UNIX Shell变量万字总结 | 完全掌握Shell编程

发布时间：2022-12-19 11:25:05 所属栏目：Unix 来源：

导读：　　对于Linux平台下的开发者和维护人员来说，Shell编程是必须要掌握的一个知识点。通过Shell脚本能够将十分复杂的操作进行简化，从而大大的提高我们工作效率。

　　什么是Shell？

　　实际上，Shell是一个比

　　对于Linux平台下的开发者和维护人员来说，Shell编程是必须要掌握的一个知识点。通过Shell脚本能够将十分复杂的操作进行简化，从而大大的提高我们工作效率。

　　什么是Shell？

　　实际上，Shell是一个比较宽泛的概念，它可以有多种含义。比如，一个终端或命令行软件我们可以称为Shell，实际上它就是一个应用程序，是人与系统进行交互的一个操作界面；它也是一种程序语言或者命令语言，可以通过它编译一系列的脚本。

　　作为Shell终端软件来说，它实际上也是属于泛指。之所以这么说是因为Shell终端软件也有多种。不过，基本上所有的Linux和大多数的Mac OS X里默认用的都是Bourne Again Shell，也就是平时我们说的bash。它早在1987年由Brian Fox开发。

　　除bash之外，还有其他的Shell应用程序：

　　Shell应用程序

　　然而，今天我们要学习的实际上是在Shell上执行的脚本语言，所以我们说Shell脚本编程。由于它是一种解释性语言，Shell脚本编程不需要额外的安装编译器，它可以直接用编辑器直接编辑，然后直接在Shell上直接运行即可。通常，我们在编写脚本时，在第一行需要用#!来指定解释器来运行Shell脚本，比如，#!/bin/sh。

　　下面我们将为大家从如下几个方面全面系统的为大家梳理Shell编程的相关知识点。

　　Shell编程

　　输入输出

　　shell中有两种输出命令：echo和printf。学习程序，生硬的文字始终没有代码来的直接易懂。我们就直接通过例子来学习吧。

　　echo "hello world"
　　printf "%s %s" "hello" "world"
　　printf "!!!\n"
　　output

　　从上面的例子很容易发现，echo命令默认带有换行符的，而printf则不是。与C语言中类似，printf是可以进行格式化输出的，其中，%s就是格式控制符，还有%c %d %f等控制符。另外，还可以通过在控制符中添加数字来制定字符的长度，比如，%3s表示三个字符长度；%4.3f表示4位整数，3位小数。

　　#!/bin/sh
　　printf "%6s %3s %4s %5s\n" 公司名评级销售额市场占比
　　printf "%6s %3c %4d %5f\n" 公司A A 5001 0.5001
　　printf "%6s %3c %4d %5f\n" 公司B C 1999 0.1999
　　printf "%6s %3c %4d %5f\n" 公司B B 3000 0.3
　　printf

　　如果需要字符对齐，还可以使用-进行字符左对齐，省略不加默认右对齐。

　　在shell中是使用read命令作为输入，它可以接受标准键盘的输入；除此之外，也可以作为文件描述符的输入，对文件进行操作。

　　read命名的格式如下：

　　read [选项名] [变量名]
　　read命令在执行时，会将输入的数据放到变量中，通常，我们会指定一个自定义的变量，如果不指定变量的话，则就会把输入的数据保存到REPLY变量中。关于变量的一些具体信息可以在下面的变量章节了解。

　　read命令的选项名有下面几种参数，我们可以选择一种或几种进行设置。

　　具体的使用方法大家可以参考下面的例子：

　　#!/bin/sh
　　read -p "input a name:" name
　　read -p "input a password:" -s passwd
　　echo ""
　　echo $name
　　echo $passwd
　　read

　　注释

　　每种语言都少不了注释，对于Shell也是一样。一个好的注释可以让代码更容易阅读和维护。shell脚本里也可以使用两种注释：单行注释和多行注释。单行注释可以直接在所在行使用#，多行注释就需要:!。

　　# 这是一行内容
　　# 这是一行内容
　　:<
　　对于多行注释除了用!符号外，还可以用EOF '等符号。

　　除了这两种方法之外，还可以通过条件语句来实现。

　　变量

　　Shell可以定义变量，并通过=给变量赋值，与其他语言不同的是，在=和变量及被赋的值之间不能有空格。习惯了其他语言的同学可能会有些不适应，不过要注意这一点。

　　对于命名的规则，其实是与其他语言是类似的：

　　v1=1234 #正确
　　v2="hello" #正确
　　v3_1="world" #正确
　　v4_1 = "world" #错误，‘=’符前后不能有空格
　　除此之外，在访问变量时需要在变量前$符来访问，如果需要区分变量的边界，还需要在变量前后加上{}用来区分变量名的边界，建议在使用变量时加上{}。

　　a="hell world:"
　　b="一个敲代码的厨子"
　　echo ${a}${b}
　　Shell的数据类型比较简单，变量的默认数据类型是字符串类型。我们可以使用单引号或双引号，因此，也是可以不用引号的。

