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Shell 脚本基础

约 1548 个字 237 行代码 9 张图片 预计阅读时间 8 分钟

Info

本章的 Shell 脚本，如无特别说明，均指 Bash。

Shell 脚本的作用

  • 把多条命令放在一起执行，执行一次可以执行多条命令
  • 添加了数组、循环、条件、逻辑判断等功能，能够执行复杂的操作

运行脚本

直接执行 Shell 脚本

前提：用户对脚本有 rx 权限。

一般可直接输入脚本路径，默认会使用当前 Shell 执行（之后说具体情况）：

1
脚本

如果脚本在当前目录下，务必加 ./，不能直接写文件名：

1
./脚本文件名

也适用于其他的可执行程序。

指定 Shell 执行 Shell 脚本

不需要脚本有 x 权限，但至少有 r 权限。

1
Shell命令 脚本

如果脚本在当前目录，不需要再加 ./，如：

1
bash test.sh

source 或 .

不需要脚本有 x 权限，但至少有 r 权限。

1
2
source 脚本
. 脚本

与其他方式的区别：其中定义的变量在此次 bash 进程中会保留下来。

注释

一般的注释

以 # 开头，在一行内生效。

也可以将命令屏蔽掉。

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# 这是注释
ls -al  # 列出当前目录下所有文件的详细信息
# rm -rf /

特殊的注释：shebang

形如：

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#!/bin/bash

放在第一行，必须写绝对路径。

用来告诉 Shell ，脚本由谁来执行，不一定是 Shell；写了之后可以直接执行：

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2
#!/bin/cat
Hello world

但不是所有命令都会忽略注释，包括 shebang，如上例的执行结果： 

1
2
#!/bin/cat
Hello world

与 env 搭配使用

上例考虑到 bash 可能不在 /bin 下，比较保险的写法：

1
#!/usr/bin/env bash

如果要使用的命令带选项，应该给 env 加上 -S 选项：

1
#!/usr/bin/env -S bash -r

输入、计算

read - 输入

1
read [选项] [变量名]

变量名本身不用加 $，下同。

如不指定变量名，则会放在 REPLY 变量中。

选项:

  • -p 文字：提示文本
  • -t 整数：等待的秒数，如等待期间无输入，则跳过，变量名会赋为空值，返回值非 0

直接计算

仅支持整数四则运算、取余、括号（+ - * / % ( )），除法仅取整数部分。

可使用如下格式：

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$((算式))
# 等于算式结果

例：

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ding@ding-server:~$ echo 1+2
1+2
ding@ding-server:~$ echo (1+2)
-bash: syntax error near unexpected token `1+2'
ding@ding-server:~$ echo $(1+2)
1+2: command not found

ding@ding-server:~$ echo $((1+2))
3

bc - 简单的计算器

1
2
bc [选项] [文件]
... | bc [选项]

不指定文件，则进入交互模式。

选项：

  • -l：加载数学库，支持更多命令

支持的命令

Info

只列举一部分，详细的可参考手册。

  • 整数与小数的四则运算、取余、括号：+ - * / % ( )
  • 幂 
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    a ^ b # b 为整数
  • 变量定义 
    1
    a = 1
  • 特殊变量 
    1
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    scale   # 保留小数位数，默认为 0，加减乘余不受限
ibase # 输入进制，默认为 10
obase # 输出进制，默认为 10
  • 自操作 
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    a 操作符= b  # a = a 操作符 b
a ++  # 输出 a，之后 a += 1
a --  # 输出 a，之后 a -= 1
++ a  # a += 1，之后输出 a
-- a  # a -= 1，之后输出 a
  • 判断大小：为真为 1 ，否则为 0 
    1
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    a < b
a > b
a == b
a != b
a <= b
a >= b
  • 逻辑运算：返回 0 或 1 
    1
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    a && b
a || b
!a
  • 常用方法 
    1
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    length(语句)    # 返回语句表示数字的总位数
scale(语句) # 返回语句表示数字的小数位数
sqrt(语句)  # 算术平方根，只能用在非负数
  • 添加 -l 选项后支持的一些函数 
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    # 默认 scale = 20
s(x)  # sin x，x 为弧度制
c(x)  # cos x，x 为弧度制
a(x)  # arctan x，返回弧度值
l(x)  # ln x
e(x)  # e^x

