簡單的 Shell 腳本入門教程

2022 年 1 月 5 日
筆記
編程雜記

Shell腳本運作方式與解釋型語言相當，如果有語言基礎，學起 Shell 腳本就非常容易，但是 Shell 與常見的語言不同，一些常見的函數在 Shell 中需要組合一些命令得以實現

工具推薦

Shell 似乎沒有定製的 IDE，這裡推薦 VS Code 搭配對應的插件：

shellman 智能提示和自動補全，在插件頁面有介紹常用代碼片段的觸發關鍵詞，作者在 Shellman reborn 中寫到了 Shellman 誕生的故事，挺有趣的
shellcheck 語法靜態檢查工具，插件安裝後需要本地安裝 shellcheck，參考 shellcheck Installing，Mac OS 可以使用 brew install shellcheck，這樣在寫 Shell 的時候，語法有誤的地方就會以波浪線的方式提示
shell-format 代碼整理，Win 快捷鍵：Alt + Shift + F，Mac OS 快捷鍵：option + shift + F
Code Runner 腳本運行，右鍵 Run Code，Win 快捷鍵：Ctrl + Alt + N，Mac OS 快捷鍵：control + option + N

運行 shell 腳本

新建腳本：test.sh

#!/usr/bin/env bash

# 使用echo 打印字符串或者變量
echo 'hello world'

可以用 Code Runner 運行，就會輸出：hello world

在 Shell腳本的第一行一般會寫 #!/bin/bash 這個是 Shebang，#! 後面是解釋器的絕對路徑，腳本將用該解釋器執行。還有一種寫法是：#!/usr/bin/env bash，/usr/bin/env 是 env 命令的絕對路徑，而 env 命令用於顯示系統中已存在的環境變量，其中包含了 $PATH ，會在 $PATH 包含的目錄依次找 bash，常見的命令行解釋器有：sh ,bash ,zsh(Mac OS 默認解釋器)

如果在 Linux 或類Unix 下運行，有這麼幾種方式：

先給腳本添加執行權限：chmod +x test.sh，然後運行腳本：./test.sh，這種方式執行會讀取 Shebang，用指定的解釋器執行腳本
sh test.sh，使用 sh 這個解釋器執行腳本，當然也可以用其他執行，比如：bash test.sh。與第一種方式相同，當前的 shell 是父進程，生成一個子 shell 進程（子進程會繼承父進程的環境變量），在子 shell 中執行腳本，腳本執行完畢，退出子 shell 回到當前 shell
source 點命令方式：source test.sh 等效於 . test.sh。source 讓腳本在當前 shell 執行，不生成新的子進程。使用 source 執行腳本，腳本中對於環境變量的修改會作用於當前 shell，這就是為什麼我們在修改了一些配置如：~/.bashrc，執行 source ~/.bashrc 後配置就生效了
exec 方式：有需要先給腳本添加執行權限：chmod +x test.sh，執行 exec ./test.sh，也是讓腳本在同一個進程上執行不生成新的子進程，與 source 的區別就是，在腳本執行完成後進程會被結束

基礎命令

可以按照 [Bash Shell] Shell學習筆記學習，這篇文章講的非常詳細，本篇博客也是在學習這篇文章後寫下的

獲取輸入

使用 read 命令，從標準輸入流 (stdin) 獲取輸入

#!/usr/bin/env bash
read var
echo "${var}"

運行腳本，輸入任意字符，回車確認，輸入的值會賦值給變量 var，並打印出該變量

輸出

#!/usr/bin/env bash
var=1
# 輸出變量
echo ${var}
# 輸出字符串 顯示部分字符需要轉義
echo "\"hello world\"" # "hello world"

# 換行使用 -e 參數：使轉義字符生效
# 使用 \n 換行
echo -e "newline\n"

也可以讓 shell 輸出不同顏色的字符，可以參考：shell腳本中echo顯示內容帶顏色

#!/usr/bin/env bash
echo -e "\033[30m 黑色字 \033[0m" 
echo -e "\033[31m 紅色字 \033[0m" 
echo -e "\033[32m 綠色字 \033[0m" 
echo -e "\033[33m 黃色字 \033[0m" 
echo -e "\033[34m 藍色字 \033[0m" 
echo -e "\033[35m 紫色字 \033[0m" 
echo -e "\033[36m 天藍字 \033[0m" 
echo -e "\033[37m 白色字 \033[0m"

變量使用

# = 兩邊不能有空格
var="hello world"
num=100


# 在引用變量時，這種方式可以，但是推薦下面一種
echo $var
# 推薦在使用字符串變量時，在兩側加上雙引號，否則如果變量字符串中存在空格，則字符串會被切分
echo "$var"
# 如果涉及字符串拼接，可以在變量名兩側加上花括號
echo "變量為: ${var}."

