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title: Shell 编程基础知识总结
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category: 计算机基础
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tag:
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- 操作系统
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- Linux
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head:
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- - meta
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- name: description
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content: Shell 编程在我们的日常开发工作中非常实用,目前 Linux 系统下最流行的运维自动化语言就是 Shell 和 Python 了。这篇文章我会简单总结一下 Shell 编程基础知识,带你入门 Shell 编程!
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Shell 编程在我们的日常开发工作中非常实用,目前 Linux 系统下最流行的运维自动化语言就是 Shell 和 Python 了。
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这篇文章我会简单总结一下 Shell 编程基础知识,带你入门 Shell 编程!
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## 走进 Shell 编程的大门
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### 为什么要学 Shell?
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学一个东西,我们大部分情况都是往实用性方向着想。从工作角度来讲,学习 Shell 是为了提高我们自己工作效率,提高产出,让我们在更少的时间完成更多的事情。
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很多人会说 Shell 编程属于运维方面的知识了,应该是运维人员来做,我们做后端开发的没必要学。我觉得这种说法大错特错,相比于专门做 Linux 运维的人员来说,我们对 Shell 编程掌握程度的要求要比他们低,但是 Shell 编程也是我们必须要掌握的!
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目前 Linux 系统下最流行的运维自动化语言就是 Shell 和 Python 了。
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两者之间,Shell 几乎是 IT 企业必须使用的运维自动化编程语言,特别是在运维工作中的服务监控、业务快速部署、服务启动停止、数据备份及处理、日志分析等环节里,shell 是不可缺的。Python 更适合处理复杂的业务逻辑,以及开发复杂的运维软件工具,实现通过 web 访问等。Shell 是一个命令解释器,解释执行用户所输入的命令和程序。一输入命令,就立即回应的交互的对话方式。
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另外,了解 shell 编程也是大部分互联网公司招聘后端开发人员的要求。下图是我截取的一些知名互联网公司对于 Shell 编程的要求。
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![大型互联网公司对于shell编程技能的要求](https://oss.javaguide.cn/github/javaguide/cs-basics/shell/60190220.jpg)
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### 什么是 Shell?
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简单来说“Shell 编程就是对一堆 Linux 命令的逻辑化处理”。
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W3Cschool 上的一篇文章是这样介绍 Shell 的,如下图所示。
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![什么是 Shell?](https://oss.javaguide.cn/github/javaguide/cs-basics/shell/19456505.jpg)
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### Shell 编程的 Hello World
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学习任何一门编程语言第一件事就是输出 HelloWorld 了!下面我会从新建文件到 shell 代码编写来说下 Shell 编程如何输出 Hello World。
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(1)新建一个文件 helloworld.sh :`touch helloworld.sh`,扩展名为 sh(sh 代表 Shell)(扩展名并不影响脚本执行,见名知意就好,如果你用 php 写 shell 脚本,扩展名就用 php 好了)
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(2) 使脚本具有执行权限:`chmod +x helloworld.sh`
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(3) 使用 vim 命令修改 helloworld.sh 文件:`vim helloworld.sh`(vim 文件------>进入文件----->命令模式------>按 i 进入编辑模式----->编辑文件 ------->按 Esc 进入底行模式----->输入:wq/q! (输入 wq 代表写入内容并退出,即保存;输入 q!代表强制退出不保存。))
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helloworld.sh 内容如下:
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```shell
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#!/bin/bash
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#第一个shell小程序,echo 是linux中的输出命令。
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echo "helloworld!"