例

求 π 值：

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2
ding@ding-server:~$ echo "scale=20; 4*a(1)" | bc -l
3.14159265358979323844

判断式

test - 判断

直接执行无显示，需看返回值：0 为真，1 为假。

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# test 后为条件
test 选项 文件
test 文件1 选项 文件2
test 整数1 选项 整数2
test 选项 字符串
test 字符串1 选项 字符串2

选项

单个文件判断

  • 文件类型判断

    • -e：是否存在
    • -s：是否存在且非空
    • 是否存在且为某类型的文件
    -b -c -d -p -f -L / -h -S
    块设备 字符设备 目录 管道 普通文件 符号链接 套接字

  • 文件权限检测：是否存在且有对应权限

-r -w -x -u -g -k
读 写 执行 SUID SGID SBIT

两个文件比较

  • -nt：（newer than）前面的文件是否比后面的文件新
  • -ot：（older than）前面的文件是否比后面的文件旧
  • -ef：两个文件是否是一个文件（看是否指向同一个 inode）

两个整数判定

选项 全称 含义
-eq equal ==
-ne not equal !=
-gt greater than >
-lt less than <
-ge greater than or equal >=
-le less than or equal <=

字符串判定

  • 单个字符串
    • -z：字符串长度是否为 0（是否为空字符串），若空为 0 （真）
    • -n 或省略：字符串长度是否非 0（是否非空字符串） ，若空为 1（假）
  • 多个字符串
    • ==
    • !=

多重条件

  • -a：与 
    1
    test 条件1 -a 条件2
  • -o：或 
    1
    test 条件1 -o 条件2
  • !：非 
    1
    test ! 条件

简写

1
[ 条件 ]

注意条件两端以及条件内的判断符两边都要有空格；变量最好用双引号包裹，以免出现其中带空格的情况。

1
[ "$HOME" == "$MAIL" ]

流程结构

条件结构

if

Shell 中 0 为真，非 0 为假。

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if 条件
then
    条件为真的语句
fi

不带 else 的 if 语句的流程图
不带 else 的 if 语句的流程图

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if 条件
then
    条件为真的语句
else
    条件为假的语句
fi

带 else 的 if 语句的流程图
带 else 的 if 语句的流程图

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if 条件1
then
    条件 1 为真的语句
elif 条件2
then
    条件 1 为假，条件 2 为真的语句
else
    上述条件均为假的语句
fi

elif 块可以写多个。

带 elif 的 if 语句的流程图
带 elif 的 if 语句的流程图

case / switch

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case $变量名 in
  值1)
    变量值为值 1 时的语句，即语句 1
    ;;
  值2)
    变量值为值 2 时的语句，即语句 2
    ;;
  *)
    以上条件都不满足时的语句，即默认语句
    ;;
esac

值1) 块可以写多个。

case 语句的流程图
case 语句的流程图

循环结构

while

条件成立时进行循环，直到不成立为止。

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while 条件
do
    循环体
done

while 语句的流程图
while 语句的流程图

until

进行循环，直到条件成立为止。

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until 条件
do
    循环体
done

until 语句的流程图
until 语句的流程图

for

使用序列
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for 变量名 in 值1 值2 值3
do
    循环体
done

给变量名分别赋不同值进行循环。

上面的 值1 值2 值3 被称为序列。序列一般可以用空格或换行符分割，但后者一般只用在变量中。

使用序列的 for 语句的流程图
使用序列的 for 语句的流程图

序列的生成

想要生成 1~100 的序列，可以用：

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seq 1 100
# 或
{1..100}

用在 for 中如下：

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for 变量名 in $(seq 1 100)
do
    循环体
done

1
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4
for 变量名 in {1..100} 
do
    循环体
done

后者的形式也可以用于字母：

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{a..g}
不使用序列
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4
for (( 循环前操作; 条件; 每轮循环后操作 ))
do
    循环体
done

一般会在循环前赋值，条件和循环后操作都会操作值。

不使用序列的 for 语句的流程图
不使用序列的 for 语句的流程图

函数、返回值与参数

函数定义与调用

一般的定义方式：

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function 函数名() {
    代码段
}

最简单的定义方式：

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函数名 {
    代码段
}

函数可以给返回值，写在代码段中：

1
return 要返回的值

一般的调用方式：

1
函数名

带参数的调用方式：

1
函数名 参数1 参数2 ...

