Linux之shell编程

这是我学习的一些笔记，环境Centos7系统，一起来看看吧！

一、概述

简单来讲Shell 是一种命令行解释器，为用户与操作系统内核之间的交互提供接口。它允许用户通过输入命令来执行各种操作，如文件管理、程序运行和系统配置等。

常见类型（来自deep seek - v3）

• Bash (Bourne Again Shell)：Linux 和 macOS 的默认 Shell。
• Sh (Bourne Shell)：早期的 Unix Shell。
• Zsh (Z Shell)：功能强大，支持插件和主题。
• Ksh (Korn Shell)：结合了 Bourne Shell 和 C Shell 的特性。
• Csh/Tcsh：语法类似 C 语言，适合 C 程序员。

我们也可以在/etc/shells里面看到这些常见的解释器

二、shell脚本入门

1.写一个”helloworld“

首先创建一个.sh文件hello.sh，然后用vim打开编辑。这里我在test目录里面创建这个文件

    [root@localhost ~]# mkdir test
    [root@localhost ~]# cd test/
    [root@localhost test]# touch hello.sh
    [root@localhost test]# vim hello.sh

使用vim编辑，第一行为指定解析器，在本系统下的默认的shell就是bash

2.执行.sh文件

执行脚本的方式有很多

第一种：bash或者sh+脚本的相对或绝对路径（不需要给文件+x权限，这里文件相当于参数）

第二种(常用)：直接使用脚本的绝对或相对路径执行，此时需要给文件增加x执行权限，否则

那我们增加权限

之后再来执行shell文件发现可以了，可以使用绝对和相对路径，但是不能直接使用文件名执行，如果要使用，需要加上 ./

第三种：使用source或者 . 命令加相对或绝对路径执行

第三种里面的 . 和第二种里面的 ./ 有本质上的区别，下面是我查到的截图

三、变量

变量名由字母，数字和下划线组成，不能以数字开头，建议大写

1.系统预定义变量

常见的系统预定义变量：$HOME，$PWD，$SHELL，$USER等

可以使用env命令，或者printenv命令查看当前的全局变量都有什么。可以看到x还是很多的。

printenv命令还可以直接跟一个变量名称单独查看这个变量是什么。而且不需要加$符号。

[root@localhost ~]# env
XDG_SESSION_ID=1
HOSTNAME=localhost.localdomain
SELINUX_ROLE_REQUESTED=
TERM=xterm
SHELL=/bin/bash
HISTSIZE=1000
SSH_CLIENT=192.168.1.1 2097 22
SELINUX_USE_CURRENT_RANGE=
SSH_TTY=/dev/pts/0
USER=root
还有很多......

[root@localhost ~]# printenv HOME
/root
[root@localhost ~]# 

而set命令则可以查看系统当前的所有变量，可以试一下有很多

2.自定义变量

基本语法：变量名=变量值，要注意的是等号两边不能有空格，如果是有空格的文字，要加上引号

 要注意的是，自己定义的变量，默认是局部变量，可以使用export命令使其变成全局变量

我们来做一个测试，首先定义一个变量，然后在之前的hello.sh里面echo这个变量，会发现第二行是空的，当使用export以后就有了结果。

3.自定义只读变量

使用readonly命令定义只读变量

4.撤销变量

基本语法：unset 变量名 （只读变量不能unset）

我们先用set命令来看一下之前定义的变量在哪里

[root@localhost test]# set | less

 找到以后用unset分别撤销变量a和b

 很明显只读变量b不可以被撤销。再去set一下可以看到a没了

5.特殊变量

5.1 $n

n为数字，$0表示文件名，$1~$9代表第1~第9个参数，两位数以上用 ${10} 的形式表示

首先在hello.sh文件里面加上$n，$1和$2未给参数时是空白，给参数后就是对应的值

5.2 $#

获取所有输入参数的个数，我们在之前的文件里面加上这样一句话，然后可以看到结果（要想把字符串里面的$看成一个普通字符，要用''单引号）

5.3 $*和$@

两个都表示获取命令行中的所有参数，不同的是$*会把这些参数看作一个整体，$@是分开的。我们测试一下，在hello.sh文件增加两条语句。结果如下，虽然结果一样，但是有本质区别。

5.4 $?

