0 前言

  因为工作需要频繁接触Linux，同时工作内容也和Linux相关，感觉有必要系统学习一下shell脚本的语法，特此记录。

本文以菜鸟教程为基础，提炼最常用内容，并结合工作经历进行补充，适合有一定编程基础的新手入门。

shell脚本基本格式
  shell脚本第一行都需要加上#!/bin/bash，这个是用来指定脚本默认的执行程序的，所以理论上也可以选择其他的执行程序，比如#!/bin/sh 或者 #!/bin/zsh等。

1 变量

1.1 基本使用方式

• 定义变量： val="test"
  变量可以被重复定义，直接多次赋值即可，不需要其他操作。注意，等号两边不能加空格（不是语法问题，是可能导致值错误）。常用的变量主要有两种类型，一个是数值型，还有就是字符串型，后者要加引号。

• 使用变量：echo $val 或者 echo ${val}
  变量使用时需要加上一个美元符号，或者是使用大括号括起来，这样可以更加清晰地界定变量名称的范围。

• 删除变量：unset val
  删除该变量就不能再使用，如果要使用就需要重新定义。

• 只读变量：readonly val
  这样可以设置该变量为只读变量，不能对该变量重新定义修改。

另外，需要明确，shell脚本中，变量之间是独立的，如果变量a由变量b计算得到，当更新变量b时，变量a不会自动更新。

1.2 特殊变量

• $1, $2：类似这样一个美元符号加上一个数字的组合，是表示脚本执行时的参数。如果是在函数体内部，则表示函数的参数。如果数字大于10，则需要加大括号，如${10}
• $0：表示这个脚本文件名（包含路径）。
• $?：这个表示该指令上一条指令执行返回的结果。
• $#：参数的个数

1.3 数组变量

  定义一个数组变量的基本格式如下

array_name=(value0 value1 value2 value3)

注意，这里元素之间分隔是不要逗号的，直接用空格分隔，或者换行分隔也行。另外还可以单独定义数组的各个分量，比如：

array_name[0]=value0
array_name[1]=value1
array_name[n]=valuen

而且这个数组的下标范围不需要像C语言那样先设置好，这个是没有数字范围限制的。

  如果要取数组中的元素，则可以通过${数组名[下标]}的方式来读取。这里面的中括号两侧不需要加空格。如果要获取数组的长度，可以按照下面这些方式来实现。

# 取得数组元素的个数
length=${#array_name[@]}
# 或者
length=${#array_name[*]}
# 取得数组单个元素的长度
length=${#array_name[n]}

这里如果不加#，单纯使用${array_name[*]}或者${array_name[@]}得到的是数组中所有的元素。

  这里顺便补充一下这个#的作用，除了可以获取数组的长度外，还可以获取字符串的长度，比如

string="abcd"
echo ${#string}   # 输出 4

关联数组/字典

  shell脚本还支持关联数组或者说字典，即索引内容可以是任意的字符串或者其他整数，比如

site["google"]="www.google.com"

但这里要提前声明这个数组是关联数组，使用declare -A的方式。所以一般使用的格式如下所示。

declare -A site
site["google"]="www.google.com"
site["runoob"]="www.runoob.com"
site["taobao"]="www.taobao.com"

然后和上面获取所有数组元素一样，这里也可以获取所有key：

declare -A site
site["google"]="www.google.com"
site["runoob"]="www.runoob.com"
site["taobao"]="www.taobao.com"

echo "数组的键为: ${!site[*]}"
echo "数组的键为: ${!site[@]}"

2 符号

2.1 字符串符号

  当需要给变量赋字符串时，就需要用引号引起来，既可以使用单引号，也可以使用双引号。如果使用单引号的话，字符串会原样输出，里面的变量和转义符号无效。而双引号则可以使用变量和转义符号等。

  此外，字符串也可以直接在赋值的时候就拼接，这里既可以使用单引号也可以使用双引号。比如

name="test"
greeting="hello, "$name" !"
# hello, test !