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```
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shell 中 # 符号表示注释。**shell 的第一行比较特殊,一般都会以#!开始来指定使用的 shell 类型。在 linux 中,除了 bash shell 以外,还有很多版本的 shell, 例如 zsh、dash 等等...不过 bash shell 还是我们使用最多的。**
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(4) 运行脚本:`./helloworld.sh` 。(注意,一定要写成 `./helloworld.sh` ,而不是 `helloworld.sh` ,运行其它二进制的程序也一样,直接写 `helloworld.sh` ,linux 系统会去 PATH 里寻找有没有叫 helloworld.sh 的,而只有 /bin, /sbin, /usr/bin,/usr/sbin 等在 PATH 里,你的当前目录通常不在 PATH 里,所以写成 `helloworld.sh` 是会找不到命令的,要用`./helloworld.sh` 告诉系统说,就在当前目录找。)
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![shell 编程Hello World](https://oss.javaguide.cn/github/javaguide/cs-basics/shell/55296212.jpg)
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## Shell 变量
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### Shell 编程中的变量介绍
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**Shell 编程中一般分为三种变量:**
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1. **我们自己定义的变量(自定义变量):** 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。
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2. **Linux 已定义的环境变量**(环境变量, 例如:`PATH`, `HOME` 等..., 这类变量我们可以直接使用),使用 `env` 命令可以查看所有的环境变量,而 set 命令既可以查看环境变量也可以查看自定义变量。
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3. **Shell 变量**:Shell 变量是由 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
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**常用的环境变量:**
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> PATH 决定了 shell 将到哪些目录中寻找命令或程序
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> HOME 当前用户主目录
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> HISTSIZE 历史记录数
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> LOGNAME 当前用户的登录名
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> HOSTNAME 指主机的名称
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> SHELL 当前用户 Shell 类型
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> LANGUAGE 语言相关的环境变量,多语言可以修改此环境变量
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> MAIL 当前用户的邮件存放目录
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> PS1 基本提示符,对于 root 用户是#,对于普通用户是\$
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**使用 Linux 已定义的环境变量:**
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比如我们要看当前用户目录可以使用:`echo $HOME`命令;如果我们要看当前用户 Shell 类型 可以使用`echo $SHELL`命令。可以看出,使用方法非常简单。
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**使用自己定义的变量:**
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```shell
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#!/bin/bash
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#自定义变量hello
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hello="hello world"
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echo $hello
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echo "helloworld!"
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```
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![使用自己定义的变量](https://oss.javaguide.cn/github/javaguide/cs-basics/shell/19835037.jpg)
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**Shell 编程中的变量名的命名的注意事项:**
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- 命名只能使用英文字母,数字和下划线,首个字符不能以数字开头,但是可以使用下划线(\_)开头。
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- 中间不能有空格,可以使用下划线(\_)。
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- 不能使用标点符号。
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- 不能使用 bash 里的关键字(可用 help 命令查看保留关键字)。
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### Shell 字符串入门
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字符串是 shell 编程中最常用最有用的数据类型(除了数字和字符串,也没啥其它类型好用了),字符串可以用单引号,也可以用双引号。这点和 Java 中有所不同。
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在单引号中所有的特殊符号,如$和反引号都没有特殊含义。在双引号中,除了"$"、"\\"、反引号和感叹号(需开启 `history expansion`),其他的字符没有特殊含义。
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**单引号字符串:**
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```shell
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#!/bin/bash
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name='SnailClimb'
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hello='Hello, I am $name!'
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echo $hello
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```
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输出内容:
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```plain
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Hello, I am $name!
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```
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**双引号字符串:**
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```shell
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#!/bin/bash
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name='SnailClimb'
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hello="Hello, I am $name!"
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echo $hello
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```
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输出内容:
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```plain
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Hello, I am SnailClimb!
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```
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### Shell 字符串常见操作
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**拼接字符串:**
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```shell
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#!/bin/bash
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name="SnailClimb"
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# 使用双引号拼接
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greeting="hello, "$name" !"
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greeting_1="hello, ${name} !"
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echo $greeting $greeting_1
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# 使用单引号拼接
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greeting_2='hello, '$name' !'
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greeting_3='hello, ${name} !'
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echo $greeting_2 $greeting_3
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```
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输出结果:
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![输出结果](https://oss.javaguide.cn/github/javaguide/cs-basics/shell/51148933.jpg)
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**获取字符串长度:**
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```shell
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#!/bin/bash
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#获取字符串长度
