Linux下的shell编程详解

本文摘要

本文主要从以下8 个方面介绍Linux下的shell编程：

• 一、Shell 编程概述
• 二、Shell 关键字
• 三、Shell 变量
• 四、Shell 运算
• 五、Shell 语句
• 六、Shell 函数
• 七、Shell 调试
• 八、Shell 易错点

一、Shell 编程概述

shell编程是 Linux 下的一门脚本语言——Shell 脚本。这个脚本语言可以帮助我们简化很多工作，例如编写自定义命令等，所以还是很有必要学习它的基本用法的，一个简单的 hello.sh 脚本像下面这样，第一行 #!/bin/bash 标识该 Shell 脚本由哪个 Shell 解释：

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

可以有以下两种执行方式：

# 1.直接执行
bash hello.sh
sh   hello.sh
 
# 2.赋予可执行权限后执行
chmod a+x hello.sh
# 执行
./hello.sh
 
# 结果
Hello World!

Shell 的编写流程： 
1. 编写 Shell 脚本 
2. 执行 
3. 调试

下面来介绍具体的语法

二、Shell 关键字

常用的关键字如下： 
1. echo：打印文字到屏幕 
2. read：读标准输入 
3. exec：执行另一个 Shell 脚本
4. expr：对整数型变量进行算术运算 
5. test：用于测试变量是否相等、 是否为空、文件类型等 
6. exit：退出

例如：

#!/bin/bash 
echo "Hello Shell\nInput number:"
 
# 读入变量
read VAR
echo "VAR is $VAR"
 
# 计算变量
expr $VAR - 5
 
# 测试字符串
test "Hello"="HelloWorld"
 
# 测试整数
test $VAR -eq 10
 
# 测试目录
test -d ./Android
 
# 执行其他 Shell 脚本
exec ./othershell.sh
 
# 退出
exit

 

运行前，你需要新建一个 othershell.sh 的文件，让它输出 I'm othershell，并且中途需要一次输入。

运行结果：

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

学习任何一门语言都要了解它的变量定义方法，Shell 也不例外。

三、Shell 变量

Shell 变量分为 3 种： 
1. 用户变量 
2. 系统变量 
3. 环境变量

1. 用户变量

定义用户变量需要注意下面 2 点： 
1. 等号前后不能有空格：num=10 
2. 使用 $+变量名 调用变量

常见有 3 个对用户变量进行操作的前缀： 

unset：删除变量 
readonly：标记只读变量 
export：指定全局变量

例如：

#!/bin/bash 
# 定义普通变量 str
str=SHENZHEN
 
# 定义全局变量 name
export name=cdeveloper
 
# 定义只读变量 num
readonly num=21
 
# 打印变量的值
echo $str
echo $name
echo $num
 
# 删除 str 变量
unset str
# 不会输出 SHENZHEN
echo $str

运行结果：

SHENZHEN
cdeveloper
21

2. 系统变量

常用的系统变量有下面这些：

1. $0 ：当前程序的名称
2. $n：第n个命令行参数(n从0开始计算)
3. $# ：命令行参数个数（除$0）
4. $@ ：所有命令行参数
5. $* ：所有命令行参数
6. $? ：前一个命令的退出状态，可用于获取函数返回值
7. $$ ：当前进程的 ID

例如：(example.sh)

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

执行./example.sh 1 2 3 4 5 的结果：

print $
$0 = ./example.sh  //程序名
$1 = 1  //第一个参数
$2 = 2  //第二个参数
$# = 5  //命令行参数个数，这里一共5个
$@ = 1 2 3 4 5  //所有命令行参数
$* = 1 2 3 4 5  //所有命令行参数
$? = 0  //之前没有执行其他命令或者函数
$$ = 9450  //进程 ID

3. 环境变量

Shell 环境变量是所有 shell程序都会接受的一组参数，常用的有下面这几个： 
1. HOME：用户主目录 
2. PATH：系统环境变量 PATH 
3. TERM：当前终端 
4. UID：当前用户 ID 
5. PWD：当前工作目录，绝对路径

例如：

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

运行结果：

print EVN
 
# 当前主目录
$HOME = /root
 
# PATH 环境变量
$PATH = /usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games
 
# 当前终端
$TERM = xterm
 
# 当前目录
$PWD = /home/linux_shell
 
# 用户 ID
$UID = 1000

四、Shell 运算

1.算术比较运算

2.算术计算

下面是 4 种比较常见的运算方法，功能都是将 m + 1： 
1. m=$[ m + 1 ] 
2. m=`expr $m+1`  #一定要在两边加 ` 符号
3. let m=m+1 
4. m=$(( m + 1 ))

例如：

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

运行结果：

2
3
4
5

五、Shell 语句

Shell 语句跟高级语言有些类似，也包括分支，跳转，循环等。

1. if 语句

shell 的 if 结构为 if then - elif then - else，if 的判断条件主要有两种形式，例如：

#!/bin/bash 
echo "Inpu a number:"
read VAR
 
# 下面这两种判断方法都可以，注意使用 
 
if [ $VAR -lt 10 ]  #第一种，[] 左右一定要加空格
then
    echo "小于10"
elif test $VAR -eq 10  #第二种
then
    echo "等于10"
else
    echo "大于10"
fi 

