Shell-概述、脚本、变量、数值运算

概述

一、什么是shell

在 Linux 内核与用户之间的解释器程序

• 通常指 /bin/bash
• 负责向内核翻译及传达用户/程序指令
• 相当于操作系统的“外壳”

二、shell的使用方式

交互式（命令行）

• 人工干预、智能化程度高
• 逐条解释执行、效率低

非交互式（脚本）

• 需要提前设计、智能化难度大
• 批量执行、效率高
• 方便在后台静悄悄的运行

三、常见的shell程序种类

如何切换 Shell 环境

• 通过usermod、chsh更改登录 Shell
• 手动执行目标 Shell 程序

1、切换Shell环境

若需要 临时使用 另一种Shell环境，可以直接执行对应的Shell解释器程序，比如只要执行 sh 就可以切换到 sh命令行环境。

[root@svr7 ~]# cat /etc/shells        #查看所有解释器

[root@svr7 ~]# sh                     #切换成sh解释器
sh-4.2# ls                            #利用sh解释器输入命令
sh-4.2#exit                           #退出sh解释器

[root@svr7 ~]#yum -y install ksh      #若没有ksh解释器则安装

[root@svr7 ~]#ksh                     #进入新解释器

2、修改登录Shell

希望修改用户的登录Shell，管理员可以直接通过usermod（或useradd）命令设置。比如，以下操作可将用户zhangsan的登陆Shell改为/bin/ksh：

[root@svr5 ~]# usermod -s /bin/ksh zhangsan              #执行修改操作

[root@svr5 ~]# grep 'zhangsan' /etc/passwd
zhangsan:x:516:516::/home/zhangsan:/bin/ksh              #修改后

四、bash基本特性

命令行环境

• 快捷键、Tab 键补齐
• 命令历史
• 命令别名
• 标准输入输出
• 重定向
• 管道操作

Shell脚本

一、概述

提前写好可执行语句，能够完成特定任务的文件

• 顺序、批量化处理
• 解释器程序

二、编写规范

• 声明解释器（#!解释器路径）
• 注释（#可以描述脚本的功能，作者信息，变量作用等）
• 任务指令（可执行语句）

三、执行方法

1、作为 “命令字”

指定脚本文件的路径，前提是有 x 权限

[root@pc2 opt]# cat test01.sh 
#!/bin/bash
#测试脚本
echo ABC
echo nb

[root@pc2 opt]# chmod +x test01.sh

[root@pc2 opt]# /opt/test01.sh
ABC
nb

[root@pc2 opt]# ./test01.sh
ABC
nb

2、作为 “参数”

使用 bash、sh、source、. 来加载脚本文件

[root@pc2 opt]# bash /opt/test01.sh    # 开启子进程


[root@pc2 opt]# sh /opt/test01.sh      # 开启子进程

[root@pc2 opt]# source /opt/test01.sh  # 不开启子进程

[root@pc2 opt]# . /opt/test01.sh       # 不开启子进程

3、是否开启子进程的区别

#!/bin/bash
#测试脚本
echo ABC
mkdir abc
cd abc

[root@pc2 opt]# source test01.sh 
ABC
[root@pc2 abc]# pwd
/opt/abc

[root@pc2 opt]# bash test01.sh 
ABC
[root@pc2 opt]# ls
abc  test01.sh
[root@pc2 opt]# pwd
/opt
[root@pc2 opt]# 

四、脚本调试

主要途径

• 直接观察执行中的输出、报错信息
• 通过 bash -x 开启调试模式   -v选项
• 在可能出错的地方设置 echo

五、重定向

• > 重定向标准输出
• 2> 重定向错误输出
• &> 重定向所有输出
• command > output.log 2>&1
• command &> >(tee output.log) 或 command > >(tee output.log) 2>&1

变量

一、什么是变量

以固定名称存放，可能会变化的值

• 提高脚本对任务需求、运行环境变化的适应能力
• 方便在脚本中重复使用

二、定义/赋值/查看/取消变量

1、定义/赋值

名称可以用数字、字母、下划线，不能以数字开头，不能使用特殊符号，等号两边不能有空格，区分大小写。

变量名=变量值

a=10        创建变量（对变量赋值）

a=20        对变量重新赋值

2、查看

echo $a（echo $变量名）        调用变量

echo ${a}RMB                          大括号可以防止变量名和常量混淆

3、取消

变量的失效

• 退出定义变量的Shell环境时，变量会自动失效
• unset a（unset 变量名）
• a=        将变量 a 赋值为空，也相当于取消变量

三、变量的种类

1、分类角度

1）存储类型

整数型、浮点型、字符型、双精度浮点型、......

