Linux下的shell編程詳解

本文摘要

本文主要從以下8 個方面介紹Linux下的shell編程：

• 一、Shell 編程概述
• 二、Shell 關鍵字
• 三、Shell 變量
• 四、Shell 運算
• 五、Shell 語句
• 六、Shell 函數
• 七、Shell 調試
• 八、Shell 易錯點

一、Shell 編程概述

shell編程是 Linux 下的一門腳本語言——Shell 腳本。這個腳本語言可以幫助我們簡化很多工作，例如編寫自定義命令等，所以還是很有必要學習它的基本用法的，一個簡單的 hello.sh 腳本像下面這樣，第一行 #!/bin/bash 標識該 Shell 腳本由哪個 Shell 解釋：

#!/bin/bash 
echo "Hello World!"

可以有以下兩種執行方式：

# 1.直接執行
bash hello.sh
sh   hello.sh
 
# 2.賦予可執行權限後執行
chmod a+x hello.sh
# 執行
./hello.sh
 
# 結果
Hello World!

Shell 的編寫流程： 
1. 編寫 Shell 腳本 
2. 執行 
3. 調試

下面來介紹具體的語法

二、Shell 關鍵字

常用的關鍵字如下： 
1. echo：打印文字到屏幕 
2. read：讀標準輸入 
3. exec：執行另一個 Shell 腳本
4. expr：對整數型變量進行算術運算 
5. test：用於測試變量是否相等、 是否爲空、文件類型等 
6. exit：退出

例如：

#!/bin/bash 
echo "Hello Shell\nInput number:"
 
# 讀入變量
read VAR
echo "VAR is $VAR"
 
# 計算變量
expr $VAR - 5
 
# 測試字符串
test "Hello"="HelloWorld"
 
# 測試整數
test $VAR -eq 10
 
# 測試目錄
test -d ./Android
 
# 執行其他 Shell 腳本
exec ./othershell.sh
 
# 退出
exit

 

運行前，你需要新建一個 othershell.sh 的文件，讓它輸出 I'm othershell，並且中途需要一次輸入。

運行結果：

Hello Shell
Input number:
10
VAR is 10
5
I'm othershell

學習任何一門語言都要了解它的變量定義方法，Shell 也不例外。

三、Shell 變量

Shell 變量分爲 3 種： 
1. 用戶變量 
2. 系統變量 
3. 環境變量

1. 用戶變量

定義用戶變量需要注意下面 2 點： 
1. 等號前後不能有空格：num=10 
2. 使用 $+變量名 調用變量

常見有 3 個對用戶變量進行操作的前綴： 

unset：刪除變量 
readonly：標記只讀變量 
export：指定全局變量

例如：

#!/bin/bash 
# 定義普通變量 str
str=SHENZHEN
 
# 定義全局變量 name
export name=cdeveloper
 
# 定義只讀變量 num
readonly num=21
 
# 打印變量的值
echo $str
echo $name
echo $num
 
# 刪除 str 變量
unset str
# 不會輸出 SHENZHEN
echo $str

運行結果：

SHENZHEN
cdeveloper
21

2. 系統變量

常用的系統變量有下面這些：

1. $0 ：當前程序的名稱
2. $n：第n個命令行參數(n從0開始計算)
3. $# ：命令行參數個數（除$0）
4. $@ ：所有命令行參數
5. $* ：所有命令行參數
6. $? ：前一個命令的退出狀態，可用於獲取函數返回值
7. $$ ：當前進程的 ID

例如：(example.sh)

#!/bin/bash 
echo "print $"
echo "\$0 = $0"
echo "\$1 = $1"
echo "\$2 = $2"
echo "\$# = $#"
echo "\$@ = $@"
echo "\$* = $*"
echo "\$? = $?"
echo "\$$ = $$"

執行./example.sh 1 2 3 4 5 的結果：

print $
$0 = ./example.sh  //程序名
$1 = 1  //第一個參數
$2 = 2  //第二個參數
$# = 5  //命令行參數個數，這裏一共5個
$@ = 1 2 3 4 5  //所有命令行參數
$* = 1 2 3 4 5  //所有命令行參數
$? = 0  //之前沒有執行其他命令或者函數
$$ = 9450  //進程 ID

3. 環境變量

Shell 環境變量是所有 shell程序都會接受的一組參數，常用的有下面這幾個： 
1. HOME：用戶主目錄 
2. PATH：系統環境變量 PATH 
3. TERM：當前終端 
4. UID：當前用戶 ID 
5. PWD：當前工作目錄，絕對路徑

