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Shell编程规范与变量

本章结构

Shel脚本概述

• Shell的作用
• Shel编程规范
• 重定向与管道

Shell脚本变量

• 自定义变量
• 特殊变量

Shel脚本概述

Shel脚本的概念

• 将要执行的命令按顺序保存到一个文本文件
• 给该文件可执行权限
• 可结合各种Shell控制语句以完成更复杂的操作

Shel脚本应用场景

• 重复性操作
• 交互性任务
• 批量事务处理
• 服务运行状态监控
• 定时任务执行
• …………

Shell的作用

Shel的作用 – 命令解释器，“翻译官”

• 介于系统内核与用户之间，负责解释命令行

用户的登录Shell

• 登录后默认使用的Shel程序，一般为 /bin/bash
• 不同Shell的内部指令、运行环境等会有所区别

[root@localhost ~l# cat /etc/shells
/bin/sh
/bin/bash
/sbin/nologin
…………

最常用的shell环境

• sh:UNIX最初使用的 shell，已经被bash所替换。
• bash:基准于GNU的框架下发展出的Shell，是sh的扩展。
• csh:语法有点类似于c语言的Shell。
• tcsh:整合了csh，提供更多的功能。
• nologin:奇怪的shell，这个shell可以让用户无法登录主机。
• 注:bash(/bin/bash)是目前大多数 Linux 版本采用的默认 Shell。

作用总结

• 自动化运维
• 批量化重复操作可以编写脚本结合计划任务自动周期运行
• 减轻管理员工作量
• 提高处理文本文件的速度
• 避免配置出错

Shell脚本的执行

方法一:指定路径的命令，要求文件必须有x权限。

chmod +x /root/first.sh
指定绝对路径：/root/first.sh 
指定相对路径：./first.sh

方法二：指定Shell来解释脚本，不要求文件必须有 x 权限。

sh 脚本路径：sh first.sh
source 脚本路径：. first.sh 或者 source first.sh

source的解释

source命令也称为“点命令”，也就是一个点符号（.），是bash的内部命令

source功能(能干什么)

source命令通常用于重新执行刚修改的初始化文件，使之立即生效，而不必注销并重新登录。
因为linux所有的操作都会变成文件的格式存在。

“source filename”与“sh filename”、“./filename”这三个命令都可以用于执行一个脚本文件，

那么它们之间的区别又如何呢:

（1）当shell脚本具有可执行权限时，用sh filename与./filename是没有区别的。
./filename是因为当前目录没有在PATH中，所以"."是用来表示当前目录的。

（2）sh会重新建立一个子shell，在子shell中执行脚本里面的语句，
该子shell继承父shell的环境变量，但子shell是新建的，其改变的变量不会被带回父shell，
除非使用export。

ps -ef --forest 查看一个进程的父子进程关系
bash 会产生一个子shell，如进程关系，如shell脚本的/bin/bash，会产生一个子shell进程

子shell的概念（shell列表的理念）

目的：多进程并行处理任务

小括号（）表示开启子shell列表，小括号中引用的命令表示嵌套子shell，（echo $BASH_SUBSHELL->查看当前子shell个数）
示例：
（ls;echo $BASH_SUBSHELL）
也可以嵌套执行：
（ls(echo $BASH_SUBSHELL)）
(ls(pwd(echo $BASH_SUBSHELL)))

以上操作为并行多进程处理任务

source读取脚本里面的语句依次在当前shell里面执行，没有建立新的子shell。
那么脚本里面所有新建、改变变量的语句都会保存在当前shell里面。
echo ‘#!/bin/bash
a=1’ >> 1.sh

echo ‘#!/bin/bash
a=2’ >> 2.sh

控制台：echo $a
./1.sh
./2.sh

修改脚本
echo ‘source 2.sh
echo $a’ >> 1.sh

./1.sh

观察结果

管道操作 |
将管道符号“|”左侧的命令输出的结果，作为右侧命令的输入（处理对象），同一行命令中可以使用多个管道。
ps aux | wc -l
echo “abc123” | passwd --stdin zhangsan

重定向

交互式硬件设备

类型	设备文件	文件描述编号	默认设备
标准输入	/dev/stdin	0	键盘
标准输出	/dev/stdout	1	显示器
标准错误输出	/dev/stderr	2	显示器

