Shell：基础篇

介绍

Shell 是计算机操作系统中的一个重要组成部分，尤其在类Unix系统（如Linux、BSD等）以及早期的MS-DOS等系统中扮演着核心角色。

Shell 是一种命令行界面（CLI）程序，通常被称为命令解释器，它是用户与操作系统内核之间交互的接口或桥梁。

命令行界面（CLI）程序是一种软件应用程序，它专为通过字符界面与用户交互而设计，用户通过键盘输入特定的文本命令及其相关参数来进行操作。在CLI程序中，没有图形元素，如窗口、按钮或菜单，所有的交互完全依赖于文本命令和响应。

具体而言，Shell 主要具有以下几个特点和功能：

• 命令解释器：Shell 接收用户通过键盘输入的命令，解析这些命令并将其转换成内核能理解的操作请求。
• 脚本语言：Shell 不仅允许用户输入单个命令，还支持编写包含一系列命令和控制结构的脚本文件（称为Shell脚本或Shell程序）。这些脚本可以实现自动化任务，简化重复性工作，或是构建复杂的系统管理流程。
• 用户交互：Shell 提供了交互式的命令行环境，用户可以在提示符下实时输入和执行命令，获取即时反馈。
• 环境配置：Shell 可以设置和管理用户的环境变量，影响程序的行为和系统环境配置。
• I/O重定向与管道：Shell 允许用户将命令的标准输入、输出重定向至文件或其他命令，同时支持通过管道（|）连接多个命令，形成数据流式处理。
• 命令扩展与别名：Shell 可以为命令添加额外的便利功能，比如命令补全、命令历史记录，以及定义命令别名等。

流行的Shell有多种，例如Bash（Bourne-Again SHell）、sh（Bourne Shell）、csh（C Shell）、zsh（Z Shell）等。其中，bash在大多数Linux发行版中被用作默认的登录Shell。

运行

运行 Shell 脚本有多种方法：

1. 作为可执行程序运行：直接执行，需有执行权限，
   • 确保脚本文件的第一行包含了正确的Shebang（#!），例如 #!/bin/bash 或 #!/usr/bin/env bash，用于指定解释此脚本的Shell版本。
   • 给脚本添加执行权限：chmod +x script.sh
   • 使用相对路径或绝对路径执行：相对路径./script.sh；绝对路径/path/to/script.sh。
2. 作为解释器参数：
   • 如bash script.sh
   • 即使脚本没有执行权限，也可以通过明确指定解释器来执行
3. source命令：当希望脚本中的环境变量更改、函数定义等对当前Shell会话生效时，可以使用source命令。
   • 如source script.sh

语法

变量

在Shell中定义变量非常直观且简单，无需事先声明变量类型，只需给变量分配一个值即可完成定义。
如name="chilun"，即定义了一个变量name为字符串“chilun”。

变量命名规则

• 只包含字母、数字和下划线： 变量名可以包含字母（大小写敏感）、数字和下划线 _，不能包含其他特殊字符。
• 不能以数字开头： 变量名不能以数字开头，但可以包含数字。
• 避免使用 Shell 关键字： 不要使用Shell的关键字（例如 if、then、else、fi、for、while 等）作为变量名，以免引起混淆。
• 使用大写字母表示常量： 习惯上，常量的变量名通常使用大写字母，例如 PI=3.14。