　　我们再来看一个例子：

　　a=1
　　b=2
　　echo ${a}+${b}
　　大家觉得最后应该输出多少呢？

　　答案是不是超出了大家的预料？这样大家应该理解了为什么说Shell定义变量时默认是字符串类型。

　　那么问题来了，该怎么表示数字呢？其实，这里我们稍微进行特殊处理一下就可以了，在数据运算的时候我们用$[运算表达式]形式就可以了。

　　a=1
　　b=2
　　echo $[${a}+${b}]
　　a+b

　　除了这种方法，还有其他的方法可以进行数据运算，我们在后面的数据运算章节在详细展开，我们接着说变量。

　　我们可以将变量分成局部变量和环境变量：

　　在一些特殊的场景，我们不希望我们定义的变量数值被改变，这时，我们可以使用readonly命令将变量设置成只读。

　　a="hello world"
　　readonly a
　　echo ${a}
　　a="hahah"
　　还有一些场景需要清除一个变量，我们可以使用unset命令将变量删除，需要注意的是对于只读变量是不能删除的。

　　a="hello world"
　　b="一个敲代码的厨子"
　　readonly b
　　unset a
　　unset b
　　echo ${a}
　　echo ${b}
　　字符串变量操作

　　了解了上面变量的内容之后，我们知道变量模式是字符串类型的。那字符串的操作有哪些呢？

　　一般我们可以会对字符串变量进行如下操作：

　　下面，我们可以从下面的例子更直观的了解这些操作。

　　a="Hello World"
　　echo "${#a}" #获取字符串长度
　　echo "${a:6:3}" #从下标6开始截取3字符
　　echo "${a/ll/hh}" #将字符串中的ll替换为hh
　　echo "${a/or/}" #删除子字符串or
　　echo "${a^^}" #全部转化成大写
　　echo "${a,,}" #全部转化成小写
　　字符串操作

　　数字运算

　　在上面的变量章节，我们学习到了可以使用$[运算表达式]形式，使数字变量进行运算。这一章节，我们将会详细了解数字运算。实际上Shell可以使用命令和运算表达式的方式进行数字运算，它们可以支持+ - * / %等算术运算。

　　命令方式主要有let declare expr等命令，下面我们一一通过例子来学习他们的使用。

　　通过let命令进行数字运算，let命名后直接跟上运算表达式即可。

　　#!/bin/sh
　　a="4"
　　b="2"
　　let c1=${a}+${b}
　　let c2=${a}-${b}
　　let c3=${a}*${b}
　　let c4=${a}/${b}
　　let c5=${a}%${b}
　　echo "a + b =" ${c1}
　　echo "a - b =" ${c2}
　　echo "a * b =" ${c3}
　　echo "a / b =" ${c4}
　　echo "a % b =" ${c5}
　　let命令

　　通过expr命令进行数字运算，可以查看下面的示例代码，但是需要注意两点：

　　#!/bin/sh
　　a=4
　　b=2
　　c1=$(expr ${a} + ${b})
　　echo "a + b =" ${c1}
　　c2=$(expr ${a} - ${b})
　　echo "a - b =" ${c2}
　　c3=$(expr ${a} \* ${b})
　　echo "a * b =" ${c3}
　　c4=$(expr ${a} / ${b})
　　echo "a / b =" ${c4}
　　c5=$(expr ${a} % ${b})
　　echo "a % b =" ${c5}
　　expr

　　declare命令也可以进行数字运算，它的参数选项中有一个-i选项，它可以将变量声明为整数型，因此，我们也可以通过declare实现数字的运算。

　　#!/bin/sh
　　a="4"
　　b="2"
　　declare -i c1=${a}+${b}
　　declare -i c2=${a}-${b}
　　declare -i c3=${a}*${b}
　　declare -i c4=${a}/${b}
　　declare -i c5=${a}%${b}
　　echo "a + b =" ${c1}
　　echo "a - b =" ${c2}
　　echo "a * b =" ${c3}
　　echo "a / b =" ${c4}
　　echo "a % b =" ${c5}
　　declare命令 declare命令

