第六章 Shell脚本 v1.0

第一部分 Shell脚本简介

一、Shell脚本基本结构

bash

#!/bin/bash    # 脚本第一行，指定解释器
# ...          # 脚本主体

Shell脚本主体中一般包括几个部分，简单示例如下：

bash

# 这是一行注释

bash

name="Mike"

bash

echo "Hello, $name!"

bash

if [ $a -eq $b ]; then
    echo "a等于b"
fi

bash

function hello() {
    echo "Hello, $name!"
}

二、注释与文档

注释和文档是编写Shell脚本的重要部分，有助于提高代码的可读性和可维护性。

单行注释多行注释

bash

# 这是一行注释

bash

:<<'COMMENT'
这是一个多行注释
COMMENT

第二部分基本语法

一、变量与常量

变量是存储数据的容器，常量在Shell中没有严格的定义，通常通过变量实现

变量定义变量引用

bash

name="Mike"

bash

echo "Hello, $name"  # 适用于简单的变量引用，且后面没有其他字符
echo "Bye, ${name}"  # 更安全的写法，适用于任何情况尤其是变量跟有其他字符时

二、数据类型

Shell脚本中的数据类型较为简单，主要包括字符串、整数与数组三种。

字符串整数数组

bash

# 默认数据类型
str="string"

bash

num=10

bash

arr=("apple" "banana" "cherry")

三、字符串操作

Shell支持多种字符串操作，常用的如下

字符串拼接字符串长度子字符串提取字符串替换

bash

str1="Hello"
str2="World"
result="$str1 $str2"  # Hello World

bash

str="Hello"
len=${#str}  # 5

bash

str="Hello, World!"
substr=${str:7:5}  # World

bash

str="Hello, World!"
new_str=${str//o/O}  # HellO, WOrld!

四、数字运算

Shell脚本支持基本的数字运算，但需要使用 expr 或 $((...))

基本运算

bash

a=5
b=3
sum=$((a + b))       # 8  '+':加法
diff=$((a - b))      # 2  '-':减法
product=$((a * b))   # 15 '*':乘法
quotient=$((a / b))  # 1  '/':除法
remainder=$((a % b)) # 2  '%':取余

五、数组

Shell脚本支持数组，用于存储多个值

数组定义数组引用获取长度遍历数组

bash

arr=("apple" "banana" "cherry")

bash

echo ${arr[0]}  # apple

bash

len=${#arr[@]}  # 3

bash

for item in "${arr[@]}"; do
    echo $item
done

第三部分输入输出

一、标准输入输出

Shell脚本通过标准输入（stdin）、标准输出（stdout）和标准错误输出（stderr）进行交互。

标准输入标准输出标准错误输出

bash

read name  # 从键盘读取输入

bash

echo "Hello, $name!"  # 输出到终端

bash

echo "错误信息" >&2  # 输出到标准错误

二、文件读写操作

文件读取文件写入

bash

# 全部读取
cat file.txt
# 逐行读取
while IFS= read -r line; do
    echo "$line"
done < file.txt

bash

echo "Hello, World!" > file.txt    # 覆盖写入
echo "Append content" >> file.txt  # 追加写入

三、管道与重定向

管道和重定向用于控制数据流

1.管道

将一个命令的输出作为另一个命令的输入

示例

bash

echo "Hello, World!" | tr '[:lower:]' '[:upper:]'  # HELLO, WORLD!

