Shell 脚本入门及语法速查

本文主要介绍 Linux 下 Shell 的分类及基本语法。

1. Hello World

1.1. 基本结构

创建 helloWorld.sh 文件，写入如下内容：

#!/bin/bash

echo "hello world"

其中 #! 告诉系统其后路径所指定的程序是解释此脚本文件的 Shell 程序，常见的 Shell 程序有以下几类（可通过命令 cat /etc/shells 查看）：

• Bourne Shell（/usr/bin/sh或/bin/sh）
• Bourne Again Shell（/bin/bash）
• C Shell（/usr/bin/csh）
• K Shell（/usr/bin/ksh）
• Shell for Root（/sbin/sh）
• ……

其中 Bash 在日常工作中被广泛使用，同时也是大多数 Linux 系统默认的 Shell。

执行该 sh 脚本

# 增加可执行权限
➜  chmod u+x helloWorld.sh

# 运行脚本
➜  ./helloWorld.sh
或
➜  sh hellowWorld.sh

1.2. 注释

单行注释

• 以 # 开头的行是注释

多行注释

• 方式一：用一对 {} 括起来，定义成一个函数，没有地方调用即达到注释的效果。

• 方式二：

  :<<EOF 注释内容... 注释内容... 注释内容... EOF

2. 基本语法

2.1. 变量

• 变量定义

  • 变量名建议大写；
  • 有效字符仅能包含字母、数字、下划线，首个字符不能以数字开头；
  • = 两边不能有空格；
  • 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）。

  # 示例 VAR1="whoru" VAR2=100 var3=/data/www var4_name="root"

• 访问变量 $VAR1 或 $(var1)，其中，加花括号是为了帮助解释器识别变量的边界。

• 设置变量只读 readonly VAR1

• 删除变量（不适用于只读变量！） unset VAR1

• 局部、全局变量

  • 不做特殊声明，shell 中所有变量都是全局变量。
  • 可以使用关键字 local 定义局部变量。
  • 如果函数内部和外部存在同名变量，则内部会覆盖外部。

2.2. 字符串

• 值用双引号 "" 或单引号 '' 表示

  • 单引号单限制：
    • 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；
  • 双引号的优点：
    • 双引号里可以有变量；
    • 双引号里可以出现转义字符；

• 其它

  # 字符串拼接 name="xiaoming" var2="hello, "$name # 输出 hello, xiaoming # 获取字符串长度 string="abcd" echo ${#string} # 输出 4 echo `expr length "$string"` # 输出 4 # 提取子字符串 msg="zhangsan is a good man" echo ${msg:1:4} # 输出 hang echo ${msg: -3} # 输出 man

2.3. 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。

• 数组元素的下标由 0 开始，获取数组元素要用到下标。

• 定义：

  array1=(value0 value1 value2 value3) # 或 array2[0]=value0 array2[1]=value1 array2[2]=value2

• 读取

  # 指定下标的元素 ➜ echo ${array2[2]}; // 输出 value2 # 获取数组所有元素 ➜ echo ${array2[*]}; // 输出 value0 value1 value2 ➜ echo ${array2[@]}

• 获取数组元素个数

  ➜ echo ${#array2[@]}; // 输出 3 ➜ echo ${#array2[*]};

• 取得数组中指定下标元素的字符长度

  ➜ echo ${#array2[2]};

2.4. 传递参数

在执行 Shell 脚本时，可以向脚本传递参数，脚本内获取参数的格式为 $n，这里的 n 指传递给脚本的第 n 个参数。

如下脚本文件 demo.sh：

#!/bin/bash

echo "执行的文件名：$0";
echo "第一个参数为：$1";
echo "第二个参数为：$2";
echo "第三个参数为：$3";

执行该文件，并传递参数，如下：

➜  ./demo3.sh param1 param2 param3
执行的文件名：./demo3.sh
第一个参数为：param1
第二个参数为：param2
第三个参数为：param3

其中，$0 是一个特殊变量，代表当前脚本文件名，还有几个类似的变量如下：

3. 运算符

3.1. 算数运算符

原生 bash 不支持简单的数学运算，但是可以通过其他命令来实现，例如 awk 和 expr，其中 expr 最常用。

假定有两个变量：a=10 b=20

注意：

• 表达式和运算符之间要有空格，如 2+2 是错误的，必须写成 2 + 2;
• 完整的表达式要被反引号 ` ` 包裹起来；

3.2. 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。

假定有两个变量：a=10 b=20

3.3. 布尔操作符

假定有两个变量：a=10 b=20

3.4. 逻辑运算符

假定有两个变量：a=10 b=20

3.5. 字符串运算符

假定有两个变量：a="abc" b="efg"