　　通过运算表达式实现数字运算的方式，主要有$((运算表达式))和$[运算表达式]，我们依次来看看他们的使用方法。

　　#!/bin/sh
　　a=4
　　b=2
　　c1=$((${a}+${b}))
　　c2=$((${a}-${b}))
　　c3=$((${a}*${b}))
　　c4=$((${a}/${b}))
　　c5=$((${a}%${b}))
　　echo "a + b =" ${c1}
　　echo "a - b =" ${c2}
　　echo "a * b =" ${c3}
　　echo "a / b =" ${c4}
　　echo "a % b =" ${c5}
　　表达式方式1

　　#!/bin/sh
　　a=4
　　b=2
　　c1=$[${a}+${b}]
　　c2=$[${a}-${b}]
　　c3=$[${a}*${b}]
　　c4=$[${a}/${b}]
　　c5=$[${a}%${b}]
　　echo "a + b =" ${c1}
　　echo "a - b =" ${c2}
　　echo "a * b =" ${c3}
　　echo "a / b =" ${c4}
　　echo "a % b =" ${c5}
　　表达式方式2

　　除了这些运算之外，shell也支持自增和自减运算，这里以let命令为例：

　　#!/bin/sh
　　c1=2
　　c2=2
　　c3=2
　　let c1++
　　let c2--
　　let c3+=1
　　echo "c1 =" ${c1}
　　echo "c2 =" ${c2}
　　echo "c3 =" ${c3}
　　自增和自减

　　上面的这些运算方法都有各自的要求，在使用的时候我们一定要清楚它们的使用方法。另外，在默认情况下shell是不支持小数运算，大家可以发现上面的运算都是整数运算，怎么进行小数运算呢？

　　我们可以借助Linux平台下的bc计算器进行小数运算。

　　#!/bin/sh
　　a=1.411
　　b=1.332
　　c1=`echo "$a+$b"|bc`
　　c2=`echo "$a-$b"|bc`
　　c3=`echo "$a*$b"|bc`
　　c4=`echo "scale=3;$a/$b"|bc` #scale用来指定小数的位数
　　echo $c1
　　echo $c2
　　echo $c3
　　echo $c4
　　小数运算

　　数组

　　Shell可以定义数组用来存放多个数据，格式如下，数组中的各个元素需要使用空格隔开，数组在定义时可以不用指定数组的大小。

　　array=(value1 value2 value3 ...)

　　在访问数组时，可以使用中括号和下标（[下标]）访问各个元素，它的下标也是从0开始的。

　　#!/bin/sh
　　a=(hello world code)
　　echo ${a[0]}
　　echo ${a[1]}
　　echo ${a[2]}
　　数组访问

　　除了用下标访问单个元素之外，是否有其他方法获取所有元素呢？我们可以使用*和@符号获取数组的所有元素。这两个符号是不是很熟悉？我们在字符串变量操作章节用到过这两个符号。

　　#!/bin/sh
　　a=(hello world code)
　　echo ${a[*]}
　　echo ${a[@]}
　　获取数组所有元素

　　同样的，与获取字符变量长度类似，我们也可以使用#符号来获取数组的长度。

　　#!/bin/sh
　　a=(hello world code)
　　echo ${#a[*]}
　　获取数组长度

　　关系运算

　　关系运算也就是比较运算，因为在shell里都是字符串类型，我们怎么比较数字的大小呢？shell中专门提供了一些专门用来关系运算的运算符。如下：

　　这里要注意变量和中括号两边是有空格隔开，运算符和变量之间也有空格隔开，具体我们可以通过一个例子来进一步了解它们的使用。

　　#!/bin/sh
　　a=1
　　b=2
　　if [ $a -eq $b ];then
　　 echo "yes"
　　else
　　 echo "no"
　　fi
　　if [ $a -ne $b ];then
　　 echo "yes"
　　else
　　 echo "no"
　　fi
　　if [ $a -gt $b ];then
　　 echo "yes"
　　else
　　 echo "no"
　　fi
　　if [ $a -lt $b ];then
　　 echo "yes"
　　else
　　 echo "no"
　　fi
　　这里用到了判断语句if...else，详细内容可以在条件语句章节再深入了解。