• 标准输入（STDIN）：默认的设备是键盘，文件编号为 0，命令将从标准输入文件中读取在执行过程中需要的输入数据。
• 标准输出（STDOUT）：默认的设备是显示器，文件编号为 1，命令将执行后的输出结果发送到标准输出文件。
• 标准错误（STDERR）：默认的设备是显示器，文件编号为 2，命令将执行期间的各种错误信息发送到标准错误文件。

重定向操作

类型	操作符	用途
重定向输入	<	从指定的文件读取数据
重定向输出	>	将标准输出结果 保存 到指定的文件，并且覆盖原有内容
重定向输出	>>	将标准输出结果 追加 到指定的文件的尾部，不覆盖原有内容
重定向错误输出	2>	将错误信息 保存 到指定的文件，并且覆盖原有内容
重定向错误输出	2>>	将错误信息 追加 到指定的文件的尾部，不覆盖原有内
混合输出	&>	将标准输出、标准错误保存到同一文件中
混合输出	2>&1	将标准错误输出重定向到标准输出

示例：

echo "123456" > pass.txt
passwd --stdin zhangsan < pass.txt
#从 pass.txt 文件中取密码，需要注意 SELinux 会影响此命令执行，若执行失败可尝试关闭 SELinux
setenforce 0ls -lh > log.txt 2>&1 	等同于		ls -lh &> log.txt
本来1-->屏幕 （1指向屏幕）
执行>log后， 1-->log.txt (1指向log.txt)
执行2>&1后， 2-->1 (2指向1，而1指向log.txt,因此2也指向了log.txt)bash -n 脚本名称 （不在当前目录下加绝对路径）     检查语法错误
bash -x 脚本名称 （不在当前目录下加绝对路径）     逻辑错误

Shell变量的作用、类型

变量的作用

• 用来存放系统和用户需要使用的特定参数(值)

1. 变量名:使用固定的名称，由系统预设或用户定义
2. 变量值:能够根据用户设置、系统环境的变化而变化

变量的类型

• 自定义变量:由用户自己定义、修改和使用
• 特殊变量:环境变量，只读变量，位置变量，预定义变量

变量名的一些规则

• 不要使用系统的命令作为变量名
• 不要使用中文
• 不能特殊符号开头 可以用_来开头
• 在指定变量名的时候有一个默认的规则：计算机：computer 学生：student a= b=
• 要有注释，还要注意前后一致
• 只能包含字母、数字、下划线
• 严格区分大小写

自定义变量

定义新的变量

格式：变量名=变量值
变量命名规则：以字母或下划线开头，区分大小写
product=benet
version=6.0
name="zhang san"

查看变量的值

格式：echo $变量名
echo $product
echo $product $version
echo ${product}40
${}是一种特殊的语法形式，用于获取变量的值或者对变量进行操作。
${}语法可以应用于任何变量名称，其中变量名称放在花括号中，例如${product}，其中VAR是变量名。

readonly 命令设置只读变量

product=benet
readonly product					#设置为只读变量
echo $product
product=accp						#只读变量不可以被重新赋值
unset product						#只读变量不可以被删除，unset 命令用于删除变量

赋值时使用引号

双引号：允许通过$符号引用其他变量值
单引号：禁止引用其他变量值，$视为普通字符
反撇号：命令替换，提取命令执行后的输出结果，`…`和$(…)作用相同
a=`ps -ef | grep sshd`
echo $a
root 1121 1 0 09:29 ? 00:00:00 /usr/sbin/sshd -D root 2165 1121 0 09:31 ? 
00:00:00 sshd: root@pts/0 root 2247 2245 0 09:34 pts/0 00:00:00 grep --color=auto sshd

弱引用和强引用

"$name " 弱引用，其中的变量引用会被替换为变量值
'$name ' 强引用，其中的变量引用不会被替换为变量值，而保持原字符串

read命令获取输入内容

-p prompt：指定提示符，用于提示用户输入数据。
-a array：将输入数据存储到一个数组中。

方法一：
read -p "提示信息" 变量名
echo $变量名方法二：
echo -n "提示信息"
read 变量名
echo $变量名read -a 数组输入#!/bin/bashecho "请输入一个单词: "
read -a wordsecho "输入的第一个单词是: ${words[0]}"
echo "输入的第二个单词是: ${words[1]}"
echo "输入的第三个单词是: ${words[2]}"[root@localhost ~]# sh test1.sh 
请输入一个单词: 
123 456 789
输入的第一个单词是: 123
输入的第二个单词是: 456
输入的第三个单词是: 789