# 將變量設置為只讀，再次修改會報錯
readonly var
# var="wolrd"

# 刪除變量，不能刪除 readonly 修飾的變量
unset num

變量賦值時，變量名命名規則和其他語言類似，注意變量賦值時 = 兩邊不能有空格

使用時在變量名前加上 $，推薦所有的變量都使用 ${} 的方式使用變量

運算

算術運算：Bash 原生不支持數學運算，可以使用 awk 和 expr

注意乘號需要加上轉義：\*，而且運算符兩側必須空格

a=10
b=3
val=`expr $a + $b`
echo "a + b : $val"
val=`expr $a - $b`
echo "a - b : $val"
val=`expr $a \* $b`
echo "a * b : $val"
val=`expr $b / $a`
echo "b / a : $val"
val=`expr $b % $a`
echo "b % a : $val"

執行命令

$()與 “（反引號）都可以用於執行命令，並會將執行的結果返回，shellcheck 推薦使用第一種 $() 的方式

#!/usr/bin/env bash
result=`date "+%Y-%m-%d"`
echo "${result}"

result=$(date "+%Y-%m-%d")
echo "${result}"

運算符

關係運算符只支持數字，如果字符串為數字也可以，關係運算符包括：

運算符	含義
-eq	等於
-ne	不等於
-gt	大於
-lt	小於
-ge	大等於
-le	小等於

條件表達式必須放在 [] 中，並且 [ 的右側，和 ] 的左側必須留有空格

布爾運算符列表：

運算符	含義
!	非
-o	或 (or)
-a	與 (and)

#!/usr/bin/env bash

a="10"
b="3"
c=1

if [ ${a} -ne ${b} ]
then
    echo "相同"
else
    echo "不相同"
fi

if [ ${a} -gt ${b} -a ${b} -gt ${c} ]
then
    echo "a > b & b > c"
fi

其他常用判斷：

直接在 [ ] 中放字符串變量如 [ ${str} ] 則就是判斷 str 這個字符串是否非空
-f 判斷是否為普通文件，如：[ -f $file ]
-d 判斷是否為文件夾，如：[ -d $file ]

字符串截取

字符截取的格式：${string: start :length}
索引從 0 開始，可以省略 :length 這樣就截取到最後，注意空格要空在 : 後，否則可能提示：bad substitution

#!/usr/bin/env bash
string="hello world"
echo ${string: 1 : 3} # ell
# 截取到最後
echo ${string:1} # ello world

數組

#!/usr/bin/env bash
# 1. 定義數組：使用括號聲明，用「空格」分隔開，也可以換行隔開
arr=(1 2 3)
strArr=(
"first"
"second"
)

# 2. 讀取數組：通過下標讀取，下標從 0 開始計算
echo "${arr[0]}"

# 使用 * 或者 @ 讀取所有元素
echo ${arr[*]}
echo ${arr[@]}

# 讀取數組長度 讀取全部元素前面加上 #
echo ${#arr[*]}
echo ${#arr[@]}

# 遍歷下標
for(( i=0;i<${#strArr[@]};i++)) 
do
echo ${strArr[i]};
done;

# for in 遍曆元素
for element in ${strArr[*]}
do
echo $element
done

# 3. 修改數組元素
strArr[0]="modify"
echo ${strArr[0]}

# 4. 刪除元素
unset arr[1]
echo ${#arr[*]}
echo ${arr[*]} # 1 3
# ！使用 unset 要注意，這其實並不是真正刪除了該元素，而只是將該元素置空，所以使用下標遍歷會出問題，如下
echo "數組遍歷："
for(( i=0;i<${#arr[@]};i++)) 
do
echo "index ${i} -> ${arr[i]}";
done;
# index 0 -> 1
# index 1 -> 

# 解決 unset 無法真正刪除的方法：重新賦值給新的數組
echo "數組遍歷："
arr=( "${arr[@]}" )
for(( i=0;i<${#arr[@]};i++)) 
do
echo "index ${i} -> ${arr[i]}";
done;
# index 0 -> 1
# index 1 -> 3

判斷語句

使用 if 和 fi 定義判斷的邊界，使用 then , elif , else 定義條件

#!/usr/bin/env bash
#!/usr/bin/env bash

a=10
b=20
if [ $a == $b ]
then
    echo "相等"
else
    echo "不相等"
fi

if [ $a == $b ]
then
    echo "相等"
elif [ $a -lt $b ]
then
    echo "a 小於 b"
else
    echo "其他情況"
fi