3.6. 文件测试运算符

4. 流程控制

4.1. if 语句

大多使用关系运算符检查关系

# 语法格式
if condition1
then
    command1
    ...
elif condition2
then
    command2
else
    commandN
fi

4.2. case 语句

# 语法格式
case 值 in
    模式1)
        command1
        command2
        ...
        commandN
        ;;
    模式2）
        command1
        command2
        ...
        commandN
        ;;
    *)
        commandDefault
        ;;
esac

4.3. while 语句

用于不断执行一系列命令，也用于从输入文件中读取数据；命令通常为测试条件。其格式为：

# 语法格式
while condition
do
    command
done

4.4. until 循环

执行一系列命令直至条件为 true 时停止，它与 while 循环 在处理方式上刚好相反。

# 语法格式
until condition
do
    command
done

4.5. for 循环

# 语法格式
for var in item1 item2 ... itemN
do
    command1
    command2
    ...
    commandN
done

4.6. 无限循环

# 语法1
while :
do
    command
done

# 语法2
while true
do
    command
done

# 语法3
for (( ; ; ))

4.7. 退出循环

• break 跳出整个循环，执行循环体后面的代码，支持 break n 退出多层嵌套循环
• continue 结束当前循环，同样支持 continue n 退出多层

5. 输入、输出重定向

5.1. 命令列表

关于文件描述符：

• 0 通常是标准输入（STDIN），Unix程序默认从 stdin 读取数据。
• 1 标准输出（STDOUT），Unix程序默认向 stdout 输出数据。
• 2 标准错误输出（STDERR），Unix程序会向 stderr 流中写入错误信息。

示例：

# 将 stdout 和 stderr 合并后重定向到 file
➜  command > file 2>&1

5.2. /dev/null 文件

这是一个特殊的文件，写入到它的内容都会被丢弃；如果尝试从该文件读取内容，也什么也读不到。我们通常将命令的输出重定向到它，起到“禁止输出”的效果。

如：

# 屏蔽 stdout 和 stderr
➜  command > /dev/null 2>&1

5.3. Here 文档

# 将两个 delimiter 之间的内容(document) 作为输入传递给 command。
command << delimiter
document
delimiter

说明：

• 结尾的 delimiter 一定要顶格写，前面不能有任何字符，后面也不能有任何字符，包括空格和 tab 缩进。
• 开始的 delimiter 前后的空格会被忽略掉。

6. 函数

6.1. 基本语法

[ function ] funcName [()] {

    command;

    [return int;]

}

说明：

• function 关键字非必须；
• 如果该函数不传入变量，这函数名的后面的括号可以不加；
• return 函数返回值
  • 非必须，默认返回最后一条命令的执行结果；
  • 它只能返回 1 ～ 255 之间的整数，通常只是用来供其它地方获取状态，比如 0 成功，1 或 非 0 失败；
  • 也可以使用 echo 输出一个字符串作为函数的返回值。
• 调用函数仅使用其函数名，如 funcName；
• 所有函数在使用前必须定义，即函数调用必须要在函数声明之后。

6.2. 函数参数

func() {
    echo "第一个参数为 $1 !"
    echo "第二个参数为 $2 !"
    ...
    echo "第十个参数为 ${10} !"
    ...
}

# 调用并传参
func param1 param2 param3

说明：

• 在函数体内部，通过 $n 的形式来获取参数的值，例如：$1 表示第一个参数，$2 表示第二个参数；
• 当 n >= 10 时，需要使用 ${n} 来获取参数。

7. 包含文件（封装函数库）

通常我们将公用的函数抽离到单独文件，以便重复调用，减少冗余代码。

对于一个函数库文件：

• 后缀名任意，通常使用 .lib 进行标识；
• 一般不授予可执行权限；
• 不需要跟脚本放在同一级目录，只需在脚本引用时指定；
• 通常第一行一般使用 #!/bin/echo 输出警告信息，避免用户执行。

示例：

#!/bin/echo
# /home/user1/lib/comm_function.lib

function add {
    echo "`expr $1 + $2`"
}

#!/bin/bash
# /home/user1/test.sh

# 引入函数库文件
# 使用绝对 或 相对路径
. ./lib/comm_function.lib

# 使用文件中的函数
add 1 3

➜  sh -x test_functions.sh
+ . ./lib/comm_function.lib
+ add 1 3
++ expr 1 + 3
+ echo 4
4

8. 常用命令

8.1. find 命令

语法：find [路径] [选项] [操作]

选项

示例：

# 文件名
➜  find /etc/ -name '*.conf'

# 文件类型
# f 文件；d 目录；c 字符设备文件；
# b 块设备文件；l 链接文件；p 管道文件
➜  find /etc/ -type f

# 文件大小
# -n 小于等于；+n 大于等于
➜  find . -size +100M
➜  find . -size -10k

# 文件修改时间
# -n < n天以内修改过的文件；
# n = n 天修改过得文件；
# +n > n天以外修改过的文件；
➜  find . -mtime -3
➜  find . -mtime 3
➜  find . -mtime +3

