Shell编程基础整理 -- 变量

前言后语

• 所需基础：

+ 基础的终端文件操作指令

• 学习目标：

+ 使用终端编写shell脚本，了解PATH

• 预期结果：

  能够通过脚本来执行命令行指令（例如启动postgresql） 
  脚本可以作为shell指令执行
  使用其他语言可以调用该脚本并且给出可读/可用的返回值
  待定。。。

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铺垫知识

待更新

环境准备

我使用的是Linux Mint 21.3 Cinnamon，内核版本5.15.0
打开终端即可

或者写一个.sh文件 在文件第一行指定解释器（例如bash解释器对应的就是 #!/bin/sh）
下面写脚本内容
然后给这个文件执行权限
执行即可

基础知识

一切的基础：变量

基本内容：变量定义与调用

参考网站

https://www.runoob.com/linux/linux-shell-variable.html
https://zhuanlan.zhihu.com/p/418357041

pre.

• 可用变量类型：整数、字符串、数组
  然而，实质上在bash shell中，我们的值全部以字符串的形式存储，只是不同“类型”可使用的操作不同。
• shell支持在命令行界面进行编程，在终端创建的变量在当前终端始终可用
  （也就是说对于某些情况 你不一定需要反复定义某个变量 只要直接调用之前创建好的即可）

使用方法

1. 变量定义：

   • 字符串串：var_name=“strings” / var_name=‘strings’ / var_name=strings

     * 字符串内的特殊符号要使用转义符号\   e.g:\"
     * 双引号定义的字符串在内部允许变量替换
     * 无引号定义方式与双引号一样自由和奔放，但是出现空格会导致后面的字符被解释器认作参数
     * 单引号定义的字符串为常量字符串，若字符串内有变量符号，会作为正常字符输出
     * 单引号定义的字符串内部若需出现单引号 需要成对出现 此时表示拼接子串内容
     

     示例

     a="lalala" && b="${a}hahaha" && echo $b的输出会是lalalahahaha
a="lalala" && b=${a}hahaha && echo $b的输出会是lalalahahaha
a="lalala" && b=${a} hahaha && echo $b的输出会报错，因为hahaha被认为是命令了
     b='lalala '123456' hahaha' && echo $b的输出会是lalala 123456 hahaha
a="lalala" && b='${a}hahaha' && echo $b的输出会是${a}hahaha
b='lalala '123456' hahaha' && echo $b的输出会是lalala 123456 hahaha

     
     
     

   • 带值变量：var_name=value / declare -i var_name=var_name

     * 前者不限定变量类型，只是赋值为整数
     * 后者显式声明该变量为整型，解释器会尝试将赋值转换为整数
     

   • 常量约俗： CONST_NAME = something

2. 调用通则：

   • 基本方法： $name
     该方法调用了一个变量，其中name为变量名
   • 标识边界：${name}
     该方法调用了一个变量，并且显式的标注了变量名为name
   • 使用示例："unrelevent strings${name}unrelevent strings "
     该方法调用了一个name变量，其中显式的标注了变量名为name，前后的字符串不会被认作变量名
   • 只读标注： readonly existed_var
     之后更改该变量会报错readonly
   • 删除变量： unset existed_var
     之后调用该变量不会产生结果

3. 注意事项：

   • 变量定义 等号两侧不能含有空格 × 例如（ var_name = something ）×
   • 变量名不能使用空格和特殊符号（不包括下划线 _ ）
   • 不要使用保留关键字（例如 if）

进阶内容：变量的操作和组合

• 数组

  • 定义方式
    与大多数编程语言类似，shell也支持数组，但他仅支持一维数组
    定义方式：

    array_name=(value0 value1 value2 value3)
    

    数组各个元素间使用空格或者换行符分隔：

    array_name=(
    value0
    value1
    value2
    value3
    )
    

    
    
  • 调用方式：
    与大多数语言类似，使用方括号即可（因为早期计算机编程语言中多使用方括号来表示“地址偏移” 尽管这里只是形式上追随一致）
    ${name[index]}
    
    
  • 获取长度：
    • 获取数组元素个数：
      ${#name[@]} 或者 ${#name[*]}
    • 获取数组当前元素的长度：
      ${#name[index]} (就像正常调用一个变量一样)
      
      
      

• 字符串

  • 长度获取：在所取变量的变量名前加入#（需要使用显式边界标识）

  	例如：	先执行  strings="strings"  然后执行  echo ${#strings}   ,输出为7
  

  为什么需要显式指定边界？

  如果没有使用显式边界标识：

  	先执行  strings="strings"  然后执行  echo $#strings   ,输出为0strings
  

  问题分析:

  	先执行  strings="strings"  然后执行  echo $strings  ,输出为strings
  	执行  echo $#s       ,输出为0s
  	执行  echo $s        ,输出为s
  	执行  echo $#        ,输出为0
  

  说明这个问题是由于不显式指定边界，#指令读取到的变量为一个空字符串，然后其后的内容被作为额外的字符串送到了输出

  
  
  
  • 获取字串：变量名后加入:a:b（需要使用显式边界标识）
    其中 a 为字串起始位置（第a个字符后开始读取），而 b 为字串截断大小（一共取b个字符）
    其中 a 必须存在，b可以省略，表示从第a个字符后一直到末尾

  	例如：	先执行strings="strings"  然后执行  echo ${strings:3}  ,输出为ings
  		先执行strings="strings"  然后执行  echo ${strings:3:1}  ,输出为i
  

  与获取大小不同，如果不指定边界范围，解释器会直接将整行认作字符串送到输出
  
  
  

  • 查找位置：使用expr命令在指定字符串中查找对应字符第一次出现的位置
    注意使用expr的时候字符串最好带有双引号（原因见后文）

  `expr index "STRINGS" CHAR(s)`
  

  注意使用的是反引号
  在指定字符串中查找给定字符第一次出现的位置，如果有多个字符多个位置，则以第一次出现的那个字符的那个位置为准

  	例如：	先执行strings="strings" 然后执行  
  		 echo `expr index "$strings" r` , 输出3
  		 echo `expr index "$strings" gr`, 输出3
  		 echo `expr index "$strings" gn`, 输出5
  		 echo `expr index "$strings" gs`, 输出1
  

  实际上，expr是shell引进的外部的数学计算工具，我们之后还会接触到他

  
  
  为什么传入参数的字符串上需要使用双引号？

  在给定的范例中可能看不出来，让我们定义一个新的字符串：

  Who_I_Am="I am Jerry"
  

  这是一个带有空格的字符串，我们搜索字母m

  echo ${Who_I_Am}		（输出I am Jerry）
  echo ${#Who_I_Am}		（输出10）
  echo `expr index ${Who_I_Am} m`		（报错！）
  

  expr: 语法错误：未预期的参数 "Jerry"
  我们的解释器抛出了一个错误，从报错上分析，他将参数Jerry输入进了expr，
  我们的确需要他读取“Jerry”，但是注意我们给定的字符串，应该为"I am Jerry"，而非“Jerry”
  很明显expr读取到字符串后，字符串被从中截断，导致“Jerry”被单独列出来，产生了多余的参数输入
  
  在和字符串相关的操作中，很经典的一类问题是，字符串内的“关键词”和“特殊符号”被读取为操作，导致输出与预期结果不符。
  
  尝试输入以下指令：

  echo `expr index I am Jerry m`，发现报错信息一致
  

  也就是说，解释器先进行了变量替换，导致echo后面执行的实际命令为expr index I am Jerry m，我们的"I am Jerry"由于含有空格，在执行expr操作的时候被拆成了字符串I 字符序列am 和多余的参数Jerry和m！
  由于expr只接受两个输入参数，尝试输入Jerry的时候解释器发现问题，则报错

  解决办法很简单，我们告诉expr，我们那个变量是一整条字符串，那么就不会产生这个“错位问题”
  即在expr的字符串参数处外括双引号（还记得我们说过 双引号字符串允许变量替换这件事吗）
  也就是：

  echo `expr index "${Who_I_Am}" m`
  

  成功执行，结果为4

  这类问题其实是非常经典的“输入类型判断错误”问题
  有一些相关的非常有意思的应用，比如“SQL注入”，感兴趣可以了解一下：

  数据库的SQL语言中，假设我们有一个登陆界面，需要验证用户输入的用户名和密码的匹配问题：
  SELECT * FROM users WHERE username = '[用户输入内容]' AND password = '[用户输入内容]
  如果有人在username处输入: admin'--
  SELECT * FROM users WHERE username = 'admin' --' AND password = '[用户输入]'
  --是sql中的注释符号，这会导致实际传入的语句变为：
  SELECT * FROM users WHERE username = 'admin'
  于是我们的用户就跳过密码检查，成为了系统的管理员
  
  由于没有进行严格的类型检查，输入的字符串被错误的当成了操作命令，给了攻击者可乘之机
  

终极内容：全局变量与特殊变量