取函数执行完后的返回值：

1
$?

函数的基本结构
函数的基本结构

函数的参数

  • $#：参数个数
  • $*：作为字符串输出所有参数，分隔符默认为空格
  • $@：作为数组输出所有参数（可用作序列）
  • ${数字}：第几个参数（从 1 开始，10 以下可以不用大括号）

例：

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函数名 参数1 参数2 参数3

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$#=3
$*="参数1 参数2 参数3"
$@="参数1" "参数2" "参数3"
$1="参数1"
$2="参数2"
$3="参数3"

shift - 参数变量号偏移

1
shift

例：

1
函数名 参数1 参数2 参数3

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$#=3
$*="参数1 参数2 参数3"
$@="参数1" "参数2" "参数3"
$1="参数1"
$2="参数2"
$3="参数3"

函数体中使用 shift 语句之后：

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$#=2
$*="参数2 参数3"
$@="参数2" "参数3"
$1="参数2"
$2="参数3"

Shell 脚本的默认变量

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命令路径 选项1 选项2 选项3

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$0="命令路径"
$1="选项1"
$2="选项2"
$3="选项3"
$#=3
$@="选项1" "选项2" "选项3"
$*="选项1 选项2 选项3"

也适用偏移。

脚本的返回值

1
exit 返回值

辅助功能与补充

Shell 的选项

1
bash [选项] [脚本文件]

选项：

  • -n：不执行脚本，仅查询语法问题
  • -v：执行脚本前，输出脚本内容
  • -x：将使用到的脚本内容先显示在屏幕上

例：

设 t.sh 内容如下：

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#!/bin/bash
echo $0
for i in $@ 
do
        echo $i
done

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ding@ding-server:~$ bash -v ./t.sh a c d f e
#!/bin/bash
echo $0
./t.sh
for i in $@ 
do
        echo $i
done
a
c
d
f
e

ding@ding-server:~$ bash -x ./t.sh a c d f e
+ echo ./t.sh
./t.sh
+ for i in $@
+ echo a
a
+ for i in $@
+ echo c
c
+ for i in $@
+ echo d
d
+ for i in $@
+ echo f
f
+ for i in $@
+ echo e
e

执行 Shell 脚本时传入变量

1
变量名=变量值 bash [选项] [脚本文件]

在 Shell 脚本内包含其他 Shell 脚本

利用 source 或 .

随机数

环境变量 RANDOM 为整数，取值范围 0~32767。

将其转化为较小的 0~n 区间的一种方式：

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$(($RANDOM % (n+1)))

日期时间

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ding@ding-server:~$ date                    # 显示当前日期时间
Mon 30 May 2022 06:24:22 PM CST
ding@ding-server:~$ date +%Y-%m-%d          # 格式化输出日期
2022-05-30
ding@ding-server:~$ date +%H:%M:%S          # 格式化输出时间
18:24:52
ding@ding-server:~$ date +"%Y-%m-%d %H:%M:%S"       # 格式化输出日期时间
2022-05-30 18:31:35
ding@ding-server:~$ date +%s                # 日期时间转时间戳
1653906461
ding@ding-server:~$ date --date='@2147483647'       # 时间戳转日期时间
Tue 19 Jan 2038 11:14:07 AM CST
ding@ding-server:~$ date --date='2022-01-01 10:00:00'   # 日期时间输入
Sat 01 Jan 2022 10:00:00 AM CST
ding@ding-server:~$ date --date='2022-01-01 10:00:00 UTC'   # 日期时间时区输入
Sat 01 Jan 2022 06:00:00 PM CST

获取路径的目录部分和文件部分

该命令不检查文件是否存在，所以也可以作为分割字符串的方式。

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ding@ding-server:~$ dirname /dir1/dir2/file1
/dir1/dir2
ding@ding-server:~$ basename /dir1/dir2/file1
file1
ding@ding-server:~$ dirname dir1/dir2/file1
dir1/dir2
ding@ding-server:~$ basename dir1/dir2/file1
file1
ding@ding-server:~$ dirname file1
.
ding@ding-server:~$ basename file1
file1

参考资料