变量作用范围

局部变量

• 默认情况下，新定义的变量只在当前的Shell环境中有效，因此称为局部变量。
• 当进入子程序或新的子Shell环境时，局部变量将无法再使用。
• 可以通过内部命令export将指定的变量导出为全局变量，使用户定义的变量在所有的子Shell环境中能够继续使用。

格式1：export 变量名
格式2：export 变量名=变量值
[root@localhost ~]# export dn
[root@localhost ~]# dn=1
[root@localhost ~]# export dxl
[root@localhost ~]# dxl=2
[root@localhost ~]# vim 123.sh
echo $(($dn+$dxl))
[root@localhost ~]# sh 123.sh 
3

全局变量

• 在程序或脚本中定义的具有全局范围的变量。

• 这意味着全局变量在整个程序或脚本的不同部分都是可见和可访问的，而不仅限于特定的函数、方法或代码块。

全局变量的主要特点包括：

• 全局范围： 全局变量在整个程序或脚本的各个部分都是可见和可访问的。
• 持久性： 全局变量的生命周期与程序的执行时间相同。它们在程序启动时创建，在程序结束时销毁。
• 共享性： 全局变量可以在程序的不同函数或方法之间共享数据。这样，多个函数可以使用和修改相同的全局变量。

缺点

潜在的副作用： 全局变量的使用可能导致副作用和潜在的复杂性。
因为全局变量是可访问的，所以它们可以被任何函数修改，
这可能导致程序状态的不确定性和难以调试的问题。

整数与非整数变量的运算

格式：expr 变量1 运算符 变量2 [运算符 变量3]
运算符：+ 加法、- 减法、\* 乘法、/ 除法、% 取余
expr 12 \* 5

常用的整数运算表达式：

i=$(expr 12 \* 5)
i=$((12*5))
i=$[12*5]  #这种用法已弃用
let i=12*5i++ 相当于 i=$(($i+1)) for i=1 i<=10 i++ i=10 i=9 i=9 i=8 i=7 i=6
i-- 相当于 i=$(($i-1))                  i=10 10-1=9 i=9 9-1=8 i=8
i+=2 相当于 i=$(($i+2))
i++  是先赋值再加1 i=1+1
++i  是加后再赋值1 1+1=2 2+1=3bc是一个简单易用的计算器程序，可以用于执行基本的数学运算，
包括加、减、乘、除和取余等操作。
在Shell编程中，可以使用bc命令将数学表达式计算结果输出到标准输出或保存到文件中，以满足不同的需求。
[root@localhost opt]# echo 2*2 | bc
4
[root@localhost opt]# echo 4^2 | bc
16

非整数运算：

bash 不支持浮点运算，如果需要进行浮点运算，需要借助bc,awk 处理。
#!/bin/bash
#加
f=$(echo "4.3+2.5"|bc)
echo "4.3+2.5=$f"#减
f=$(echo "4.3-2.5"|bc)
echo "4.3-2.5=$f"#乘
f=$(echo "4.30*2.50"|bc)
echo "4.3*2.5=$f"#除
f=$(echo "scale=2;4.3/2.5"|bc)
echo "4.3/2.5=$f"#混合运算
f=$(echo "2.2/(2.2-1.1)*2+1.1"|bc)
echo "2.2/(2.2-1.1)*2+1.1=$f"#加
f=$(awk 'BEGIN{print 4.5+3.4 }')
echo "4.5+3.4=$f"#减
f=$(awk 'BEGIN{print 4.5-3.4 }')
echo "4.5-3.4=$f"#乘
f=$(awk 'BEGIN{print 4.5*3.4 }')
echo "4.5*3.4=$f"#除
f=$(awk 'BEGIN{print 4.5/3.4 }')
echo "4.5/3.4=$f"#混合
f=$(awk 'BEGIN{print (4.5-3.4)*2+3 }')
echo "(4.5-3.4)*2+3=$f"

