Shell脚本编程

1. Shell基础概述
2. Shell变量
3. 常用命令和运算符
4. Shell流程控制
5. Shell函数和工具

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Shell基础概述

Shell脚本入门介绍

Shell 是一个命令行解释器，它为用户提供了与操作系统交互的接口。Shell 脚本是一种简单的编程语言，允许用户编写一系列命令来自动执行任务。通过 Shell 脚本，可以自动化日常操作、简化复杂的任务，并提高工作效率。

Shell环境类型

• Bash（Bourne Again Shell）：最常用的 Shell，兼容 Bourne Shell。
• Zsh：功能丰富的 Shell，支持插件和主题，用户体验更好。
• Ksh（Korn Shell）：结合了 C Shell 和 Bourne Shell 的特点，适合脚本编写。
• Tcsh/Csh：C Shell 及其改进版本，语法更接近 C 语言。

编写格式与执行方式

• 编写格式：Shell 脚本通常以 .sh 为扩展名，第一行应包含解释器路径，如 #!/bin/bash。
• 执行方式：
  • 直接运行：赋予文件可执行权限后直接运行 ./script.sh。
  • 通过解释器：使用解释器运行脚本 bash script.sh 或 sh script.sh。
  • 在命令行中逐条输入命令。

多命令处理

• 分号分隔：在同一行上用分号 ; 分隔多个命令。
• 逻辑运算符：使用 && 表示成功后继续执行，|| 表示失败后执行。
• 管道：使用 | 将一个命令的输出作为另一个命令的输入。
• 后台执行：在命令末尾添加 & 符号可以让命令在后台运行。

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Shell变量

自定义变量

• 全局变量：在整个脚本中都可见，可以在任何地方声明和使用。
• 局部变量：仅在特定范围内有效，例如函数内部。
• 常量：一旦赋值就不能再改变，通常使用 readonly 关键字定义。

VARIABLE=value           # 定义变量
echo $VARIABLE           # 输出变量值
readonly CONSTANT=42     # 定义常量

字符串和数组

• 字符串格式：双引号 " 支持变量替换和转义字符；单引号 ' 不进行任何特殊处理。
• 拼接：直接将两个字符串连接起来或使用 + 操作符。
• 截取：使用 ${VAR:offset:length} 格式从字符串中提取子串。

STR="Hello, World!"
echo "${STR:0:5}"        # 截取 "Hello"

• 数组的定义：使用 () 定义数组，元素之间用空格分隔。
• 获取：通过索引访问数组元素，使用 @ 获取所有元素。
• 拼接：可以直接将两个数组相加。
• 删除：使用 unset 删除数组中的某个元素。

ARRAY=("apple" "banana" "cherry")
echo "${ARRAY[1]}"       # 输出 "banana"
echo "${ARRAY[@]}"       # 输出所有元素
unset ARRAY[1]           # 删除 "banana"

特殊符号变量

• 获取输入参数：$1, $2, ... 表示第 n 个参数；$@ 表示所有参数。
• 退出状态码：$? 获取上一条命令的退出状态。
• 进程ID：$$ 获取当前 Shell 进程 ID；$! 获取最近一次后台运行命令的 PID。

环境变量

• 环境变量：如 PATH, HOME 等，影响系统的全局行为。
• 自定义系统环境变量：可以在 ~/.bashrc 或 /etc/environment 中添加。
• 加载流程：启动时读取配置文件，修改后需要重新加载（. ~/.bashrc）。
• 识别Shell环境类型：可以通过 $SHELL 环境变量查看当前使用的 Shell 类型。

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常用命令和运算符

Shell内置命令

• 设置别名：alias 创建命令的快捷方式。
• 退出：exit 或 logout 退出当前会话。
• 输入输出：read 从键盘读取输入；echo 输出文本到终端。
• declare：用于声明变量属性，如整数、只读等。
• test：条件测试命令，相当于 [ ]。

Shell计算命令

• (()), let, $[]：进行算术运算。
• bc：高精度计算器工具，支持小数运算。

let "sum = 5 + 3"         # 使用 let 进行算术运算
echo $(( 5 + 3 ))         # 使用 (( )) 进行算术运算
echo "$[5 + 3]"           # 使用 $[] 进行算术运算 (已废弃)
echo "scale=2; 5 / 3" | bc  # 使用 bc 进行浮点运算

Shell运算符

• 算术运算符：+, -, *, /, %
• 比较运算符：-eq, -ne, -lt, -le, -gt, -ge（适用于整数）
• 布尔运算符：&&, ||, !
• 逻辑运算符：-a（AND），-o（OR）
• 文件测试：-f, -d, -e, -r, -w, -x 等，用于检查文件属性。

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Shell流程控制

if else

if [ condition ]; then
    # do something
elif [ another_condition ]; then
    # do something else
else
    # default action
fi

case语句

case $variable in
    pattern1)
        # code block for pattern1
        ;;
    pattern2)
        # code block for pattern2
        ;;
    *)
        # default action
        ;;
esac

select语句

select choice in option1 option2 option3; do
    case $choice in
        option1) echo "You selected option 1";;
        option2) echo "You selected option 2";;
        option3) echo "You selected option 3";;
        *) echo "Invalid option";;
    esac
done

while/until

while [ condition ]; do
    # do something
done

until [ condition ]; do
    # do something
done

for循环

for i in {1..5}; do
    echo "Number: $i"
done

for file in *.txt; do
    echo "Processing $file"
done

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Shell函数和工具

系统函数

• 预定义函数：如 cd, pwd, ls 等，它们是 Shell 内置命令。
• 自定义函数：用户可以定义自己的函数来封装重复使用的代码块。

function_name() {
    # function body
}

自定义函数

greet_user() {
    echo "Hello, $1!"
}

greet_user "Alice"

cut

• 字段切割：从文件或标准输入中按列提取数据。
• 选项：-d 指定分隔符，-f 指定要提取的字段。

cut -d',' -f1,3 file.csv

sed

• 流编辑器：用于解析和转换文本。
• 常用命令：s/pattern/replacement/ 替换模式，d 删除行，p 打印行。

sed 's/foo/bar/' input.txt

awk

• 文本处理工具：强大的文本分析和处理程序。
• 基本用法：awk '{print $1}' 打印每一行的第一个字段。

awk '{print $1}' file.txt

sort

• 排序工具：对文件内容进行排序。
• 选项：-n 数值排序，-r 逆序排序，-k 指定排序字段。

sort -n -k2 file.txt

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