　　关系运算

　　上面的是数值关系运算，当然，对于字符串同样也有类似的元素符。

　　#!/bin/sh
　　a="hello"
　　b="hello"
　　c="world"
　　d=""
　　echo "a = b ?"
　　if [ $a = $b ];then
　　 echo "yes"
　　else
　　 echo "no"
　　fi
　　echo "a != b ?"
　　if [ $a != $b ];then
　　 echo "yes"
　　else
　　 echo "no"
　　fi
　　echo "a != c ?"
　　if [ $a != $c ];then
　　 echo "yes"
　　else
　　 echo "no"
　　fi
　　echo "len(c) = 0 ?"
　　if [ -z $c ];then
　　 echo "yes"
　　else
　　 echo "no"
　　fi
　　echo "len(d) != 0 ?"
　　if [ -n "$d" ];then
　　 echo "yes"
　　else
　　 echo "no"
　　fi
　　echo "len(a) = 0 ?"
　　if [ $a ];then
　　 echo "yes"
　　else
　　 echo "no"
　　fi
　　字符串

　　逻辑运算

　　除了我们上面介绍的算术运算和关系运算，Shell还有逻辑运算。逻辑运算主要有逻辑与和逻辑或运算。

　　我们通过一个例子来对逻辑运算进一步了解。

　　#!/bin/sh
　　a=1
　　b=2
　　c=1
　　echo "a = c && a != b ?"
　　if [[ $a -eq $c && $a -ne $b ]];then
　　 echo "yes"
　　else
　　 echo "no"
　　fi
　　echo "a = b || a = c ?"
　　if [[ $a -eq $b || $a -eq $c ]];then
　　 echo "yes"
　　else
　　 echo "no"
　　fi
　　逻辑运算

　　条件语句

　　与其他语言一样，shell脚本编程也可以进行流程控制，比如，条件语句，循环语句等，这一章节我们学习条件语句。

　　条件语句中主要通过if else then elif fi等关键字组成，主要可以组成下面几种情况：

　　单分支这种情况UNIX Shell变量，结构比较简单，一个条件一个执行分支。

　　a=1
　　if [ $a == 1 ];then
　　    echo "a = 1"
　　fi
　　单分支

　　双分支的情况，比单分支多一个执行分治。

　　a=1
　　if [ $a == 2 ];then
　　    echo "a = 1"
　　else
　　 echo "a != 1"
　　fi
　　双分支

　　多分支结构比较适合多种条件，多个执行分支的情况。

　　a=2
　　if [ $a == 1 ];then
　　    echo "a = 1"
　　elif [ $a == 2 ];then
　　 echo "a = 2"
　　else
　　 echo $a
　　fi
　　多分支

　　对于if的分支语句大家要注意格式问题，在[]里的条件表达式一定要和两边中括号符号用空格隔开。

　　此外，还有一种多分支语句case语句，格式为：

　　case $变量 in
　　    "value1")
　　        执行语句1
　　        ;;
　　    "value2")
　　        执行语句2
　　        ;;
　　    *)
　　        执行其他语句
　　        ;;
　　esac
　　我们看一个case语句的示例：

　　#!/bin/sh
　　read -p "please in put a number:" num
　　case $num in
　　"1")
　　 echo "Start 1th flow"
　　 ;;
　　"2")
　　 echo "Start 2th flow"
　　 ;;
　　*)
　　 echo "Do nothing"
　　esac
　　case语句

　　上面的这些只是一些简单的语句结构，大家只要掌握了这几种分支语句的用法，就可以组成更加复杂的分支语句，比如，多个判断条件，多个分支嵌套等。

　　循环语句

　　用于流程控制的另一种方式是循环语句，Shell中常见有for while until select这四种循环语句。下面我们依次来了解这四种循环方式。

　　for循环for(())和for...in这两种形式，我们可以根据自己的需要进行选择。

　　先来看看for(())这种循环格式：

　　for((ex1;exp2;exp3))
　　do
　　循环体
　　done
　　这里我们可以结合的数组的知识来举个循环的栗子。

　　a=("hello" "world" "hello" "shell")
　　for((i=0;i<4;i++))
　　do
　　 echo ${a[i]}
　　done
　　for循环

　　我们通过定义一个递增变量i，依次访问数组各个元素。有没有更简单的变量方法呢？我们再看下面一个例子。

　　a=("hello" "world" "hello" "shell")
　　for v in ${a[*]}
　　do
　　 echo $v
　　done
　　for...in

　　上面的例子用的是第二种for...in的循环格式，其格式如下，它可以方便的遍历一个列表或数组，而不需再定义递增/递减变量。

　　for var in list
　　do
　　循环体
　　done
　　接下来我们看while循环，while循环的格式如下，

　　while [ 条件表达式 ]
　　do
　　循环体
　　done
　　再看一个例子：

　　a=("hello" "world" "hello" "shell")
　　i=0
　　while [ $i -lt 4 ]
　　do
　　 echo ${a[i]}
　　 let i++
　　done
　　while

　　while循环需要注意条件表达的写法，相信看了上面的关于条件语句的同学已经很清楚了。

　　在shell中有一个与while循环恰好相反的循环until循环；在while循环中条件表达式成立就会进入循环体，而在until循环中条件表达式不成立才会进入循环，until循环的格式如下：

　　until [ 条件表达式 ]
　　do
　　循环体
　　done
　　我们将上面while循环例子的条件表达式稍加改动。

　　a=("hello" "world" "hello" "shell")
　　i=0
　　until [ $i -ge 4 ]
　　do
　　 echo ${a[i]}
　　 let i++
　　done
　　until