2.重定向

输出重定向输入重定向错误重定向合并错误与输出

bash

echo "Hello" > file.txt  # 覆盖写入
echo "World" >> file.txt  # 追加写入

bash

while IFS= read -r line; do
    echo $line
done < file.txt

bash

command 2> error.log  # 将错误信息写入error.log

bash

command &> output.log  # 将标准输出和错误输出合并到output.log

第四部分控制结构

一、条件表达式

在Shell脚本中，条件表达式用于在 if、while、until 等控制结构中进行条件判断

1.一般比较

数字比较字符串条件

bash

"$a" -eq "$b"  # 判断a等于b
"$a" -ne "$b"  # 判断a不等于b
"$a" -lt "$b"  # 判断a小于b
"$a" -le "$b"  # 判断a小于或等于b
"$a" -gt "$b"  # 判断a大于b
"$a" -ge "$b"  # 判断a大于或等于b

bash

"$a" = "$b"   # 判断字符串相等
"$a" != "$b"  # 判断字符串不相等
-z "$a"       # 判断字符串长度为零
-n "$a"       # 字符串长度非零

2.文件条件

文件条件

bash

-e "path/to/file" # 指定文件存在
-f "path/to/file" # 指定文件存在且为普通文件
-d "path/to/file" # 指定文件存在且为目录
-r "path/to/file" # 指定文件存在且可读
-w "path/to/file" # 指定文件存在且可写
-x "path/to/file" # 指定文件存在且可执行
-s "path/to/file" # 指定文件存在且大小大于零

3.高级判断

[[ ]] 是 Bash 的扩展条件测试命令，支持更多的特性，如模式匹配和正则表达式。

高级判断

bash

# 字符串比较
# 判断字符串a小于b
[[ "$a" < "$b" ]]  
# 判断字符串a大于b
[[ "$a" > "$b" ]]  

# 字符串匹配 (注意匹配时模式不要加引号，否则会当做普通字符处理)
# 简单匹配，支持 *(匹配任意长度任意字符)、?(匹配单个任意字符)、[...](匹配括号中的任意一个字符) 等通配符
[[ "$a" == $exp ]]
# 正则表达式匹配，支持完整正则表达式匹配
[[ "$a" =~ $exp ]]

二、条件结构

1.if语句

基本格式示例

bash

if [ 条件表达式1 ]; then
  # 当条件1为真时执行的命令
elif [ 条件表达式2 ]; then
  # 当条件2为真时执行的命令
else
  # 当所有条件都为假时执行的命令
fi

bash

number=0
if [ $number -eq 0 ];then  
  echo "number = 0"        # 输出
else 
  echo "number != 0"       # 未输出
fi

2.case语句

基本格式示例

bash

case $variable in
  pattern1)
    # 当变量匹配 pattern1 时执行的命令
    ;;
  pattern2)
    # 当变量匹配 pattern2 时执行的命令
    ;;
  *)
    # 当变量不匹配任何模式时执行的命令
    ;;
esac

bash

read -p "Enter a number: " number
case $number in
  1)
    echo "You entered one."
    ;;
  2)
    echo "You entered two."
    ;;
  3)
    echo "You entered three."
    ;;
  *)
    echo "You entered a number other than 1, 2, or 3."
    ;;
esac

三、循环结构

1.for循环

基本格式示例

bash

for var in list; do  # list中元素以空格分隔
  # 对于列表中的每个元素执行的命令
done

bash

list="1 2 3 4 5"

for i in $list; do
  echo "Number: $i"
done
# 依次输出： Number: 1 ~ Number: 5

for i in "$list"; do
  echo "Number: $i"
done
# 输出： Number: 1 2 3 4 5

2.while循环

先判断条件表达式的值，当条件为真时执行循环体，然后再次判断条件

基本格式示例

bash

while [ condition ]; do
  # 当条件为真时执行的命令
done

bash

count=1
while [ $count -le 5 ]; do
  echo "Count: $count"
  count=$((count + 1))
done

3.until循环

先执行循环体，然后判断条件表达式的值，当条件为假时继续执行循环体，直到条件为真时结束循环

基本格式示例

bash

until [ condition ]; do
  # 先执行一次循环体，当条件为假时继续执行
done

bash

count=1
until [ $count -gt 5 ]; do
  echo "Count: $count"
  count=$((count + 1))
done