是一个返回值，表示最后一次执行命令的返回状态，0表示正确，非0表示错误，下图使用ls命令正确，则查看$? 结果是0表示正确，aa命令错误，就返回127，cd hello.sh错误，就返回1。

四、运算符

1.基本操作

基本语法：$((运算式子))或者$[运算式子]

赋值操作

2.Linux自带运算命令

此外Linux本身还有一个命令叫expr，但是相比于shell的运算而言，要麻烦很多，比如使用expr命令要加空格，执行乘法时要做转义，所以expr命令并不经常使用。

使用expr的方式赋值给a，有两种方式

3.add.sh练习

我们来做一个add的shell，要注意给add文件加x权限

[root@localhost test]# touch add.sh
[root@localhost test]# vim add.sh 
[root@localhost test]# ./add.sh
-bash: ./add.sh: 权限不够
[root@localhost test]# chmod +x add.sh 
[root@localhost test]# ./add.sh 12 34
sum=46
[root@localhost test]# 

 五、条件判断

1.基本操作

基本语法：test 表达式或者使用中括号[ 表达式 ]，得到的结果要用$?检查，0表示真非0表示假。注意在表达式中间加空格，如果不加空格，Linux会认为这是一串字符，可以看下面的例子

[root@localhost test]# a=hello
[root@localhost test]# test $a=hello
[root@localhost test]# echo $?
0
[root@localhost test]# test $a=hellx
[root@localhost test]# echo $?
0

 可以看到如果不加空格，那么结果都是0，很明显是不对的，加上空格以后才正确

[root@localhost test]# test $a = hellx
[root@localhost test]# echo $?
1
[root@localhost test]# test $a = hello
[root@localhost test]# echo $?
0
[root@localhost test]# 

 在使用中括号方式时，记得在式子两边也加上空格，否则会报错

[root@localhost test]# [$a = hello]
bash: [hello: 未找到命令...
[root@localhost test]# [ $a = hello ]
[root@localhost test]# echo $?
0
[root@localhost test]# [ $a = hellx ]
[root@localhost test]# echo $?
1

2.常见条件判断

2.1 两个整数之间的比较

在Linux里面大于号>和小于号<由其他用法，因此整数之间的比较有相对的语法

-eq	等于
-ne	不等于
-lt	小于
-le	小于等于
-gt	大于
-ge	大于等于

还有字符串之间的相等还是不相等直接用=号和!=号就可以

2.2文件权限判断

-r 有读权限

-w有写权限

-x 有执行权限

2.3文件类型的判断

-e 文件是否存在

-f 文件存在且是普通文件

-d 文件存在且是目录

3.几个案例

3.1 判断大小

3.2 判断hello.sh文件是否具有执行权限

3.3 判断/root/test里面是否存在hello.sh文件并判断这个文件是否是目录

3.4 使用 && 和 || 多条件判断

 六、流程控制

1.if

1.1 单分支

基本语法：then可以在下一行，也可以在分号后面和if同行，以fi结尾

if [ 条件判断 ];then 
    程序
fi

或者

if [ 条件判断 ]
then 
    程序
fi

一个小例子：创建if.sh文件写上一个判断语句

给文件加可执行权限，执行这个文件，可以看到当参数未root时正确输出yes，但是如果没有参数会有一个提示。

 我们经常做一些处理来避免这个提示的出现。像这样，之后再执行时没有参数也不会有提示了

 1.2 多分支

基本语法：

if [ 条件判断 ]
then 
    程序
elif [ 条件判断 ]
then
    程序
else
    程序
fi

 一个例子：修改if.sh文件

2.case

基本语法：值的引号可以不写，但是右括号是必须的，结束一个分支要用两个分号，case语句结束时esac

case $变量名 in
"值1")
    如果变量名等于值1则执行此语句
;;
"值2")
    如果变量名等于值2则执行此语句
;;
......
*)
    以上都不满足则执行此语句
;;
esac

一个例子vim一个case.sh文件

3.for

3.1 格式1

基本语法：

for (( 初始值;循环控制条件;变量变化 ))
do
    程序代码
done

 一个例子：vim一个for1.sh，这里之所以可以用<=来比较是因为for循环使用了(())的原因

3.2 格式2

基本语法：第二种格式更常用

for 变量 in 值1 值2 值3......
do
    程序
done

 一个例子，vim一个for2.sh，三个循环代码和结果如下，使用{1..10}表示从1到10

4.while

基本语法

while [ 条件判断 ]
do
    程序
done

做一个测试，我们vim一个while.sh文件，结果如下。在shell里面只要在命令最开始加上let，之后就可以按照普通编程的方式书写，如果你不习惯shell这种书写方式，可以试试

七、读取控制台输入

基本语法：read (选项) (参数) 

选项：可以跟 -p：指定读取时的提示符，-t：表示等待时间，不加-t则一直等待

参数：就是变量，也就是指定读取的变量名

一个例子：vim一个read.sh，记得加上可执行权限

 八、函数

1.系统函数

事实上Linux里面的所有命令都可以看成是系统函数，在shell脚本里面可以使用$()的方式调用所有的系统命令，下面介绍两个比较常见的系统函数

1.1 basename

基本语法：basename [string/pathname][suffix]，这个命令的功能类似字符串的裁剪，只保留最后一个\后面的那个字符串，可以理解为截取路径的文件名称。