2.2 分号

  shell代码不需要行末以分号结尾，但有时候仍然可以看到使用分号的情况，其实就是分隔命令，这样可以实现一行写好几条指令，方便在命令终端直接执行。

  另外如果是两个分号;;，主要是用在case语句中，用来表示一种case结束，相当于C语言中的break。

2.3 运算符号

算术运算符

  shell脚本是不支持数学运算的，如果要进行数学运算，需要使用指令，最常用的就是expr，举个例子

val=`expr 2 + 2`
echo "两数之和为：$val"

这里有几个注意点：

• 表达式和运算符之间要有空格，即2 + 2
• 表达式要使用 ` ` 反引号给括起来，注意不是单引号

关系运算符

  主要是比较数值的大小或判断是否相等，也就是形成条件表达式，主要有以下几种

运算符	说明	举例
-eq	检测两个数是否相等，相等返回 true。	[ $a -eq $b ] 返回 false。
-ne	检测两个数是否不相等，不相等返回 true。	[ $a -ne $b ] 返回 true。
-gt	检测左边的数是否大于右边的，如果是，则返回 true。	[ $a -gt $b ] 返回 false。
-lt	检测左边的数是否小于右边的，如果是，则返回 true。	[ $a -lt $b ] 返回 true。
-ge	检测左边的数是否大于等于右边的，如果是，则返回 true。	[ $a -ge $b ] 返回 false。
-le	检测左边的数是否小于等于右边的，如果是，则返回 true。	[ $a -le $b ] 返回 true。

同样，这里也有几个注意点：

• 和前面运算符一样，这里的中括号是需要加空格的。结合前面的内容，可以总结为符号两边都要加空格，除了赋值和美元符号（变量相关）
• 记忆方式：eq是equal的缩写，然后带e的都表示有等号，lt是lower than的缩写，gt是greater than的缩写，那自然可以得到le是小于等于，ge是大于等于。

  另外，如果想用最简单的< > <= >=这些符号，可以使用(( ))，把比较表达式放在双小括号内，但记得也需要加空格。 比如 (( $a > 10 ))

布尔运算符

运算符	说明	举例
!	非运算，表达式为 true 则返回 false，否则返回 true。	[ ! false ] 返回 true。
-o	或运算，有一个表达式为 true 则返回 true。	[ $a -lt 20 -o $b -gt 100 ] 返回 true。
-a	与运算，两个表达式都为 true 才返回 true。	[ $a -lt 20 -a $b -gt 100 ] 返回 false。

逻辑运算符

运算符	说明	举例
&&	逻辑的 AND	[[ $a -lt 100 && $b -gt 100 ]] 返回 false
||	逻辑的 OR	[[ $a -lt 100 || $b -gt 100 ]] 返回 true

字符串运算符

运算符	说明	举例
=	检测两个字符串是否相等，相等返回 true。	[ $a = $b ] 返回 false。
!=	检测两个字符串是否不相等，不相等返回 true。	[ $a != $b ] 返回 true。
-z	检测字符串长度是否为0，为0返回 true。	[ -z $a ] 返回 false。
> <	按字典顺序比较。在 [[ ]] 中可直接使用；在 [ ] 中需转义为 \<	[[ "apple" < "banana" ]]
-n	检测字符串长度是否不为 0，不为 0 返回 true。	[ -n "$a" ] 返回 true。
$	检测字符串是否不为空，不为空返回 true。	[ $a ] 返回 true。

  除了=判断字符串是否相等外，还可以使用双等号==，但一般需要加双中括号，[[ $s == "test.bin" ]]，在单中括号中使用双等号是兼容性差的写法，部分sh可能不支持。 此外，双括号内还可以使用模式匹配和正则表达式。比如