函數

調用函數時，我們可以傳入參數，可以通過 $n 來獲取參數，這裡的 n 表示需要取的參數的索引，當n>=10時，需要使用${n}來獲取參數

$# 傳遞給函數的參數個數，$* 和 $@ 顯示所有傳遞給函數的參數，$? 表示函數的返回值，也可以用於獲取上一個命令的退出狀態，執行成功會返回 0，失敗返回 1

# 定義函數
#!/usr/bin/env bash
funWithParam(){
    echo "參數個數：$#"  # 參數個數：11
    echo "傳遞給函數的所有參數：$*" # 傳遞給函數的所有參數：1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 73
    echo "$1" # 1

    # 超過 9 的參數需要用 ${} 接收參數，否則直接顯示數值
    echo "$10" # 10
    echo "${11}" # 73  
}

# 調用函數：函數名後面直接跟上參數
funWithParam 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 73
echo "$?" # 0

輸入輸出重定向

使用 > 將應該輸出到終端上的數據重定向輸出到文件，> 默認為覆蓋文件，使用 >> 追加寫入文件
使用 < 將默認從鍵盤輸入的數據，定向為從文件輸入

# who 命令用於顯示系統中有哪些使用者正在上面
# 將結果輸入 who.txt
who > who.txt

# wc -l 作用是計算文本行數
wc -l < who.txt

一般情況下，每個 Unix/Linux 命令運行時都會打開三個文件：

標準輸入 (stdin)：stdin 的文件描述符為 0，Unix 程序默認從 stdin 讀取數據
標準輸出 (stdout)：stdout 的文件描述符為 1，Unix 程序默認向 stdout 輸出數據
標準錯誤輸出 (stderr)：stderr 的文件描述符為 2，Unix 程序會向 stderr 流中寫入錯誤信息

所以一般我們後台啟動應用並且輸出日誌文件都使用：

nohup java -jar xxx.jar >> nohup.log  2>&1 &

nohup：(no hang up) 保證在退出帳戶或者關閉終端之後繼續運行相應的進程
>> nohup.log：將 java -jar xxx.jar 的輸出追加到 nohup.log 文件
2>&1：將 java -jar xxx.jar 的標準錯誤輸出也重定向到標準輸入
&：讓進程在後台運行

默認情況下，command > file 將 stdout 重定向到 file，command < file 將stdin 重定向到 file。
如果希望 stderr 重定向到 file，可以這樣寫：

坑梳理

變量賦值時，變量名命名規則和其他語言類似，注意變量賦值時 = 兩邊不能有空格
數組 unset 元素，並不是真正的移除元素
獲取參數時，當 n>=10 時，需要使用${n}來獲取參數

常見的特殊 Shell 環境變量

$$ 表示當前Shell進程的ID，即pid
$0 表示當前腳本的絕對路徑
$# 傳遞給腳本或函數的參數個數
$n 傳遞給腳本或函數的參數
$? 上個命令的退出狀態
$* 和 $@ 傳遞給腳本或函數的所有參數
$n n 代表 1~9 其中任意一個數字，傳遞給腳本或函數該位置的參數

$* 和 $@ 區別：

#!/usr/bin/env bash
function asterisk () {
    echo "\"\$*\""
    for var in "$*"
    do
        echo "$var"
    done
}

function mail () {
    echo "\"\$@\""
    for var in "$@"
    do
    echo "$var"
    done
}
asterisk a b c 
mail a b c

輸出

"$*"
a b c
"$@"
a
b
c

當 $* 和 $@ 直接使用效果相同，都是接收一份數據如上所示的例子，接收到的就是：a b c，一份數據，以空格隔開。加了雙引號後 "$@" 會將每個參數都當成一份獨立的數據

參考資料

VS code 打造 shell腳本 IDE
#!/bin/bash 和 #!/usr/bin/env bash 的區別
 Shell腳本 – wiki
Linux跑腳本用sh和./有什麼區別？
執行shell腳本三種方法的區別：（sh、exec、source）
Shell特殊變量：Shell $0, $#, $*, $@, $?, $$和命令行參數
 exec 跟 source 差在哪？
bash – 如何刪除數組中的元素，然後在 Shell 腳本中移動數組？
nohup /dev/null 2>&1 含義詳解
 Linux—shell中$(( ))、$( )、“與${ }的區別
 Shell $*和$@的區別

Tags: 編程雜記

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常見的特殊 Shell 環境變量

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