[suffix]为后缀，如果写了指定的后最，就表示在截取时去掉后缀

写一个例子：basename.sh获取文件名，注意如果命令写到shell里面，要用$()把命令包裹起来，$0，表示文件名，但是如果只是单纯的$0，会连路径一起显示出来，使用basename可以截取

 1.2 dirname

基本用法：dirname 文件路径，其作用是截取路径中最后一个/前面的内容，与basename正好相反

一个例子：在basename文件中加上两条语句，cd是为了保证路径的完整，pwd显示当前目录

2.自定义函数

基本语法：其中function，()以及最后的return可以省略

注意事项：和其他语言不同shell里面的函数在调用之前必须先声明。返回值通过$?来获取，如果末尾没有写return，则$?得到的是最后一条命令的结果。return后可以跟0~255。

function funname()
{
    程序;
    return int;
}

一个例子：做一个加法函数

改进函数，使用返回值的方式计算，但是由于return只能返回0~255，所以有个技巧是不用return，而是用echo返回

综合案例：归档

vim一个daily_archive.sh

#!/bin/bash
# 首先判断输入参数个数是否唯一
if [ $# -ne 1 ]
then
        echo "参数个数错误！应该输入一个参数，作为归档目录名"
        exit
fi
# 从参数中获取目录名称
if [ -d $1 ]
then
        echo
else
        echo
        echo "目录不存在"
        echo
        exit
fi
DIR_NAME=$(basename $1)
DIR_PATH=$(cd $(dirname $1); pwd)
# 获取当前日期
DATE=$(date +%y%m%d)
# 定义生成的归档文件名
FILE=aechive_${DIR_NAME}_$DATE.tar.gz
DEST=/root/archive/$FILE
# 开始归档目录文件
echo "开始归档..."
echo
tar -czf $DEST $DIR_PATH/$DIR_NAME
# 判断结果
if [ $? -eq 0 ]
then
        echo
        echo "归档成功"
        echo "归档文件为：$DEST"
        echo
else
        echo "归档失败"
        echo
fi
exit

 九、正则表达式入门

用单个字符串来描述、匹配一系列符合某个语法规则的字符串

1.常规匹配

不包含任何特殊字符的匹配

2.常用特殊字符

2.1 特殊字符：^

这个符号是英文状态下的shift+6，表示一行的开头，^后面可以跟多个字符表示以这个开头

2.2 特殊字符：$

表示一行的结尾，$符号要写在最后面，例如cat /etc/passwd | grep bash$，表示以bash结尾，^和$可以一起使用，那么^abc$，就是直接匹配abc这个字符串，^$中间啥都不写表示匹配空行

2.3 特殊字符：.

一个 .表示一个字符，例如：cat /etc/passwd | grep r..t

 2.4 特殊字符：*

不单独使用，和前一个字符连用，表示同一个出现任意次，也可以是0次例如：ro*t。如果.*连用则表示任意字符例如：^a.*in$

 2.5 字符区间：中括号[ ]

[1,2]或[12]	表示匹配1或者2
[0-9]	表示匹配一个0-9的数字
[0-9]*	表示任意长度的数字字符串
[a-z]	表示一个a-z之间的字符
[a-z]*	表示任意长度的字母字符串

 例如：cat /etc/passwd | grep r[a-z]*t

2.6 特殊字符：\

就是转义字符，用来匹配那些特殊的字符，例如：cat daily_archive.sh | grep '\$' 匹配$符，注意用单引号包裹起来

十、文本处理工具

1.cut

可以用来剪切数据，从文件的每一行剪切字节、字符和字段并输出。

基本语法：cut [选项参数] filename

常用的选项参数	说明
-f	列号，提取第几列，逗号分隔截取多列，连续的用列1-10这种形式，10-表示第10列之后，-10表示第10列之前
-d	分隔符，按照指定分隔符分割，默认是制表符 "\t"
-c	按照字符分割，后加n表示几个字符

例子：先创建一个cut.txt文件，写一些数据

截取第一列： cut -d " " -f 1 cut.txt

截取第二三列： cut -d " " -f 2,3 cut.txt

尝试截取/etc/passwd的自定义用户，已知自定义用户登录终端以bash结尾，先看一下有多少条信息。然后我们来截取它的用户名，家目录和登录终端。也就是第1，6，7列。以冒号分隔。

尝试截取ifconfig里面的IP地址：ifconfig | grep netmask | cut -d " " -f 10 （10表示在第10列，因为按照空格分隔前面是有9个空格的）