[[ $var == *.txt ]]  # 模式匹配
[[ $var =~ ^[0-9]+$ ]]  # 正则表达式

文件测试运算符

操作符	说明	举例
-d file	检测文件是否是目录，如果是，则返回 true。	[ -d $file ] 返回 false。
-f file	检测文件是否是普通文件（既不是目录，也不是设备文件），如果是，则返回 true。	[ -f $file ] 返回 true。
-r file	检测文件是否可读，如果是，则返回 true。	[ -r $file ] 返回 true。
-w file	检测文件是否可写，如果是，则返回 true。	[ -w $file ] 返回 true。
-x file	检测文件是否可执行，如果是，则返回 true。	[ -x $file ] 返回 true。
-s file	检测文件是否为空（文件大小是否大于0），不为空返回 true。	[ -s $file ] 返回 true。
-e file	检测文件（包括目录）是否存在，如果是，则返回 true。	[ -e $file ] 返回 true。

这里做一个重要的总结：

• 双小括号里面都是数值运算表达式，所以里面可以使用C语言风格的运算符号，如++，–，+=，>，<，==，!=等，括号内侧可以没有空格，变量可以不加$前缀
• 单小括号主要用于命令替换（类似于反引号）和定义数组
• 单中括号和双中括号都是条件测试，双中括号是增强版的条件测试，更推荐使用。这两种括号内侧都必须要有空格。
• 在条件测试中，=和==是等价的。而且只要使用了=、==（或者上面提到的字符串比较符号），都表示对两边的内容视为字符串进行逐字符比较，因此a=1和b=01如果用等号是不相等的；同理，只有使用-gt, -ne等数值比较符号，才会将两边的变量视为数值去比较。
• 但是在双小括号中，=、==就和C语言一样，功能截然不同，一个是赋值，一个是比较符号。

2.4 输入输出重定向符号

输出重定向

command1 > file1

这个是指将command1指令执行的结果保存在file1中，而且是完全覆盖；
如果是这样：

command1 >> file1

则是指将内容追加在file1后面。

输入重定向

command1 < file1

把文件作为参数传入，然后再执行指令。

特殊重定向

  如果希望执行某个指令，但又不希望在屏幕上显示输出结果，就可以将输出重定向到/dev/null，他是一个特殊的文件，写入到他的内容都会被丢弃。

$ command > /dev/null

3 条件语句

  类比C语言，条件语句主要是两种，一个是if-else语句，一个是switch-case语句，shell脚本中也都有，下面分别介绍。

3.1 if-else

  基本的语法格式如下所示。

if condition1
then
    command1
elif condition2 
then 
    command2
else
    commandN
fi

可以看到，条件选择语句没有大括号限定范围，而是使用fi，即if倒着写来表示语句的结束，后面要介绍的case语句也是一样。另外elif和else部分是可选的部分，不一定有。也可以写在同一行，不过语句后面要加上分号;

if [ $(ps -ef | grep -c "ssh") -gt 1 ]; then echo "true"; fi

3.2 switch-case

  其基本的语法格式如下所示。

case 值 in
模式1)
    command1
    command2
    ...
    commandN
    ;;
模式2)
    command1
    command2
    ...
    commandN
    ;;
esac

注意，这里每个选项都需要加一个右括号，然后每个case最后用两个分号分隔，表示break语句，最后要加上esac和前面的case呼应，表示一个区域，等同于大括号的作用。

4 循环语句

  和C语言一样，循环语句也具有两种，一种是for循环，一种是while循环。

4.1 for循环

  其基本的代码格式如下所示。

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

这里do...done就是用来表示大括号的，中间是循环体。

  上面in后面的内容可以是多个变量，也可以是一个数组变量，或者通配符，比如

for file in *
do
    echo "处理: $file"
done

4.2 while循环

  基本的语法格式如下所示

while condition
do
    command
done

4.3 循环结束

  在shell中也有break和continue指令。

#!/bin/bash
while :
do
    echo -n "输入 1 到 5 之间的数字:"
    read aNum
    case $aNum in
        1|2|3|4|5) echo "你输入的数字为 $aNum!"
        ;;
        *) echo "你输入的数字不是 1 到 5 之间的! 游戏结束"
            break
        ;;
    esac
done