定义变量

1. 直接赋值：通过等号（=）来给变量赋值，注意变量名和等号之间不能有空格。
   • name="chilun"：将“chilun”字符串赋给变量 name。
2. 语句赋值：可使用for循环等语句对变量进行赋值。
   • for file in $(ls /etc) ：将 /etc 目录下的所有文件和目录名逐个赋值给变量 file。
3. 命令赋值：可使用标准输入读取命令等对变量进行赋值。
   • read -p "请输入你的名字: " name：用户输入的名字会被赋值给变量 name。
4. 定义变量：使用declare或typeset命令定义变量时可以指定变量的类型（如整型、数组等）。
   • declare -i age=30：定义一个整数类型的变量age并赋值为30。
5. 计算变量：使用let命令执行简单的算术运算并赋值给变量。
   • let b=a+1：将b赋值为a+1后的整数；如果直接b=a+1，b会被赋值为“a+1”的字符串。
6. 定义环境变量：使用export命令可以定义环境变量，在子shell进程中变量也能被访问。
   • export PATH=$PATH:/usr/local/bin：将新的路径添加到已存在的PATH环境变量中。
7. 删除变量：使用unset命令删除已定义的变量。
   • unset name：删除变量name。
8. 只读变量：使用readonly命令可以将变量定义为只读变量，只读变量的值不能被改变，不能被删除。
   • readonly name：之后再修改就会报错：name: readonly variable。

使用变量

使用一个定义过的变量，只要在变量名前面加美元符号即可。
变量名外面的花括号是可选的，加不加都行，加花括号是为了帮助解释器识别变量的边界（推荐给所有变量加上花括号）。

name="chilun"
echo $name
echo ${name}

输出为：

chilun
chilun

变量类型

Shell 支持不同类型的变量。

字符串变量

在 Shell中，变量通常被视为字符串。
在Bash中，所有变量值本质上都是字符串。即使一个变量可用于数值计算，其在内部依旧是以字符串的形式存储的，只是在进行算术运算时进行了相应的转换和处理。
可使用单引号或双引号来定义字符串，比如：a='Hello, World!'或者b="Hello, World!"。

当直接赋值一个不包含变量扩展、算术扩展或其他形式扩展的纯文本给一个变量时，Bash也会将这个值当作字符串来处理，如c=hello,World!。
（当设置一个变量时，其值默认被视为一个整体，直到遇到第一个未经转义的特殊字符为止。如果c=hello, World!就会报错，因为存在空格，空格是Bash解析命令行参数时的分隔符，会导致Bash会尝试将hello,、World!视为不同的参数。）

#!/bin/bash
a='Hello, World!'
b="Hello, World!"
c=hello,World!
echo ${a} ${b} ${c} 

输出结果为：

Hello, World! Hello, World! hello,World!

整数变量

可以使用 declare 或 typeset 命令来声明整数变量。
这样的变量只包含整数值，例如：declare -i a=42。
这样的声明告诉Shell将a视为整数，如果尝试将非整数值赋给它，Shell会尝试将其转换为整数。

示例：

#!/bin/bash
a=42
declare -i b=a+1
echo ${b}

输出为：

43

（如果不声明为整数，b就会被看做是“a+1”的字符串。）

数组变量

Shell 支持数组，允许在一个变量中存储多个值。括号用来表示数组，数组元素用”空格”符号分割开。
数组可以是整数索引数组或关联数组：

• 整数索引数组：array1=(1 2 3 4 5)
• 关联数组：

  declare -A array2
  array2['he']="wor"
  array2['llo,']="ld!"

示例：

array1=(1 2 3 4 5)
echo ${array1[0]} ${array1[1]} ${array1[2]} ${array1[3]} ${array1[4]}
declare -A array2
array2['he']="wor"
array2['llo,']="ld!"
echo ${array2['he']}${array2['llo,']}

输出为：

1 2 3 4 5
world!

未完待续……

字符串

字符串可以用单引号，也可以用双引号，也可以不用引号。

单引号

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。

#!/bin/bash
a=chilun
echo '${a}'

输出为：

${a}

由于单引号里的任何字符都会原样输出，所以单引号字符串中无法输出单引号（不支持转义），但可成对出现，作为字符串拼接使用。

#!/bin/bash
a=chilun
echo '${a}''${a}'

输出为：

${a}${a}

双引号

双引号字符串支持变量展开和转义字符。

#!/bin/bash
a=chilun
echo "${a}""\${a}"

输出为：

chilun${a}

字符串操作

获得长度

使用`$