shell编程规范与变量

目录

一 Shell脚本概述

1 shell的作用

2 编写第一个shell脚本

3 重定向与管道操作

（1）重定向操作

1）重定向输出

2）重定向输入

3）错误重定向

（2）管道操作

二 Shell变量的作用，类型

1 自定义变量

（1）定义新的变量

（2）查看和引用变量的值

（3）变量赋值的特殊操作

1）双引号（“）

2）单引号（‘）

3）反撇号（`）

4）read命令

（4）设置变量的作用范围

（5）数值变量的运算

2 特殊的shell变量

（1）环境变量

（2）只读变量

（3）位置变量

（4）预定义变量

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一 Shell脚本概述

• Shell：是用户与操作系统内核（如Linux、Unix）交互的命令行接口，常见的Shell包括Bash（Bourne-Again Shell）、sh、zsh等。

• Shell脚本：是一个包含一系列Shell命令的文本文件，通过Shell解释器执行。它类似于Windows的批处理文件（.bat），用于自动化重复性任务或组合复杂操作。

1 shell的作用

• 自动化任务：例如批量重命名文件、定时备份数据。

• 系统管理：快速完成软件安装、日志分析、监控系统状态。

• 简化复杂操作：将多步命令组合成一个脚本，避免手动输入错误。

通过/etc/shells文件了解当前系统支持的shell脚本种类。

2 编写第一个shell脚本

（1） Shell脚本的基本结构

#!/bin/bash          # 指定解释器（这里是Bash）
# 这是一个注释       # 注释以#开头
echo "Hello World!"  # 打印输出

• 第一行#!/bin/bash（Shebang）：告诉系统用哪个解释器执行脚本。

• 注释：用#开头，提高脚本可读性。

• 命令：逐行编写需要执行的命令。

（2）运行Shell脚本

运行脚本的命令：

1：打开一个子shell，执行脚本的指令，然后退出该子脚本

bash aaa.sh

sh aaa.sh

./aaa.sh(需要执行权限)

2：直接用当前shell执行

source aaa.sh

. aaa.sh

3 重定向与管道操作

（1）重定向操作

重定向用于控制命令的输入/输出方向，可以将数据从文件导入命令，或将命令的输出保存到文件。

交互设备文件	说明
标准输入	键盘，0，命令将从标准输入文件中读取在执行过程中需要的输入数据
标准输出	显示器，1，命令将执行后的输出结果发送到标准输出文件
标准错误	显示器，2，命令将执行期间的各种错误信息发送到标准错误文件

1）重定向输出

>：覆盖输出到文件（若文件不存在则创建）

>>：追加输出到文件

2）重定向输入

<：将文件内容作为命令的输入

3）错误重定向

2>：将错误信息覆盖写入文件

ls /nonexistent 2> error.log           # 错误信息保存到error.log

2>>：追加错误信息到文件

ls /invalid 2>> error.log          # 追加错误日志

&> 或 2>&1：将标准输出和错误一起重定向

command &> all_output.log           # 输出和错误都保存到文件
command > output.log 2>&1         # 等效写法

（2）管道操作

管道（|）用于将前一个命令的输出作为后一个命令的输入，实现多命令协作。

管道符组合使用命令的总结：

管道符（|）可以将多个命令串联起来，实现数据的筛选、处理和格式化。以下是 df（磁盘信息）、grep（文本过滤）、awk（文本处理）的经典组合用法。

常见场景：

1. 过滤数据

   cat file.txt | grep "error" # 筛选包含"error"的行

2. 统计处理

   ps aux | grep nginx | wc -l # 统计nginx进程数量

3. 排序与去重

   sort data.txt | uniq # 排序后去重

4. 组合重定向

   ls -l | tee dir_list.txt # 输出到屏幕的同时保存到文件

对比总结：

操作	符号	作用	示例
输出覆盖	>	将命令输出覆盖写入文件	echo "text" > file
输出追加	>>	将命令输出追加到文件末尾	echo "text" >> file
输入重定向	<	从文件读取输入（代替键盘）	wc -l < file
错误重定向	2>	将错误信息写入文件	ls /tmp 2> error.log
管道	`	`	将前一个命令的输出作为下一个的输入  ls | grep ".txt"

二 Shell变量的作用，类型

1 自定义变量

（1）定义新的变量

• 语法：变量名=变量值（等号两边不能有空格）

• 命令规则：

  变量名只能包含字母、数字和下划线
  变量名必须以字母或下划线开头
  变量名是区分大小写的
  变量名不能使用Shell的保留关键字
  变量名应尽可能具有描述性
  避免使用空格或特殊字符

（2）查看和引用变量的值

• 查看变量：

  echo $name        # 输出变量值 echo ${name}        # 推荐写法（避免歧义）

• 查看所有变量：

  set             # 显示当前Shell所有变量（包括环境变量）

（3）变量赋值的特殊操作

1）双引号（“）

特点：允许解析变量和转义字符。

greeting="Hello, $name!"  # 输出：Hello, Alice!  