环境变量的解释

简介

• 环境变量由系统提前创建，用来设置用户的工作环境
• 使用 env 命令可以查看到当前工作环境下的环境变量
• 变量USER表示用户名称，HOME表示用户的宿主目录，LANG表示语言和字符集，PWD表示当前所在的工作目录，变量PATH表示可执行程序的默认搜索路径

环境变量：

• 由系统维护，用于设置工作环境

• 环境变量在计算机系统中广泛使用，用于配置系统行为、传递信息和控制程序的执行。

• 系统级环境变量： 这些变量对整个操作系统及其所有用户都是可见的。

• 例如，PATH变量存储了操作系统查找可执行文件的路径列表。

环境变量的全局配置文件为/etc/profile，在此文件中定义的变量作用于所有用户。
每个用户还有自己的独立配置文件（～/.bash_profile）。可以用来长期变更或设置某个环境变量。
vim /root/.bash_profile
export HISTSIZE=200					#修改root用户的历史命令记录条数echo $HISTSIZE
source /root/.bash_profile			#读取并执行文件中的设置
echo $HISTSIZE
这个profile里面声名两个全局变量，直接在脚本中引用

用户级环境变量：

• 这些变量只对当前用户可见。每个用户可以定义自己的环境变量，用于满足个人需求。
• 例如，HOME变量指定了当前用户的主目录路径。

预定义环境变量：

• 操作系统或应用程序预先定义了一些常用的环境变量，用于提供特定的信息和功能。
• 例如，USER变量保存当前用户名，LANG变量指定了当前系统的默认语言。

自定义环境变量：

• 用户和应用程序可以定义自己的环境变量，用于存储特定的信息或配置。
• 这些变量可以根据需要随时创建、修改和删除。

$USER	表示用户名称
$HOME	表示用户的宿主目录
$LANG	表示语言和字符集
$PWD	表示当前所在工作目录
$PATH	表示可执行用户程序的默认路径

举例

echo $PATH					#查看当前搜索路径
PATH="$PATH:/root"			#将/root目录添加到搜索路径
export PATH="$PATH:/root"	#输出为全局环境变量
[root@localhost ~]# chmod 777 123.sh #给执行权限
[root@localhost ~]# 123.sh   #可以直接打印
3

位置变量

简介

位置变量（Positional Variables），也称为命令行参数（Command-Line Arguments），
是在运行脚本或程序时传递给它们的值。位置变量用于将外部数据传递给脚本或程序，
以便根据需要进行处理。 $1 $2

当执行命令行操作时，第一个字段表示命令名或脚本程序名，
其余的字符串参数按照从左到右的顺序依次赋值给位置变量。
$n：n为数字，$0代表命令本身，$1-$9代表带一个到第九个参数，十以上的参数需要使用大括号表示，比如第十个参数为${10}

vim addnum.sh
num1=$1
num2=$2
sum=$(($num1 + $num2))
echo $sum./addnum.sh 12 34$0		$1 $2

预定义变量

简介

预定义变量：通常由编程语言或脚本解释器提供，并根据需要自动设置和更新，不能修改

• $\ast 、$@：表示命令或脚本要处理的参数。
• “$*”：把所有参数看成以空格分隔的一个字符串整体(单字符串)返回，代表"$1 $2 $3 $4"。
• “$@”：把各个参数加上双引号分隔成n份的参数列表，每个参数作为一个字符串返回，代表"$1" “$2” “$3” “$4”。
• $0：表示当前执行的脚本或命令的名称。
• $#：表示命令或脚本要处理的参数的个数。
• $?：表示前一条命令或脚本执行后的返回状态码，返回值为0表示执行正确，返回任何非0值均表示执行出现异常。也常被用于Shell脚本中return退出函数并返回的退出值。