# 排除目录
# -path ./test1 -prune 排除 test1 目录
# -path ./test2 -prune 排除 test2 目录
# -o type f 固定结尾写法
➜  find . -path ./test1 -prune -o -path ./test2 -prune -o type f

操作

• -print 打印输出
• -exec 'command' {} \; 其中 {} 是前面查找匹配到的结果
• -ok 与 exec 功能一样，但每次操作都给用户提示，由用户决定是否执行对应的操作。

示例：

# 查找 30 天以前的日志文件并删除
➜  find /var/log -name '*.log' -mtime +30 -exec rm -f {} \;

# 查找所有 .conf 文件，并移动到指定目录
➜  find /etc/apache -name '*.conf' -exec cp {} /home/user1/backup \;

8.2. echo 命令

用于字符串的输出，基本格式 echo string。

使用示例：

# 显示普通字符
➜  echo "It is a test" # 输出 It is a test

# 显示转义字符
➜  echo "\"It is a test\"" # 输出 "It is a test"

# 显示变量
#!/bin/sh
NAME="xiaoming"
➜  echo "$NAME It is a test" # 输出 xiaoming is a test

# 显示换行
➜  echo -e "OK! \n" # -e 开启转义
➜  echo "It is a test"

# 显示不换行
➜  echo -e "OK! \c" # -e 开启转义 \c 不换行
➜  echo "It is a test"

# 显示结果定向至文件
➜  echo "It is a test" > myfile

# 显示命令执行结果
➜  echo `date`

8.3. printf 命令

模仿 C 程序库（library）里的 printf() 程序，主要用于格式化输出。

默认 printf 不会像 echo 自动添加换行符，我们可以手动添加 \n。

其基本语法格式为：

➜  printf  format-string  [arguments...]

说明：

• format-string 为格式控制字符串
• arguments 为参数列表。

示例：

➜  printf "%-10s %-8s %-4s\n" 姓名 性别 体重kg
➜  printf "%-10s %-8s %-4.2f\n" 郭靖 男 66.1234
➜  printf "%-10s %-8s %-4.2f\n" 杨过 男 48.6543
➜  printf "%-10s %-8s %-4.2f\n" 郭芙 女 47.9876
姓名     性别   体重kg
郭靖     男      66.12
杨过     男      48.65
郭芙     女      47.99

其中：

• %s %c %d %f 都是格式替代符；
• %-10s 指一个宽度为10个字符（-表示左对齐，没有则表示右对齐），任何字符都会被显示在10个字符宽的字符内，如果不足则自动以空格填充，超过也会将内容全部显示出来。
• %-4.2f 指格式化为小数，其中.2指保留2位小数。

更多使用示例：

# 没有引号也可以输出
➜  printf %s abcdef

# 格式只指定了一个参数，但多出的参数仍然会按照该格式输出，format-string 被重用
➜  printf %s abc def
abcdef

➜  printf "%s\n" abc def
abc
def

# 如果没有 arguments，那么 %s 用NULL代替，%d 用 0 代替
➜  printf "%s and %d \n"
 and 0

8.4. test 命令

用于检查某个条件是否成立，它可以进行数值、字符和文件三个方面的测试（详见第3节对应的运算符部分）。

基本使用示例：

cd /bin
if test -e ./bash
then
    echo '文件已存在!'
else
    echo '文件不存在!'
fi

9. 补充

9.1. 变量替换

9.2. 有类型变量

shell 中变量默认都是字符串，除非使用以下方式声明。

示例：

➜  declare -r var1="hello shell type"
➜  var1="hello lalala"
zsh: read-only variable: var1

9.3. 使用 bc 进行浮点数运算

系统内置，支持 +、-、*、/、^ 指数、% 取余，并使用 scale 指定小数位数，默认 0。

示例：

➜  which bc
/usr/bin/bc

# 示例
➜  echo "5+4" | bc
9
➜  echo "5-4" | bc
1
➜  echo "5*4" | bc
20
➜  echo "5/4" | bc
1
➜  echo "scale=3;5/4" | bc
1.250
➜  echo "5%4" | bc
1
➜  echo "5^4" | bc
625

9.4. [ … ] 与 [[ … ]]

• [[ 是关键字，许多 shell 并不支持这种方式。
  • 所有的字符都不会被文件扩展或是标记分割，但是会有参数引用和命令替换；
  • 更能防止脚本里的许多逻辑错误，比如说 &&, ||, < 和 > 操作符能在一个 [[ ... ]] 测试里通过，但在 [ ... ] 结构会发生错误。
  • 会进行算术扩展。
• [ 是一条命令，与 test 等价，大多数的 shell 都支持。
  • 在其中的表达式应是它的命令行参数，所以串比较操作符 > 与 < 必须转义，否则就变成 IO 重定向操作符了。
  • 不会进行算术扩展。