注意这里的break指令不是跳出switch-case语句，而是跳出外面的while循环语句。

5 函数

  shell脚本中也可以自定义函数，定义好之后就可以在shell脚本中随便调用。函数定义格式如下所示。

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

注意，这里中括号的部分是可选的，也就是说定义函数时可以不写 function ，也可以没有返回值。

  函数调用时，直接使用函数名字即可，不需要加括号。如果有参数，直接接在后面即可，类似于一般的指令：funcname param1 param2。

5.1 变量作用域【更新】

  既然提到函数，那自然避不开变量的作用域，和一般的编程语言不一样，shell脚本中的变量作用域有点特殊： 只有在函数中显式地用loacl声明的变量才是函数中的局部变量，其他情况都是全局变量。也就是说while循环，switch-case以及其他的大括号，都不会影响变量的作用域。所以，完全可以在函数中创建一个变量，函数执行完毕后，这个变量就是全局有效。

6 常用基本命令

6.1 echo

  这个应该是最常用的shell指令了。除了最常见的输出信息到终端外，这个指令还可以结合其他符号实现一些高级功能。

常用参数

• -e：识别转义字符，包括终端指定颜色的指令也需要这个
• -n：不换行输出，指这一行末尾不加换行符，默认是会加换行符号的。

结合管道运算符|

  有时候需要调用函数或者另外的脚本且需要传递参数时，就可以使用echo para | other_script.sh这种格式来实现调用其他脚本并传递参数。

结合输入输出重定向符号>,>>

  结合输入输出重定向符号，可以实现文本文件的写入和添加。

6.2 printf

  除了echo指令外，printf也可以用来输出内容到终端，而且支持更加复杂的格式化输出，其用法和C语言中的printf差不多。

# 整数
printf "Decimal: %d\nHex: %x\nOctal: %o\n" 255 255 255

# 浮点数
printf "Float: %f\nScientific: %e\n" 3.14159 3.14159

# 字符串
printf "Name: %s\n" "Bob"

# 字符
printf "First letter: %c\n" "A"

6.3 export

  export 用于声明一个环境变量：export variable=value，该环境变量只在本进程和其子进程中可以访问。
  如果是在系统级的配置文件中，如/etc/profile中 export 一个变量，那么这个变量就会在整个系统运行期间都起作用。即使新开shell会话连接甚至，重启了服务器仍可生效。
  如果在用户级 ~/.bash_profile 之类的文件中，则每次启动shell 都会去读这个文件，所以每次打开shell也是可以取到这个值的。
  如果在某一次运行中，手动 export 一个变量，则只在这次shell的使用中，才能访问这个变量，或者在该shell启动的启动程序中，也是可以访问这个变量的，因为它们是这个shell的子进程。新开shell连接及重启服务器都会失效。

总之，export 作用就是 把本地变量变成全局变量（实际中叫环境变量）

参考链接

6.4 source

  使shell读入指定的shell脚本文件并依次执行文件中的所有语句。
source命令通常用于重新执行刚修改的初始化文件，使之立即生效，而不必注销并重新登录。

source filename 
. filename # 和上面等价

另外还需要注意source和直接执行脚本./other.sh的区别，后者会开启一个子shell，会继承父shell的环境变量，但子shell执行得到的环境变量不影响父shell。而source指令是把脚本复制到本窗口继续执行，不会新建shell，所以环境变量都是共用的，也会互相影响。

参考链接

6.5 read

  如果脚本中需要输入一些内容，就可以使用read指令，最常见的用法就是

read -p "提示信息" val

指将输入的内容存在val变量中。其他用法可以参考这个链接。

6.5 pushd&popd

  这两个指令经常配合使用。在写相关脚本时，免不了要进入某个目录执行，执行完毕后又需要回到之前的目录，这种 “栈式目录切换” 用pushd&popd最为合适。以下是一个例子。

$ pushd /usr/local/bin
$ pushd /etc
$ popd

上述三行指令就是先进入到路径/usr/local/bin，再进入/etc，最后再回到/usr/local/bin，这样就不用记忆上一次执行脚本是在哪个路径了，非常方便。