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name="SnailClimb"
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# 第一种方式
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echo ${#name} #输出 10
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# 第二种方式
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expr length "$name";
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```
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输出结果:
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```plain
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10
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10
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```
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使用 expr 命令时,表达式中的运算符左右必须包含空格,如果不包含空格,将会输出表达式本身:
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```shell
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expr 5+6 // 直接输出 5+6
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expr 5 + 6 // 输出 11
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```
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对于某些运算符,还需要我们使用符号`\`进行转义,否则就会提示语法错误。
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```shell
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expr 5 * 6 // 输出错误
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expr 5 \* 6 // 输出30
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```
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**截取子字符串:**
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简单的字符串截取:
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```shell
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#从字符串第 1 个字符开始往后截取 10 个字符
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str="SnailClimb is a great man"
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echo ${str:0:10} #输出:SnailClimb
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```
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根据表达式截取:
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```shell
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#!bin/bash
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#author:amau
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var="https://www.runoob.com/linux/linux-shell-variable.html"
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# %表示删除从后匹配, 最短结果
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||
# %%表示删除从后匹配, 最长匹配结果
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# #表示删除从头匹配, 最短结果
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||
# ##表示删除从头匹配, 最长匹配结果
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||
# 注: *为通配符, 意为匹配任意数量的任意字符
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||
s1=${var%%t*} #h
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||
s2=${var%t*} #https://www.runoob.com/linux/linux-shell-variable.h
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||
s3=${var%%.*} #https://www
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||
s4=${var#*/} #/www.runoob.com/linux/linux-shell-variable.html
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||
s5=${var##*/} #linux-shell-variable.html
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```
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### Shell 数组
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bash 支持一维数组(不支持多维数组),并且没有限定数组的大小。我下面给了大家一个关于数组操作的 Shell 代码示例,通过该示例大家可以知道如何创建数组、获取数组长度、获取/删除特定位置的数组元素、删除整个数组以及遍历数组。
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```shell
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#!/bin/bash
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array=(1 2 3 4 5);
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# 获取数组长度
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length=${#array[@]}
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# 或者
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length2=${#array[*]}
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#输出数组长度
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echo $length #输出:5
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echo $length2 #输出:5
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# 输出数组第三个元素
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echo ${array[2]} #输出:3
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unset array[1]# 删除下标为1的元素也就是删除第二个元素
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for i in ${array[@]};do echo $i ;done # 遍历数组,输出:1 3 4 5
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unset array; # 删除数组中的所有元素
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for i in ${array[@]};do echo $i ;done # 遍历数组,数组元素为空,没有任何输出内容
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```
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## Shell 基本运算符
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> 说明:图片来自《菜鸟教程》
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Shell 编程支持下面几种运算符
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- 算数运算符
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- 关系运算符
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- 布尔运算符
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- 字符串运算符
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- 文件测试运算符
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### 算数运算符
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![算数运算符](https://oss.javaguide.cn/github/javaguide/cs-basics/shell/4937342.jpg)
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我以加法运算符做一个简单的示例(注意:不是单引号,是反引号):
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```shell
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#!/bin/bash
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a=3;b=3;
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val=`expr $a + $b`
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#输出:Total value : 6
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echo "Total value : $val"
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```
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### 关系运算符
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关系运算符只支持数字,不支持字符串,除非字符串的值是数字。
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![shell关系运算符](https://oss.javaguide.cn/github/javaguide/cs-basics/shell/64391380.jpg)
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通过一个简单的示例演示关系运算符的使用,下面 shell 程序的作用是当 score=100 的时候输出 A 否则输出 B。
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```shell
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#!/bin/bash
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score=90;
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maxscore=100;
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||
if [ $score -eq $maxscore ]
|
