
（1）算术运算符
Shell并不属于高级编程语言，因此只能进行一些简单的整数运算，对于小数等复杂的数据运算是不适用的。关于整数的算术运算符如表所示，其中需要重点掌握加减乘除的使用，其他的可以作为参考进行了解。

（2）比较运算符
对于整数或字符的比较无非就是相同或不同，使用的运算符如表所示。

（3）赋值运算符
表达式“a=a+1”有时候也会写成“a+=1”的格式，其中“+=”便是赋值运算符。常用的赋值运算符如表所示。

f.expr数值运算命令

expr命令属于Shell脚本中的标准语法，对于整数数值运算，其命令格式如下：
expr 数值[变量]
运算符 数值[变量]
注意，数值（或变量）与运算符之间需要使用空格隔开。

示例：
通过整数值运算

通过定义变量的方式运算

g.双小括号（（））数值运算

并不是所有的运算符都可以使用expr命令实现，例如幂次方、位运算、比较运算和赋值运算等复杂的整数计算需要借助双小括号实现。

示例：
求3的二次方

a++表示先赋值后运算，++a表示先运算后赋值

按位取反，简单来说就是数字加1，得到的结果正数变复数，负数变正数

左移是以二进制数进行计算，3的二进制数为11，左移表示右侧补一位变成二进制数110，结果为十进制数6

右移，7的二进制数为111，去掉右侧两位变成二进制数1，转换为十进制为1

按二进制位进行异或运算，相同为0，不同为1,3的二进制数为011,5的二进制数为101，异或运算后二进制数为110，转换为十进制数为6

按二进制位进行或运算，只要有一个1就为1,3的二进制数为011,5的二进制数为101，或运算后二进制数为111，转换为十进制数为7

按二进制位进行与运算，全为1结果就是1,3的二进制数为011,5的二进制数为101，与运算后二进制数为001，转换为十进制数为1

对于变量的使用方式

h.$[]数值运算

$[]其实和$（（））的用法一致，特别是在使用一些较为复杂的综合算术运算时推荐使用$[]。详细示例可以参考下面的示例，请注意查看显示结果。
注意：算术运算涉及的数字及变量都必须是整数，不能为小数。

示例：
比较运算符的使用，运算结果为真则返回1，为假则返回0

2）环境变量

环境变量也称为全局变量，就是用户登录系统后预先设定好的变量，命名规则是以大写字母、数字和其他字符组成，不使用小写字母。系统中默认的内置环境变量是无法修改的，只有极少数自定义的环境变量是可以进行修改的。
环境变量一般都存放在系统的配置文件中，而配置文件针对用户而言分为全局配置文件和局部配置文件。其中，全局配置文件是/etc/profile文件，其内设置的环境变量针对所有用户都生效；局部配置文件是位于用户宿主目录下的~/.bash_profile文件，其内设置的环境变量只针对该用户生效。

#查看环境变量
可以使用set命令查看所有环境变量，也可以使用专属查看环境变量的命令env和printenv。

#常用内置环境变量说明
系统中内置的环境变量都是系统已经设定好的，用户无法修改，部分自定义的环境变量是根据用户的设定变化的，下面对一些较为常用的内置环境变量进行说明。

·$USER和$LOGANME：当前登录的用户名。
·$UID：当前登录用户的UID号。
·$SHELL：当前登录用户的默认Shell环境。
·$HOME：当前登录用户的宿主目录。
·$PWD：当前用户的工作路径。
·$HOSTNAME：当前计算机的计算机名。
·$LANG：查看系统默认的字符编码。
·$PS1：当前用户的主提示符（命令行提示符）。
·$PS2：当前用户的辅助提示符。
·$REPLY：如果read命令中未指定变量名