第五部分函数

一、函数定义

function关键字省略function关键字

bash

function function_name {
    # 函数体
    command1
    command2
    ...
}

bash

function_name() {
    # 函数体
    command1
    command2
    ...
}

二、函数调用

定义好函数后，可以在脚本的其他地方直接通过函数名调用

函数调用

bash

function_name [参数]

三、函数参数

函数可以接受参数，这些参数在函数内部通过位置变量 $1, $2, ..., $n 来访问，其中 $1 表示第一个参数，$2 表示第二个参数，依此类推。在Shell脚本中，特殊变量 $0 表示脚本本身的名称，而不是函数名。

调用有参数的函数

bash

# 带参数的函数示例
hello() {
    echo "Hello, $1! Welcome to $2."
}

# 调用函数并传递参数
hello "Alice" "Shell Programming"

四、函数返回值

Shell中返回值一般指函数的退出状态码，用于表示函数执行的成功(0)或失败(非0)。

默认情况下，函数的退出状态码是最后一条命令的退出状态码。可以使用 return 语句显式设置退出状态码。

设置退出状态码捕获退出状态码

bash

function check_number() {
    if [ $1 -lt 0 ]; then
        echo "Error: Number is negative"
        return 1  # 函数返回状态码1
    fi
    echo "Number is positive"
    return 0  # 函数返回状态码0
}

bash

check_number -5
echo $?          # 输出：1
check_number 5
echo $?          # 输出：0

另一种概念的返回值是输出返回值，函数可以通过echo返回值，调用时可以捕获这些输出。

输出返回值

bash

calculate_sum() {
    local sum=$(( $1 + $2 ))
    echo $sum
}

# 捕获函数的输出
result=$(calculate_sum 5 3)
echo "The sum is: $result"  # 输出：The sum is: 8

五、变量作用域

Shell中，变量的作用域有全局和局部之分

全局变量：在函数外部定义的变量或在函数内部未使用 local 关键字声明的变量是全局变量，可以在函数内外访问
局部变量：在函数内部使用 local 关键字声明的变量是局部变量，仅在函数内部可见

示例

bash

global_var=10

my_function() {
    local local_var=20  # 局部变量
    echo "Inside function: global_var=$global_var, local_var=$local_var"
    # Inside function: global_var=10, local_var=20
}

my_function
echo "Outside function: global_var=$global_var, local_var=$local_var"
# Outside function: global_var=10, local_var=

第六部分文本处理

一、grep

用于在文本中搜索匹配特定模式的行，并将匹配的行打印出来

基本语法使用示例

bash

grep [选项] '搜索词' 文件
# 常用选项
# -v：反转匹配，显示不符合模式的行
# -E：使用扩展正则表达式
# -i：忽略大小写
# -w：全词匹配
# -n：显示匹配行的行号
# -r：递归搜索目录中的文件

bash

grep "a" example.txt                 # 搜索 example.txt 文件中含有a的行
grep -i "a" example.txt              # 搜索 example.txt 文件中包含 "a" 且忽略大小写的行
grep -v "a" example.txt              # 搜索 example.txt 文件中不包含 "a" 的行
grep -r 'hello' .                    # 递归搜索当前目录下所有文件中包含 "hello" 的行
grep -E 'apple|banana' example.txt   # 使用扩展正则表达式搜索包含 "apple" 或 "banana" 的行

二、sed

流编辑器，能够在不修改原始文件的情况下，对文本进行快速高效的编辑操作

基本语法使用示例

bash

sed [选项] '命令' 文件
# 常用选项
# -n：默认情况下，sed会输出处理后的所有行，-n选项只输出经过sed命令处理的行
# -e：允许在同一命令行中执行多个sed命令
# -i：直接修改文件内容（修改前建议备份文件）
# -f：从文件中读取sed命令

bash

sed 's/apple/orange/g' example.txt              # 将example.txt文件中每一行的apple替换为orange
sed -n '2p' example.txt                         # 只打印example.txt文件的第2行
sed '1,3d' example.txt                          # 删除example.txt文件中第1到第3行
sed 's/^/#/g' example.txt                       # 在example.txt文件每一行开头添加#
sed -i's/old/new/g' example.txt                 # 直接修改example.txt文件，将old替换为new