 2.awk

文本分析工具，把文件逐行的读入，默认以空格为分隔切割，然后再对切割的内容进行处理

2.1基本用法

awk [选项参数] ' /pattern1/{action1} /pattern2/{action2}...' filename

pattern：表示awk在数据中查找的内容，就是匹配模式

action：在找到匹配内容时所执行的一系列命令

选项参数	功能
-F	指定输入文件分隔符
-v	赋值一个用户定义变量

 案例1：搜索passwd文件以root开头的所有行，并输出该行的第7列

[root@hostname test]# cat /etc/passwd | awk -F ":" '/^root/{print $7}'
/bin/bash

案例2：搜索passwd文件以root开头的所有行，并输出该行的第1列和第7列，以逗号分隔

[root@hostname test]# cat /etc/passwd | awk -F ":" '/^root/{print $1","$7}'
root,/bin/bash

 案例3：只显示passwd的第1列和第7列，以逗号隔开并在最前面加一句user shell，在最后一行添加end of file

[root@hostname test]# cat /etc/passwd | awk -F ":" 'BEGIN{print "user shell"} {print $1","$7} END{print "end of file"}'
user shell
root,/bin/bash
bin,/sbin/nologin
...
tcpdump,/sbin/nologin
zwq,/bin/bash
zhangwenqi,/bin/bash
end of file
[root@hostname test]#

案例4：搜索passwd文件以a开头的所有行，并给用户id数值+1

[root@hostname test]# cat /etc/passwd | awk -F ":" '/^a/{print $3}'
3
173
70
[root@hostname test]# cat /etc/passwd | awk -v i=1 -F ":" '/^a/{print $3+i}'
4
174
71

2.2awk内置变量

变量	说明
FILENAME	文件名
NR	已读的记录数也就是行号
NF	浏览记录的域的个数也就是切割后的列数

案例1：统计passwd文件名，行号，列数

[root@hostname test]# awk -F ":" '{print "文件名：" FILENAME "行号："NR "列号：" NF}' /etc/passwd
文件名：/etc/passwd行号：1列号：7
文件名：/etc/passwd行号：2列号：7
文件名：/etc/passwd行号：3列号：7
文件名：/etc/passwd行号：4列号：7
......
文件名：/etc/passwd行号：42列号：7
文件名：/etc/passwd行号：43列号：7
文件名：/etc/passwd行号：44列号：7
文件名：/etc/passwd行号：45列号：7

 案例2：找到ifconfig命令内容的空行

[root@hostname test]# ifconfig | awk '/^$/{print NR}'
9
18
26

案例3：找到ifconfig命令内容的IP地址

[root@hostname test]# ifconfig | awk '/netmask/{print $2}'
192.168.1.129
127.0.0.1
192.168.122.1

综合案例：发送消息 

写一个脚本，利用Linux自带的mesg和write工具，向用户发送消息。输入的用户名作为第一个参数，后面跟着要发送的消息。同时脚本检查用户是否登录在系统中，是否打开消息功能，以及当前消息是否为空。

1.mesg命令

首先mesg命令分别查看不同用户该功能是否开启，可以看到两个用户都是开启的

也可以用who -T命令直接在一个里面查看所有用户是否开启mesg功能，+号表示开启

使用mesg n/y 命令可以关闭或者开启该功能

2.write命令

发送消息，write后跟用户和对应的终端，只能发送不能删除，CTRL+C退出发送

接收消息，当对方结束发送后以EOF结束，按回车就可以了

 3.写一个脚本

把上述操作综合起来，用脚本的方式更方便，vim一个send_mesg.sh文件

#!/bin/bash

#查看用户是否登录
#-i表示忽略大小写，-m表示最大匹配行数 前一个$1是参数，后一个$1是打印第一列
login_user=$(who | grep -i -m 1 $1 | awk '{print $1}')
#-z 表示是否为空
if [ -z $login_user ]
then
        echo "$1 不在线！"
        echo "脚本退出..."
        exit
fi
#查看用户是否开启消息功能
is_allowed=$(who -T | grep -i -m 1 $1 | awk '{print $2}')
if [ $is_allowed != "+" ]
then
        echo "$1 没有开启消息功能！"
        echo "脚本退出..."
        exit
fi
#确认是否有消息发送，这里$2是第二个参数，也就是要发送的消息
if [ -z $2 ]
then
        echo "没有消息发送"
        echo "脚本退出..."
        exit
fi
#从参数中获取要发送的消息
#$*表示文件名，cut后面表示以空格为分隔，取第二列及以后
whole_msg=$(echo $* | cut -d " " -f 2-)
#获取用户登录的终端
user_terminal=$(who | grep -i -m 1 $1 | awk '{print $2}')
#写入要发送的消息
echo $whole_msg | write $login_user $user_terminal
#判断发送成功没有
if [ $? != 0 ]
then
        echo "发送失败！"
else
        echo "发送成功！"
fi

exit

全文来自对 Shell编程_哔哩哔哩_bilibili 的总结