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then
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||
echo "A"
|
||
else
|
||
echo "B"
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||
fi
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||
```
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输出结果:
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```plain
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||
B
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||
```
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### 逻辑运算符
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||
![逻辑运算符](https://oss.javaguide.cn/github/javaguide/cs-basics/shell/60545848.jpg)
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示例:
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```shell
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#!/bin/bash
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||
a=$(( 1 && 0))
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# 输出:0;逻辑与运算只有相与的两边都是1,与的结果才是1;否则与的结果是0
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echo $a;
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```
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### 布尔运算符
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||
![布尔运算符](https://oss.javaguide.cn/github/javaguide/cs-basics/shell/93961425.jpg)
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这里就不做演示了,应该挺简单的。
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||
### 字符串运算符
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||
![ 字符串运算符](https://oss.javaguide.cn/github/javaguide/cs-basics/shell/309094.jpg)
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简单示例:
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```shell
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#!/bin/bash
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||
a="abc";
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||
b="efg";
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||
if [ $a = $b ]
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||
then
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||
echo "a 等于 b"
|
||
else
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||
echo "a 不等于 b"
|
||
fi
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||
```
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||
输出:
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```plain
|
||
a 不等于 b
|
||
```
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### 文件相关运算符
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![文件相关运算符](https://oss.javaguide.cn/github/javaguide/cs-basics/shell/60359774.jpg)
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使用方式很简单,比如我们定义好了一个文件路径`file="/usr/learnshell/test.sh"` 如果我们想判断这个文件是否可读,可以这样`if [ -r $file ]` 如果想判断这个文件是否可写,可以这样`-w $file`,是不是很简单。
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## Shell 流程控制
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### if 条件语句
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简单的 if else-if else 的条件语句示例
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```shell
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#!/bin/bash
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||
a=3;
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||
b=9;
|
||
if [ $a -eq $b ]
|
||
then
|
||
echo "a 等于 b"
|
||
elif [ $a -gt $b ]
|
||
then
|
||
echo "a 大于 b"
|
||
else
|
||
echo "a 小于 b"
|
||
fi
|
||
```
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||
|
||
输出结果:
|
||
|
||
```plain
|
||
a 小于 b
|
||
```
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相信大家通过上面的示例就已经掌握了 shell 编程中的 if 条件语句。不过,还要提到的一点是,不同于我们常见的 Java 以及 PHP 中的 if 条件语句,shell if 条件语句中不能包含空语句也就是什么都不做的语句。
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### for 循环语句
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通过下面三个简单的示例认识 for 循环语句最基本的使用,实际上 for 循环语句的功能比下面你看到的示例展现的要大得多。
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**输出当前列表中的数据:**
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```shell
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||
for loop in 1 2 3 4 5
|
||
do
|
||
echo "The value is: $loop"
|
||
done
|
||
```
|
||
|
||
**产生 10 个随机数:**
|
||
|
||
```shell
|
||
#!/bin/bash
|
||
for i in {0..9};
|
||
do
|
||
echo $RANDOM;
|
||
done
|
||
```
|
||
|
||
**输出 1 到 5:**
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||
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||
通常情况下 shell 变量调用需要加 \$,但是 for 的 (()) 中不需要,下面来看一个例子:
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```shell
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||
#!/bin/bash
|
||
length=5
|
||
for((i=1;i<=length;i++));do
|
||
echo $i;
|
||
done;
|
||
```
|
||
|
||
### while 语句
|
||
|
||
**基本的 while 循环语句:**
|
||
|
||
```shell
|
||
#!/bin/bash
|
||
int=1
|
||
while(( $int<=5 ))
|
||
do
|
||
echo $int
|
||
let "int++"
|
||
done
|
||
```
|
||
|
||
**while 循环可用于读取键盘信息:**
|
||
|
||
```shell
|
||
echo '按下 <CTRL-D> 退出'
|
||
echo -n '输入你最喜欢的电影: '
|
||
while read FILM
|
||
do
|
||
echo "是的!$FILM 是一个好电影"
|
||
done
|
||
```
|
||
|
||
输出内容:
|
||
|
||
```plain
|
||
按下 <CTRL-D> 退出
|
||
输入你最喜欢的电影: 变形金刚
|
||
是的!变形金刚 是一个好电影
|
||
```
|
||
|
||
**无限循环:**
|
||
|
||
```shell
|
||
while true
|
||
do
|
||
command
|
||
done
|
||
```
|
||
|
||
## Shell 函数
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||
|
||
### 不带参数没有返回值的函数
|
||
|
||
```shell
|
||
#!/bin/bash
|
||
hello(){
|
||
echo "这是我的第一个 shell 函数!"
|
||
}
|
||
echo "-----函数开始执行-----"
|
||
hello
|
||
echo "-----函数执行完毕-----"
|
||
```
|
||
|
||
输出结果:
|
||
|
||
```plain
|
||
-----函数开始执行-----
|
||
这是我的第一个 shell 函数!
|
||
-----函数执行完毕-----
|
||
```
|
||
|
||
### 有返回值的函数
|
||
|
||
**输入两个数字之后相加并返回结果:**
|
||
|
||
```shell
|
||
#!/bin/bash
|
||
funWithReturn(){
|
||
echo "输入第一个数字: "
|
||
read aNum
|
||
echo "输入第二个数字: "
|
||
read anotherNum
|
||
echo "两个数字分别为 $aNum 和 $anotherNum !"
|
||
return $(($aNum+$anotherNum))
|
||
}
|
||
funWithReturn
|
||
echo "输入的两个数字之和为 $?"
|
||
```
|
||
|
||
输出结果:
|
||
|
||
```plain
|
||
输入第一个数字:
|
||
1
|
||
输入第二个数字:
|
||
2
|
||
两个数字分别为 1 和 2 !
|
||
输入的两个数字之和为 3
|
||
```
|
||
|
||
### 带参数的函数
|
||
|
||
```shell
|
||
#!/bin/bash
|
||
funWithParam(){
|
||
echo "第一个参数为 $1 !"
|
||
echo "第二个参数为 $2 !"
|
||
echo "第十个参数为 $10 !"
|
||
echo "第十个参数为 ${10} !"
|
||
echo "第十一个参数为 ${11} !"
|
||
echo "参数总数有 $# 个!"
|
||
echo "作为一个字符串输出所有参数 $* !"
|
||
}
|
||
funWithParam 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 73
|
||
```
|
||
|
||
输出结果:
|
||
|
||
```plain
|
||
第一个参数为 1 !
|
||
第二个参数为 2 !
|
||
第十个参数为 10 !
|
||
第十个参数为 34 !
|
||
第十一个参数为 73 !
|
||
参数总数有 11 个!
|
||
作为一个字符串输出所有参数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 73 !
|
||
```
|
||
|
||
<!-- @include: @article-footer.snippet.md -->
|