　　对于until循环语句来说，一般没有上面的几种循环语句较为常用。

　　最后，还有一种较为特殊的循环select，我们先看一下它的格式：

　　select var in list
　　do
　　    statements
　　done
　　为什么说它是一种特殊的循环？我们看下面这个例子：

　　a=("hello" "world" "hello" "shell")
　　i=0
　　select v in ${a[*]}
　　do
　　 echo $v
　　done
　　select

　　从这里例子上，我们可以发现在每行打印前面都有一个序号，我们还可以选择其中一个序号，会输出对应需要的结果。它是shell中特有的一种结构，通常和case...in语句一起使用，通过根据选择的序号不同，可以选择执行case...in里不同的动作。

　　a=("公司A" "公司B" "公司C" "公司D")
　　select v in ${a[*]}
　　do
　　 case $v in
　　 "公司A")
　　   echo "恭喜您，你选择了公司A ！"
　　   break
　　   ;;
　　 "公司B")
　　   echo "恭喜您，你选择了公司B ！"
　　   break
　　   ;;
　　 "公司C")
　　   echo "恭喜您，你选择了公司C ！"
　　   break
　　   ;;
　　 "公司D")
　　   echo "恭喜您，你选择了公司D ！"
　　   break
　　   ;;
　　 *)
　　   echo "您没有选择任何一个公司，请重新选择！"
　　 esac
　　done

　　select in 和 case in

　　函数

　　在一个复杂的功能的脚本程序中，会有很多重复或相似的功能，为了避免大量的重复代码，这个时候函数的作用体现出来了。一般的我们会将一些相似的或重复的操作抽象成一个函数，并根据参数的不同返回相应的结果。这样程序将更具模块化，逻辑也更加清楚，便于开发和维护。

　　当然，在shell中也可以使用函数。其格式如下：

　　function name() {
　　    # 函数体
　　    return value
　　}
　　这里function是用来定义函数的关键字，name是需要我们自定义的函数名，return value是函数的返回值。现在我们来定义一个函数：

　　function test1() {
　　 echo "this is a function"
　　
　　 return 0
　　}
　　该怎么调用函数呢？直接写函数名即可，我们看一个完整版程序：

　　function test1() {
　　 echo "this is a function"
　　
　　 return 0
　　}
　　test1 #调用函数
　　函数1

　　上面函数没有带参数的，那如果有参数怎么办呢？我们继续看例子：

　　function test2() {
　　 echo "parameter1 : $1"
　　 echo "parameter2 : $2"
　　
　　 return 3
　　}
　　test2 1 2 #调用函数
　　echo $? #获取函数返回值
　　函数2

　　实际上，函数中是不要定义形参的，在调用时在函数后面加上实参就可以了。而函数体中可以通过$加参数编号访问参数，比如，第一个参数$1，到第十个参数以上就需要加上{}符号，比如${10}，而函数返回值需要在调用该函数后通过$?获得。

　　文件包含

　　有的时候某个功能可能被多个脚本使用，这时就需要在将这个功能放到一个公共的文件中，需要这个功能的脚本直接包含这个公共的文件即可，这就是文件的包含，同样的Shell也是支持文件包含的。

　　在Shell中可以使用.或source加上文件名来包含文件。直接来看例子：

　　先建一个文件test_one.sh:

　　#test_one.sh
　　var1=1
　　再建一个文件test_two.sh:

　　#test_two.sh
　　var2=2
　　下面我们在建一个文件包含test_one.sh和test_two.sh这两个文件。

　　. ./test_one.sh
　　source ./test_two.sh
　　echo "file one var1=${var1}"
　　echo "file two var2=${var2}"
　　文件包含

　　这里需要注意.和./test_one.sh文件之间是有一个空格。

　　最后

　　至此，我们已经学会了shell编程的一些基本知识。文中使用的都是一些简单的例子，在实际的shell脚本中往往都是比较复杂的逻辑。不过，再复杂的代码也是有这些简单的结构组成。因此，大家一定要有一个扎实基础和掌握一个完整的shell知识体系。

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