2）单引号（‘）

特点：禁止解析变量和转义字符（原样输出）。

greeting='Hello, $name!'      # 输出：Hello, $name!  

3）反撇号（`）

作用：将命令的输出赋值给变量。

current_time=`date`      # 传统写法  
current_time=$(date)     # 现代推荐写法（支持嵌套）  

注意：` 反撇号后面跟命令=  $()  。它们之间的区别：$()支持指令的嵌套，`不支持

4）read命令

作用：从用户输入或文件中读取值并赋值给变量。

read -p "Enter your name: " username  # 交互式输入  
echo "Welcome, $username!"  

（4）设置变量的作用范围

• 局部变量（默认）：仅在当前Shell进程中有效。

  local_var="Local"

• 环境变量（全局）：通过export传递给子进程。

  export GLOBAL_VAR="Global"

• 查看环境变量：

  env     # 显示所有环境变量

  echo $PATH    # 查看特定环境变量（如PATH）

（5）数值变量的运算

Shell默认将变量视为字符串，需用以下方式执行数学运算：

方法1：$(( )) 或 let

a=5 b=3

echo $((a + b))                 # 输出：8（加法）

let "c = a * b"                  # 使用let计算乘法

echo $c                 # 输出：15

方法2：expr命令

result=$(expr $a + $b)                  # 注意操作符两侧需有空格

echo $result                  # 输出：8

方法3：bc命令（浮点数运算）

echo "scale=2; 10 / 3" | bc               # 输出：3.33（保留2位小数）

关键总结表

操作	语法示例	说明
定义变量	var="value"	等号两侧无空格
引用变量	echo ${var}	避免歧义（如${var}_suffix）
双引号	"$var"	解析变量和转义字符
单引号	'$var'	原样输出
命令替换	`cmd` 或 $(cmd)	将命令输出赋给变量
环境变量	export VAR="value"	对子进程生效
整数运算	$((a + b))	加减乘除取模等
浮点数运算	echo "5.0 / 2" | bc	需安装bc工具

2 特殊的shell变量

（1）环境变量

1）作用：由系统或用户定义，影响Shell和子进程的行为。

2）常见环境变量

变量名	含义	示例
PATH	可执行程序搜索路径	echo $PATH
HOME	当前用户的家目录	cd $HOME
USER	当前用户名	echo $USER
SHELL	当前Shell路径	echo $SHELL
PWD	当前工作目录	echo $PWD
LANG	系统语言环境	export LANG="en_US.UTF-8"

（2）只读变量

1）作用：变量一旦定义，不能被修改或删除。

2）命令：

readonly PI=3.14    # 定义只读变量
PI=3.14159          # 报错：readonly variable
unset PI            # 报错：cannot unset

readonly            # 列出所有只读变量

（3）位置变量

1）作用：用于获取脚本或函数的参数。

2）常见位置变量参数

变量名	含义	示例（脚本调用：./script.sh arg1 arg2）
$0	脚本名称	echo $0 → ./script.sh
$1-$9	第1到第9个参数	echo $1 → arg1
${10}...	第10个及以后的参数	echo ${10}
$#	参数个数	echo $# → 2
$*	所有参数（合并为一个字符串）	echo $* → arg1 arg2
$@	所有参数（保留独立分隔）	echo $@ → arg1 arg2（与$*在循环中有区别）

（4）预定义变量

1）作用：存储Shell运行时的状态信息。

2）常见预定义变量参数

变量名	含义	示例
$?	上一条命令的退出状态（0=成功）	ls /tmp; echo $? → 0
$$	当前Shell进程的PID	echo $$
$!	最后一个后台进程的PID	sleep 10 &; echo $!
$_	上一个命令的最后一个参数	ls /tmp; echo $_ → /tmp