2. case 语句

case 语句有些复杂，要注意格式：

#!/bin/bash 
echo "Input a string:";
read NAME
# 格式有点复杂，一定要注意
case $NAME in
    "Linux")
        echo "Linux";;  #若有多条语句只能在最后一条后面加;;
    "Unix")
        echo "Unix" ;;
    *)
        echo "Not Linux or Unix" ;;
esac

运行结果：

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 循环

for 循环有以下两种基本使用方法：（以 do 和 done 表示循环范围）

#!/bin/bash 
# 第一种，一定是 ((  ))
for ((i = 1; i <= 3; i++)) 
do
    echo $i
done
 
# 第二种，VAR 依次代表每个元素 
for VAR in 4 5 6
do
    echo $VAR
done

运行结果：

1
2
3
4
5
6

4. while 循环

注意与 for 循环的区别：

#!/bin/bash
echo "请输入一个字符："
read ch
 
while [ "1" = "1" ]  #while 的死循环
do
   case $ch in
      "Y")
         echo "Right!"
         break;;
      "N")
         echo "Wrong!"
         break;;
      *)
         echo -e "\n输入有误！请重新输入："
         read ch;;
   esac
done

运行结果：

root@ubuntu:/home/linux_shell# bash while.sh 
请输入一个字符：
t
 
输入有误！请重新输入：
y
 
输入有误！请重新输入：
N
Wrong!

5. until 循环

until 语句可译为 “直到...的时候”，与上面的循环的不同点是它的结束条件为：判断结果为1时结束

#!/bin/bash 
i=1
 
# 直到 i 等于 5 时，循环结束 
until [[ "$i" -eq 5 ]]     
do  
    echo $i
    i=$[ $i + 1 ]
done

运行结果：

1
2
3
4

6. break

Shell 中的 break 用法与高级语言相同，都是跳出循环:

#!/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

运行结果：

1
2
3

7. continue

continue 用来跳过本次循环，进入下一次循环,例如：

#!/bin/bash 
for VAR in 1 2 3 4 5
do
#   如果 VAR 等于 4，就跳过，直接进入下一次 VAR = 5 的循环 
    if [ $VAR -eq 4 ]
    then
        continue    
    fi
 
    echo $VAR
done

运行结果：

1
2
3
5

每种编程语言中函数都占有重要地位，下面介绍 Shell 编程中比较重要的函数。

六、Shell 函数

函数可以用一句话解释：带有输入输出的具有一定功能的黑盒子，相信有过编程经验的同学不会陌生。那么，我们先来看看 Shell 中函数定义的格式。

1. 定义函数

有 2 种常见格式：

#第一种
function fun_name()
{    }
 
#第二种
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 个参数
    return 5
}

2. 调用函数

如何调用上面的 2 个函数呢？

# 1.直接用函数名调用函数，如
hello
hello_world 1 2  #有参数记得跟上参数列表
 
# 2.使用 FUN=`函数名 [参数列表]` 来间接调用
FUN1=`hello`
FUN2=`hello_world 3 4`
 
echo $FUN1
echo $FUN2

运行结果

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

3. 获取函数返回值

如何获取 hello_world 函数的返回值呢？还记得 $? 吗？

hello_world 1 2
# $? 可用于获取前一个函数的返回值，这里结果是 5
echo $?
 
运行结果：
root@ubuntu:/home/linux_shell# bash return.sh 
hello_world function
1 2
5

4.shell中默认为全局变量

shell中变量默认为全局变量，例如：

#!/bin/bash
VAR=123
 
#define function
example()
{
    VAR=456
}
 
echo $VAR  #改变前的VAR
example    #调用函数
echo $VAR  #改变后的VAR
 
#运行结果：
#123
#456

5. 定义本地变量

使用 local 来在函数中定义本地变量：

#!/bin/bash
VAR=123
 
#define function
example()
{
    local VAR=456
    echo $VAR
}
 
example    #调用函数
echo $VAR  #调用后的VAR
 
#运行结果：
#456
#123

俗话说，程序 3 分靠写、7 分靠调，下面我们就来看看如何调试 Shell 程序。

七、Shell 调试

使用下面的命令来检查是否有语法错误：

使用下面的命令来检查是否有语法错误：

sh -n script_name.sh

使用下面的命令来执行并调试 Shell 脚本：

sh -x script_name.sh

来看个实际的例子，我们来调试下面这个 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

首先检查有无语法错误：

sh -n test.sh

没有输出，说明没有错误，开始实际调试：

sh -x test.sh

调试结果如下：

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

其中带有 + 表示的是 Shell 调试器的输出，不带 + 表示我们程序的输出。

八、Shell 易错点

初学者在 Shell 编程时容易犯的大多都是语法错误： 
1. [ ] 内不能嵌套 ( )，可以嵌套 [ ] 
2. $[ val + 1 ] 是变量加 1 的常用方法 
3. [ ] 在测试或者计算中里面的内容最好都加空格 
4. 单引号和双引号差不多，单引号更加严格，双引号可以嵌套单引号 
5. 一定要注意语句的格式，例如缩进、空格等

 

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