用法使用示例

$*加引号
vim test.sh
#!/bin/bashfunction print_args {for arg in "$*"; doecho "$arg"done
}print_args "Hello" "World" "!"
函数将只输出一个字符串“Hello World !”。
#################################################################################$*不加引号
#!/bin/bashfunction print_args {for arg in $*; doecho "$arg"done
}print_args "Hello" "World" "!"
函数将分别输出三个字符串“Hello”、“World”和“!”
#################################################################################$*、$@不加双引号时表现一致；加双引号时，$*会将所有参数作为一个整体。
#!/bin/bashfunction print_args_star {for arg in "$*"; doecho "$arg"done
}function print_args_at {for arg in "$@"; doecho "$arg"done
}print_args_star "Hello" "World" "!"
echo "--------"
print_args_at "Hello" "World" "!"
#################################################################################$#---$#是一个特殊的全局变量，它表示传递给当前脚本或函数的参数个数。
[root@localhost ~]# vim test.sh
#!/bin/bashecho "输入的对象数为: $#"[root@localhost ~]# sh test.sh 1 2 3 4 5 6
输入的对象数为: 6
#################################################################################$?：表示前一条命令或脚本执行后的返回状态码，返回值为0表示执行正确，
返回任何非0值均表示执行出现异常。也常被用于Shell脚本中return退出函数并返回的退出值。
vim test.sh
read -p "请输入第一个比较的数据:" a
read -p "请输入第二个比较的数据:" b
if [ $a == $b ]
then
echo "right"
else
echo $?
fi
#################################################################################

shell中符号的理解

双引号 (" ")

含义和用途：在Shell脚本或命令行中，双引号用于定义字符串。当字符串被双引号包围时，其中的大多数特殊字符（如$, `, , 和"）会被特殊处理，而其他字符则按其原义处理。
示例：echo “The value of variable is: $VARIABLE”

单引号 (’ ')

含义和用途：与双引号类似，单引号也用于定义字符串。但是，被单引号包围的字符串中的所有字符都会按其原义处理，不会发生任何扩展或替换。
示例：echo ‘The value of $VARIABLE will not be expanded’

感叹号 (!)

含义和用途：在Shell脚本中，感叹号通常用于表示历史替换。例如，在bash中，!! 表示上一个命令，而!n（其中n是数字）可以表示历史中的第n个命令。
示例：!! 会执行上一个命令。

小括号 ( )

含义和用途：在正则表达式中，小括号用于捕获组，可以匹配并记住匹配的子串，以便后面引用。在Shell脚本中，它们也用于创建子shell或定义数组。
示例：在正则表达式中，(abc) 会匹配并记住"abc"。

中括号 ([ ])

含义和用途：在正则表达式中，中括号用于定义字符集，匹配方括号中的任意一个字符。在Shell脚本中，它们也用于数组索引和条件测试。
示例：在正则表达式中，[abc] 会匹配"a"、"b"或"c"中的任意一个字符。

双小括号 (( ))

含义和用途：在Shell脚本中，双小括号用于算术扩展和算术运算。
示例：echo $((2+3)) 会输出5。

双中括号 ([[ ]])

含义和用途：在bash等某些Shell中，双中括号用于条件测试，提供了比单中括号更强大的功能。
示例：if [[ $string = “hello” ]]; then echo “Match!”; fi

大括号 ({ })

含义和用途：在Shell脚本中，大括号用于扩展字符串或序列，也用于定义代码块。在正则表达式中，它们不常用，但在某些扩展的正则表达式语法中可能表示数量的范围。
示例：在Shell脚本中，echo {1…5} 会输出1 2 3 4 5。

而!n（其中n是数字）可以表示历史中的第n个命令。
示例：!! 会执行上一个命令。

小括号 ( )

含义和用途：在正则表达式中，小括号用于捕获组，可以匹配并记住匹配的子串，以便后面引用。在Shell脚本中，它们也用于创建子shell或定义数组。
示例：在正则表达式中，(abc) 会匹配并记住"abc"。

中括号 ([ ])

含义和用途：在正则表达式中，中括号用于定义字符集，匹配方括号中的任意一个字符。在Shell脚本中，它们也用于数组索引和条件测试。
示例：在正则表达式中，[abc] 会匹配"a"、"b"或"c"中的任意一个字符。

双小括号 (( ))

含义和用途：在Shell脚本中，双小括号用于算术扩展和算术运算。
示例：echo $((2+3)) 会输出5。

双中括号 ([[ ]])

含义和用途：在bash等某些Shell中，双中括号用于条件测试，提供了比单中括号更强大的功能。
示例：if [[ $string = “hello” ]]; then echo “Match!”; fi

大括号 ({ })

含义和用途：在Shell脚本中，大括号用于扩展字符串或序列，也用于定义代码块。在正则表达式中，它们不常用，但在某些扩展的正则表达式语法中可能表示数量的范围。
示例：在Shell脚本中，echo {1…5} 会输出1 2 3 4 5。

#以上是常规用法