Linux基础知识（3）- Shell (一) | Shell 简介、Shell 脚本语法、传递参数

1. Shell 简介

    Shell 是一个用 C 语言编写的程序，它是用户使用 Linux 的桥梁。Shell 既是一种命令语言，又是一种程序设计语言。

    Shell 是指一种应用程序，这个应用程序提供了一个界面，用户通过这个界面访问操作系统内核的服务。

    Ken Thompson 的 sh 是第一种 Unix Shell，Windows Explorer 是一个典型的图形界面 Shell。

    Linux 的 Shell 种类众多，常见的有：

        (1) Bourne Shell（/usr/bin/sh或/bin/sh）
        (2) Bourne Again Shell（/bin/bash）
        (3) C Shell（/usr/bin/csh）
        (4) K Shell（/usr/bin/ksh）
        (5) Shell for Root（/sbin/sh）

    这里关注 Bash，也就是 Bourne Again Shell，由于易用和免费，Bash 在日常工作中被广泛使用。同时，Bash 也是大多数 Linux 系统默认的 Shell。

    1) Shell 脚本

        使用文本编辑器(可以使用 vi/vim 命令来创建文件)，新建一个文件 test.sh，扩展名为 sh（sh代表shell），扩展名并不影响脚本执行。

        输入如下内容：

            #!/bin/bash

            echo "Hello World!"

        说明：

            (1) '#!' 是一个约定的标记，它告诉系统这个脚本需要什么解释器来执行，即使用哪一种 Shell。
            (2) echo 命令用于向窗口输出文本。

            在一般情况下，人们并不区分 Bourne Shell 和 Bourne Again Shell，所以，像 #!/bin/sh，它同样也可以改为 #!/bin/bash。

            '#!' 告诉系统其后路径所指定的程序即是解释此脚本文件的 Shell 程序。

    2) 作为可执行程序运行

        将上面的代码保存为 test.sh，并 cd 到相应目录：

            $ chmod +x ./test.sh # 使脚本具有执行权限
            $ ./test.sh # 执行脚本

        注：一定要写成 ./test.sh，而不是 test.sh，运行其它二进制的程序也一样，直接写 test.sh，linux 系统会去 PATH 里寻找有没有叫 test.sh 的，而只有 /bin, /sbin, /usr/bin，/usr/sbin 等在 PATH 里。

            如果当前目录通常不在 PATH 里，写成 test.sh 是会找不到命令的，要用 ./test.sh 告诉系统说，就在当前目录找。

    3) 作为解释器参数运行

        直接运行解释器，其参数就是 shell 脚本的文件名，如：

            $ /bin/sh test.sh

        这种方式运行的脚本，不需要在第一行指定解释器信息，即此时第一行不起作用。

2. Shell 脚本语法

1) 变量

        (1) 命名规则

            变量名的命名须遵循如下规则：

                a) 命名只能使用英文字母，数字和下划线，首个字符不能以数字开头。
                b) 中间不能有空格，可以使用下划线 _。
                c) 不能使用标点符号。
                d) 不能使用bash里的关键字（可用help命令查看保留关键字）。

            除了显式地直接赋值，还可以用语句给变量赋值，如：

                for f in $(ls /etc); do
                    echo ${f}
                done

            以上语句将 /etc 下目录的文件名循环出来。

        (2) 变量类型

            运行 shell 时，会同时存在三种变量。

            a) 局部变量：在脚本或命令中定义，仅在当前 shell 实例中有效，其他 shell 启动的程序不能访问局部变量。
            b) 环境变量：所有的程序，包括 shell 启动的程序，都能访问环境变量，有些程序需要环境变量来保证其正常运行。必要的时候 shell 脚本也可以定义环境变量。
            b) shell 变量：由 shell 程序设置的特殊变量。shell 变量中有一部分是环境变量，有一部分是局部变量，这些变量保证了 shell 的正常运行。

        (3) 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，实例如下：

                var1="ngnix"
                echo $var1
                echo ${var1}

            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，比如下面这种情况：

                for skill in Type Action Java; do
                    echo "I am good at ${skill}Script"
                done

            如果不给 skill 变量加花括号，写成 echo "I am good at $skillScript"，解释器就会把 $skillScript 当成一个变量（其值为空），代码执行结果就不是我们期望的样子了，所以建议给所有变量加上花括号。

            已定义的变量，可以被重新定义，实例如下：

                var1="google"
                echo $var1
                var1="alibaba"
                echo $var1

            这样写是合法的，但注意，第二次赋值的时候不能写 $var1="alibaba"，使用变量的时候才加美元符（$）。

        (4) 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。

                #!/bin/bash

                url="https://www.baidu.com"
                readonly url
                url="https://www.test.com"

            运行脚本，结果如下：

                /bin/sh: url: This variable is read only.

        (5) 删除变量

            使用 unset 命令可以删除变量。语法：

                unset variable_name

            变量被删除后不能再次使用。unset 命令不能删除只读变量。

                #!/bin/sh

                url="https://www.test.com"
                unset url
                echo $url

            以上实例执行将没有任何输出。

2) 字符串

        字符串是 shell 编程中最常用最有用的数据类型（除了数字和字符串，也没啥其它类型好用了），字符串可以用单引号，也可以用双引号，也可以不用引号。

        (1) 单引号字符串

            str='this is a string'

            单引号字符串的限制：

                a) 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；
                b) 单引号字串中不能出现单独一个的单引号（对单引号使用转义符后也不行），但可成对出现，作为字符串拼接使用。

        (2) 双引号字符串

            var1="tester"
            str="Hello, I know you are \"$var1\"! \n"
            echo -e $str

            输出结果为：

                Hello, I know you are "test"!