2）使用类型

类型	说明
环境变量	变量名通常都大写，由系统维护，用来设置工作环境，只有个别变量用户可以直接更改
位置变量	bash内置，存储执行脚本时提供的参数
预定义变量	bahs内置，一类有特殊用途的变量，可直接调用但不能直接赋值或修改，保存脚本程序的执行信息
自定义变量	由用户自主设置、修改及使用

2、环境变量

配置文件

• /etc/profile
• ~/.bash_profile

相关操作

• env：列出所有的环境变量
• set：列出所有变量

常见的环境变量

• PWD、PATH、USER、LOGNAME、UID、HOSTNAME
• SHELL、HOME、PS1、PS2

环境变量PS1表示Shell环境的一级提示符，即命令行提示符（\u 用户名、\h 主机名、\W 工作目录、\$ 权限标识）

[root@svr5 src]# echo $PS1                 # 查看默认的一级提示
[\u@\h \W]\$

[root@svr5 src]# PS1='hehe#'               # 修改一级提示
hehe#                                      # 更改结果
hehe# PS1='[\u@\h \W]\$ '                  # 恢复原有设置

[root@svr5 src]#

环境变量PS2表示二级提示符，出现在强制换行场合：

[root@svr5 ~]# echo $PS2                  # 查看默认的二级提示
>

[root@svr5 src]# cd \                     # 强制换行，观察提示符效果
> /root/

[root@svr5 ~]# PS2='=> '                  # 手动修改二级提示

[root@svr5 ~]# cd \                       # 再次验证提示符效果
=> ~
[root@svr5 ~]# PS2='> '                   # 恢复原有设置

3、预定义变量

• $0       当前所在的脚本名称或解释器进程
• $@      所有位置变量的值
• $#        已加载的位置变量的个数
• $$        随机的进程号（当前运行进程的PID号）
• $?        可以检测上一个指令是否执行成功，0是正常，非0是异常（前一条命令执行后的返回状态）
• $!         后台运行的最后一个进程的进程号

[root@svr5 ~]# vim location.sh
#!/bin/bash
echo $0                                        # 脚本的名称
echo $1                                        # 第一个参数
echo $2                                        # 第二个参数
echo $*                                        # 所有参数
echo $#                                        # 所有参数的个数
echo $$                                        # 当前进程的进程号
echo $?                                        # 上一个程序的返回状态码
[root@svr5 ~]# chmod +x location.sh            # 添加可执行权限
[root@svr5 ~]# ./location.sh a b c

4、位置变量

在执行脚本时提供的命令行参数

表示为 $n，n为序号

$1        脚本后第1个位置参数

$2        脚本后第2个位置参数

$3        脚本后第3个位置参数

[root@svr5 ~]# vim /opt/user.sh
#!/bin/bash
useradd $1
echo "$2" |passwd --stdin $1

[root@svr5 ~]# ./user.sh jerry  123456
更改用户 jerry 的密码 。
passwd： 所有的身份验证令牌已经成功更新。

四、变量值及范围控制

1、定界符

• ' '（单引号）         禁用扩展，即便 $ 也视为普通字符，可以屏蔽特殊符号的功能
• " "（双引号）        允许扩展，以 $ 引用其他变量
• ` `（反撇号）或 $()             将命令的执行输出作为变量值

[root@svr5 ~]# xx=a b c
-bash: b: command not found    # 未界定时赋值失败
[root@svr5 ~]# xx="a b c"      # 界定后成功
[root@svr5 ~]# touch aa bb     # 创建了两个文件
[root@svr5 ~]# touch "aa bb"   # 创建了一个文件
[root@svr5 ~]# ls              # 查看结果

[root@svr5 ~]# test=11
[root@svr5 ~]# echo "$test"
[root@svr5 ~]# echo '$test'

a=date      # 仅仅将四个字母赋值给a
a=`date`    # 将date执行结果赋值给a
a=$(date)   # 效果同上
[root@svr5 ~]# tar -czf log-`date +%Y%m%d`.tar.gz /var/log

2、read

1）标准输入取值

read 从键盘读入变量值完成赋值

格式：read [-p "提示信息"] 变量名

选项：

--- -p 输出提示信息

--- -t 可指定超时秒数

--- -n 限制读取字符

执行后从会等待并接受用户输入（无任何提示的情况），并赋值给变量str：

[root@svr5 ~]# read str
What's happen ?                          # 随便输入一些文字，按Enter键提交
[root@svr5 ~]# echo $str                 # 查看赋值结果
What's happen ?