例如：

#!/bin/bash
echo "print ENV"
 
echo "\$HOME = $HOME"
echo "\$PATH = $PATH"
echo "\$TERM = $TERM"
echo "\$PWD = $PWD"
echo "\$UID = $UID"

運行結果：

print EVN
 
# 當前主目錄
$HOME = /root
 
# PATH 環境變量
$PATH = /usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games
 
# 當前終端
$TERM = xterm
 
# 當前目錄
$PWD = /home/linux_shell
 
# 用戶 ID
$UID = 1000

四、Shell 運算

1.算術比較運算

2.算術計算

下面是 4 種比較常見的運算方法，功能都是將 m + 1： 
1. m=$[ m + 1 ] 
2. m=`expr $m+1`  #一定要在兩邊加 ` 符號
3. let m=m+1 
4. m=$(( m + 1 ))

例如：

#!/bin/bash 
m=1
m=$[ m + 1 ]
echo $m
 
m=`expr $m+1`
echo $m
 
# 注意：+ 號左右不要加空格
let m=m+1
echo $m
 
m=$((m + 1))
echo $m

運行結果：

2
3
4
5

五、Shell 語句

Shell 語句跟高級語言有些類似，也包括分支，跳轉，循環等。

1. if 語句

shell 的 if 結構爲 if then - elif then - else，if 的判斷條件主要有兩種形式，例如：

#!/bin/bash 
echo "Inpu a number:"
read VAR
 
# 下面這兩種判斷方法都可以，注意使用 
 
if [ $VAR -lt 10 ]  #第一種，[] 左右一定要加空格
then
    echo "小於10"
elif test $VAR -eq 10  #第二種
then
    echo "等於10"
else
    echo "大於10"
fi 

2. case 語句

case 語句有些複雜，要注意格式：

#!/bin/bash 
echo "Input a string:";
read NAME
# 格式有點複雜，一定要注意
case $NAME in
    "Linux")
        echo "Linux";;  #若有多條語句只能在最後一條後面加;;
    "Unix")
        echo "Unix" ;;
    *)
        echo "Not Linux or Unix" ;;
esac

運行結果：

root@ubuntu:/home/linux_shell# sh case.sh
Input a string:
Linux
Linux
 
root@ubuntu:/home/linux_shell# sh case.sh
Input a string:
Unix
Unix
 
root@ubuntu:/home/linux_shell# sh case.sh
Input a string:
1234
Not Linux or Unix

3. for 循環

for 循環有以下兩種基本使用方法：（以 do 和 done 表示循環範圍）

#!/bin/bash 
# 第一種，一定是 ((  ))
for ((i = 1; i <= 3; i++)) 
do
    echo $i
done
 
# 第二種，VAR 依次代表每個元素 
for VAR in 4 5 6
do
    echo $VAR
done

運行結果：

1
2
3
4
5
6

4. while 循環

注意與 for 循環的區別：

#!/bin/bash
echo "請輸入一個字符："
read ch
 
while [ "1" = "1" ]  #while 的死循環
do
   case $ch in
      "Y")
         echo "Right!"
         break;;
      "N")
         echo "Wrong!"
         break;;
      *)
         echo -e "\n輸入有誤！請重新輸入："
         read ch;;
   esac
done

運行結果：

root@ubuntu:/home/linux_shell# bash while.sh 
請輸入一個字符：
t
 
輸入有誤！請重新輸入：
y
 
輸入有誤！請重新輸入：
N
Wrong!

5. until 循環

until 語句可譯爲 “直到...的時候”，與上面的循環的不同點是它的結束條件爲：判斷結果爲1時結束

#!/bin/bash 
i=1
 
# 直到 i 等於 5 時，循環結束 
until [[ "$i" -eq 5 ]]     
do  
    echo $i
    i=$[ $i + 1 ]
done

運行結果：

1
2
3
4

6. break

Shell 中的 break 用法與高級語言相同，都是跳出循環:

#!/bin/bash 
for VAR in 1 2 3 4 5
do
    if [ $VAR -eq 4 ]; then #不要忘了then
        break
    fi
 
    echo $VAR
done

運行結果：

1
2
3

7. continue

continue 用來跳過本次循環，進入下一次循環,例如：

#!/bin/bash 
for VAR in 1 2 3 4 5
do
#   如果 VAR 等於 4，就跳過，直接進入下一次 VAR = 5 的循環 
    if [ $VAR -eq 4 ]
    then
        continue    
    fi
 
    echo $VAR
done

運行結果：

1
2
3
5

每種編程語言中函數都佔有重要地位，下面介紹 Shell 編程中比較重要的函數。

六、Shell 函數

函數可以用一句話解釋：帶有輸入輸出的具有一定功能的黑盒子，相信有過編程經驗的同學不會陌生。那麼，我們先來看看 Shell 中函數定義的格式。

1. 定義函數

有 2 種常見格式：

#第一種
function fun_name()
{    }
 
#第二種
fun_name()
{    }

例如：

#!/bin/bash 
hello()
{
    echo "hello function"
}
 
function hello_world()
{
    echo "hello_world function"
    echo $1  $2   #打印第 1 2 個參數
    return 5
}

2. 調用函數

如何調用上面的 2 個函數呢？

# 1.直接用函數名調用函數，如
hello
hello_world 1 2  #有參數記得跟上參數列表
 
# 2.使用 FUN=`函數名 [參數列表]` 來間接調用
FUN1=`hello`
FUN2=`hello_world 3 4`
 
echo $FUN1
echo $FUN2

運行結果

root@ubuntu:/home/linux_shell# bash function.sh 
hello function
hello_world function
1 2
hello function
hello_world function 3 4

3. 獲取函數返回值

如何獲取 hello_world 函數的返回值呢？還記得 $? 嗎？

hello_world 1 2
# $? 可用於獲取前一個函數的返回值，這裏結果是 5
echo $?
 
運行結果：
root@ubuntu:/home/linux_shell# bash return.sh 
hello_world function
1 2
5

4.shell中默認爲全局變量

shell中變量默認爲全局變量，例如：

#!/bin/bash
VAR=123
 
#define function
example()
{
    VAR=456
}
 
echo $VAR  #改變前的VAR
example    #調用函數
echo $VAR  #改變後的VAR
 
#運行結果：
#123
#456

5. 定義本地變量

使用 local 來在函數中定義本地變量：

#!/bin/bash
VAR=123
 
#define function
example()
{
    local VAR=456
    echo $VAR
}
 
example    #調用函數
echo $VAR  #調用後的VAR
 
#運行結果：
#456
#123

俗話說，程序 3 分靠寫、7 分靠調，下面我們就來看看如何調試 Shell 程序。

七、Shell 調試

使用下面的命令來檢查是否有語法錯誤：

使用下面的命令來檢查是否有語法錯誤：

sh -n script_name.sh

使用下面的命令來執行並調試 Shell 腳本：

sh -x script_name.sh

來看個實際的例子，我們來調試下面這個 test.sh 程序：

#!/bin/bash
for VAR in 1 2 3 4 5
do
    if [ $VAR -eq 2 ]; then
        continue 
    elif [ $VAR -eq 4 ]; then
        continue   
    fi
    echo $VAR
done

首先檢查有無語法錯誤：

sh -n test.sh

沒有輸出，說明沒有錯誤，開始實際調試：

sh -x test.sh

調試結果如下：

root@ubuntu:/home/linux_shell# bash -x debug.sh 
+ for VAR in 1 2 3 4 5
+ '[' 1 -eq 2 ']'
+ '[' 1 -eq 4 ']'
+ echo 1
1
+ for VAR in 1 2 3 4 5
+ '[' 2 -eq 2 ']'
+ continue
+ for VAR in 1 2 3 4 5
+ '[' 3 -eq 2 ']'
+ '[' 3 -eq 4 ']'
+ echo 3
3
+ for VAR in 1 2 3 4 5
+ '[' 4 -eq 2 ']'
+ '[' 4 -eq 4 ']'
+ continue
+ for VAR in 1 2 3 4 5
+ '[' 5 -eq 2 ']'
+ '[' 5 -eq 4 ']'
+ echo 5
5

其中帶有 + 表示的是 Shell 調試器的輸出，不帶 + 表示我們程序的輸出。

八、Shell 易錯點

初學者在 Shell 編程時容易犯的大多都是語法錯誤： 
1. [ ] 內不能嵌套 ( )，可以嵌套 [ ] 
2. $[ val + 1 ] 是變量加 1 的常用方法 
3. [ ] 在測試或者計算中裏面的內容最好都加空格 
4. 單引號和雙引號差不多，單引號更加嚴格，雙引號可以嵌套單引號 
5. 一定要注意語句的格式，例如縮進、空格等

 

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