            双引号的优点：

                a) 双引号里可以有变量；
                b) 双引号里可以出现转义字符；

        (3) 拼接字符串

 1             var1="tester"
 2 
 3             # 使用双引号拼接
 4             str1="hello, "$var1" !"
 5             str2="hello, $var1 !"
 6             str3="hello, ${var1} !"
 7             echo $str1 $str2 $str3
 8 
 9             # 使用单引号拼接
10             str4='hello, '$var1' !'
11             str5='hello, $var1 !'
12             str6='hello, ${var1} !'
13             echo $str4 $str5 $str6
14 
15             # 混合拼接
16             str7="hello, '$var1' !"
17             str8="hello, '${var1}' !"
18             echo str7 str8

            输出结果为：

               hello, tester ! hello, tester ! hello, tester !
               hello, tester ! hello, $var1 ! hello, ${var1} !
               hello, 'tester' ! hello, 'tester' !

        (4) 获取字符串长度

            string="abcd"
            echo ${#string}   # 输出 4

            变量为数组时，${#string} 等价于 ${#string[0]}:

            string="abcd"
            echo ${#string[0]}   # 输出 4

        (5) 提取子字符串

            以下实例从字符串第 2 个字符开始截取 4 个字符：

            string="tester is a good site"
            echo ${string:1:4} # 输出 este

            注意：第一个字符的索引值为 0。

        (6) 查找子字符串

            查找字符 i 或 o 的位置(哪个字母先出现就计算哪个)：

            string="tester is a good site"
            echo `expr index "$string" io` # 输出 8

            注意：以上脚本中 ` 是反引号，而不是单引号 '，不要看错了哦。

3) 注释

        (1) 单行注释

            以 # 开头的行就是注释，会被解释器忽略。

            通过每一行加一个 # 号设置多行注释，像这样：

                # --------------------------------------------
                # 这是一个注释
                # --------------------------------------------
                #

        (2) 多行注释

            多行注释还可以使用以下格式：

                :<<EOF
                注释内容...
                注释内容...
                注释内容...
                EOF

            EOF 也可以替换成其他符号:

                :<<!
                注释内容...
                注释内容...
                注释内容...
                !

3. 传递参数

1) 传递方式

可以在执行 Shell 脚本时，向脚本传递参数，脚本内获取参数的格式为：$n，n 代表一个数字，1 为执行脚本的第一个参数，2 为执行脚本的第二个参数，以此类推 ...

示例，向脚本传递三个参数，并分别输出，其中 $0 为执行的文件名（包含文件路径）：

1             #!/bin/bash
2 
3             echo "Shell 传递参数实例！"
4             echo "执行的文件名：$0"
5             echo "第一个参数为：$1"
6             echo "第二个参数为：$2"
7             echo "第三个参数为：$3"

为脚本设置可执行权限，并执行脚本，输出结果如下：

1             $ ./test.sh 1 2 3
2 
3                 Shell 传递参数实例！
4                 执行的文件名：./test.sh
5                 第一个参数为：1
6                 第二个参数为：2
7                 第三个参数为：3

    2）特殊字符

        几个特殊字符用来处理参数：

            参数处理             说明
            $#             传递到脚本的参数个数
            $*             以一个单字符串显示所有向脚本传递的参数。如 "$*" 用双引号括起来的情况、以 "$1 $2 … $n" 的形式输出所有参数。
            $$             脚本运行的当前进程 ID 号
            $!             后台运行的最后一个进程的 ID 号
            $@             与 $* 相同，但是使用时加引号，并在引号中返回每个参数。如 "$@" 用双引号括起来的情况、以 "$1" "$2" ... "$n" 的形式输出所有参数。
            $-             显示 Shell 使用的当前选项，与 set 命令功能相同。
            $?             显示最后命令的退出状态。0 表示没有错误，其他任何值表明有错误。

        示例

1             #!/bin/bash
2 
3             echo "参数个数为 (\$#)：$#"
4             echo "输出所有参数 (\$*)：$*"
5             echo "输出所有参数 (\$@)：$@"
6             echo "脚本运行的当前进程 ID 号 (\$\$)：$$"
7             echo "后台运行的最后一个进程的 ID 号 (\$!)：$!"
8             echo "Shell 使用的当前选项 (\$-)：$-"
9             echo "最后命令的退出状态 (\$?)：$?"

执行脚本，输出结果如下：

1             $ ./test.sh 1 2 3
2 
3                 参数个数为 ($#)：3
4                 输出所有参数 ($*)：1 2 3
5                 输出所有参数 ($@)：1 2 3
6                 脚本运行的当前进程 ID 号 ($$)：3765
7                 后台运行的最后一个进程的 ID 号 ($!)：
8                 Shell 使用的当前选项 ($-)：hB
9                 最后命令的退出状态 ($?)：0

3) $* 与 $@ 区别

        相同点：都是引用所有参数。
        不同点：只有在双引号中体现出来。假设在脚本运行时写了三个参数 1、2、3，，则 " * " 等价于 "1 2 3"（传递了一个参数），而 "@" 等价于 "1" "2" "3"（传递了三个参数）。

        示例

 1             #!/bin/bash
 2 
 3             echo "-- \$* 演示 ---"
 4             for i in "$*"; do
 5                 echo $i
 6             done
 7 
 8             echo "-- \$@ 演示 ---"
 9             for i in "$@"; do
10                 echo $i
11             done