为了不至于使用户不知所措、莫名其妙，推荐的做法是结合 -p 选项给出友好提示：

[root@svr5 ~]# read -p "请输入一个整数：" i
请输入一个整数：240
[root@svr5 ~]# echo $i
240

#!/bin/bash
read -p "请输入用户名"  u    # -p是可以定义提示信息，u相当于自定义变量名称，可以存储用户看到提示信息后输入的字符
useradd $u
read -p "请输入密码"  n
echo "$n" | passwd --stdin $u

2）、终端显示控制

stty -echo        （关闭终端输出——无显示）

stty echo         （恢复终端输出——显示）

#!/bin/bash
read  -p  "请输入用户名"  u
useradd  $u
stty  -echo
read  -p  "请输入密码"  n
stty  echo
echo  "$n" | passwd  --stdin  $u

3、局部变量

新定义的变量默认只在当前Shell环境中有效

无法在子Shell环境中使用

4、全局变量

全局变量在当前Shell及子Shell环境中均有效

使用 export 可将局部变量声明为全局变量

export 局部变量名[=变量值]        # 为局部变量添加全局属性

export -n 全局变量名                   # 取消指定变量的全局属性

数值运算

一、整数运算

1、使用expr命令

乘法操作应采用 \* 转义，避免被作为Shell通配符；参与运算的整数值与运算操作符之间需要以空格分开，引用变量时必须加$符号。

[root@svr5 ~]# X=1234                              #定义变量X
[root@svr5 ~]# expr  $X  +  78                      #加法
1312
[root@svr5 ~]# expr  $X  -  78                       #减法
1156
[root@svr5 ~]# expr  $X  \*  78                      #乘法，操作符应添加\转义
96252
[root@svr5 ~]# expr  $X  /  78                      #除法，仅保留整除结果
15
[root@svr5 ~]# expr  $X  %  78                     #求模
64

2、使用$[ ]或$(( ))表达式

乘法操作*无需转义，运算符两侧可以无空格；引用变量可省略 $ 符号；计算结果替换表达式本身，可结合echo命令输出。

[root@svr5 ~]# X=1234   
[root@svr5 ~]# echo $[X+78]
1312
[root@svr5 ~]# echo $[X-78]
1156
[root@svr5 ~]# echo $[X*78]
96252
[root@svr5 ~]# echo $[X/78]
15
[root@svr5 ~]# echo $[X%78]
64

3、使用let命令

expr或$[ ]、$( ())方式只进行运算，并不会改变变量的值；而let命令可以直接对变量值做运算再保存新的值。

常规写法         主流写法
let a=a+1       let a++         #变量a加1
let a=a-1       let a--          #变量a减1
let a=a+10      let a+=10       #变量a加10
let a=a-10      let a-=10        #变量a减10
let a=a*2       let a*=2         #变量a乘以2
let a=a/2       let a/=2        #变量a除以2
let a=a%3       let a%=3        #变量a除以3取余数

二、小数运算

整数运算的局限性

bash内建机制仅支持整数值运算

expr命令、$[ ] 算式替换 不支持有小数的运算

使用 bc 实现小数运算

多数Linxu系统默认安装此工具

---支持高精度的数值运算

---直接运行bc可进入交互式运算界面，quit退出

---设置 scale=n 可约束小数位

结合管道向bc发送表达式

---多个表达式以分号分隔

---通过echo命令+管道传递要计算的表达式

1、bc交互式运算

先执行bc命令进入交互环境，然后再输入需要计算的表达式。quit 退出

[root@svr5 ~]# bc 

2、bc非交互式运算

将需要运算的表达式通过管道操作交给bc运算。注意，小数位的长度可采用scale=N限制。

[root@svr5 ~]# echo "1.1+1" | bc
[root@svr5 ~]# echo "10/3" | bc
[root@svr5 ~]# echo "scale=2;10/3" | bc      # scale可以定义结果是小数点后多少位

3、小数值的比较

如果表达式成立，则返回的计算结果为1，否则返回0
常见比较操作：>、>=、<、<=、==、!=

[root@svr5 ~]# A=12.34 ; B=56.78
[root@svr5 ~]# echo "$A <= $B" | bc    # A是否小于或等于B
1
[root@svr5 ~]# echo "$A <= $B" | bc    # A是否大于或等于B
0