三、awk

文本处理工具，能够逐行处理文本，通过指定的模式匹配和操作对数据进行提取、转换和输出

基本语法使用示例

bash

awk [选项] '模式 {操作}' 文件
# 常用选项
# -F：指定输入字段分隔符
# -v：定义变量
# 常用模式
# BEGIN：在处理文件内容之前执行一次操作
# END：在处理完文件所有内容之后执行一次操作
# 常用操作
# $1、$2...：表示第1个、第2个...字段
# NF：表示当前行的字段数量
# NR：表示当前处理的行号

bash

awk -F: '{print $1}' /etc/passwd                     # 以:为分隔符，打印/etc/passwd文件中的第1个字段（用户名）
awk '{print $NF}' example.txt                        # 打印example.txt文件中每一行的最后一个字段
awk 'NR==10' example.txt                             # 打印example.txt文件的第10行
awk -v sum=0 '{sum+=$1} END {print sum}' data.txt    # 计算data.txt文件中第一列数字的总和
awk 'BEGIN {FS=","; OFS=":"} {print $1,$2}' data.csv # 以逗号为输入分隔符，冒号为输出分隔符，打印data.csv文件的前两列

存储基础

Ceph

第六章 Shell脚本 v1.0

第一部分 Shell脚本简介

一、Shell脚本基本结构

二、注释与文档

第二部分基本语法

一、变量与常量

二、数据类型

三、字符串操作

四、数字运算

五、数组

第三部分输入输出

一、标准输入输出

二、文件读写操作

三、管道与重定向

1.管道

2.重定向

第四部分控制结构

一、条件表达式

1.一般比较

2.文件条件

3.高级判断

二、条件结构

1.if语句

2.case语句

三、循环结构

1.for循环

2.while循环

3.until循环

第五部分函数

一、函数定义

二、函数调用

三、函数参数

四、函数返回值

五、变量作用域

第六部分文本处理

一、grep

二、sed

三、awk

第六章 Shell脚本 v1.0 ​

第一部分 Shell脚本简介 ​

一、Shell脚本基本结构 ​

二、注释与文档 ​

第二部分 基本语法 ​

一、变量与常量 ​

二、数据类型 ​

三、字符串操作 ​

四、数字运算 ​

五、数组 ​

第三部分 输入输出 ​

一、标准输入输出 ​

二、文件读写操作 ​

三、管道与重定向 ​

1.管道 ​

2.重定向 ​

第四部分 控制结构 ​

一、条件表达式 ​

1.一般比较 ​

2.文件条件 ​

3.高级判断 ​

二、条件结构 ​

1.if语句 ​

2.case语句 ​

三、循环结构 ​

1.for循环 ​

2.while循环 ​

3.until循环 ​

第五部分 函数 ​

一、函数定义 ​

二、函数调用 ​

三、函数参数 ​

四、函数返回值 ​

五、变量作用域 ​

第六部分 文本处理 ​

一、grep ​

二、sed ​

三、awk ​

第六章 Shell脚本 v1.0

第一部分 Shell脚本简介

一、Shell脚本基本结构

二、注释与文档

第二部分基本语法

一、变量与常量

二、数据类型

三、字符串操作

四、数字运算

五、数组

第三部分输入输出

一、标准输入输出

二、文件读写操作

三、管道与重定向

1.管道

2.重定向

第四部分控制结构

一、条件表达式

1.一般比较

2.文件条件

3.高级判断

二、条件结构

1.if语句

2.case语句

三、循环结构

1.for循环

2.while循环

3.until循环

第五部分函数

一、函数定义

二、函数调用

三、函数参数

四、函数返回值

五、变量作用域

第六部分文本处理

一、grep

二、sed

三、awk