4.Shell编程之函数与数组-优快云博客

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一：函数的用法

Shell函数可用于存放一系列的指令。在Shell脚本执行的过程中，函数被置于内存中，每次调用函数时不需要从硬盘读取，因此运行速度比较快。在Shell编程中函数并非是必要元素，但使用函数可以对程序进行更好的组织。将一些相对独立的代码变成函数，可以提高程序可读性与重用性，避免编写大量重复代码

Shell函数定义的方法如下：

[ function ] 函数名() {

命令序列

[ return x ]

}

a.“function”关键字表示定义一个函数，可以省略；

b.“{”符号表示函数执行命令的入口，该符号可以与函数名同行也可以在函数名下一行的句首；

c.“}”符号表示函数体结束，两个大括号之间{ }是函数体

d.“命令序列”部分可以是任意的Shell命令，也可以调用其他函数；

e.“return”表示退出函数返回一个退出值，通过返回值判断执行是否成功，也可以使用exit终止整个Shell脚本。

Shell函数调用的方法为：函数名 [ 参数 1 ] [ 参数 2 ]

（1）两个数求和

通过定义函数的方式来完成。sum函数内部通过read命令接受用户反别输入的两个数，然后做加法运算，最后通过调用函数的方式来输出两个数的和。

命令：vim sum.sh

#!/bin/bash

sum() { （定义sum函数）
echo "请输入第一个数" (提示用户输入第一个数)
read num1
if ! [[ $num1 =~ ^[0-9]+$ ]]; then （检查是否输入有效数字）
echo "输入的第一个数不是有效的整数，请重新运行脚本并输入正确的数>字"
return 1
fi

echo "请输入第二个数"
read num2
if ! [[ $num2 =~ ^[0-9]+$ ]]; then
echo "输入的第二个数不是有效整数，请重新运行脚本并输入正确数字"
return 1
fi
result=$((num1+num2)) （计算两数之和）
echo "两数之和为：$result"
}
sum （调用sum函数）
chmod +x sum.sh

./sum.sh

（2）系统资源监控并报警函数

该函数会定期监控系统的CPU和内存使用率，当使用率超过设定的阈值时，会发送报警信息，这里简单模拟为输出到控制台，实际应用中可扩展为发送邮件、短信等

命令：vim jiankong.sh

#!/bin/bash

send_alert() { (发送报警信息的函数)

local message=$1

echo "ALERT: $message"

} (这里可以添加发送邮件、短信等报警逻辑)

monitor_system_resources() { （系统资源监控函数）

local cpu_threshold=$1

local mem_threshold=$2

local interval=$3

while true; do

cpu_usage=$(top -bn1 | grep "Cpu(s)" | awk '{print $2 + $4}'）（获取CPU使用率）

mem_usage=$(free | awk '/Mem/ {printf("%.2f",$3/$2 * 100)}') (获取内存使用率)

if (( $(echo "$cpu_usage > $cpu_threshold" | bc -l) ) ); then

send_alert "CPU usage ($cpu_usage%)."

if (( $(echo "$mem_usage > $mem_threshold" | bc -l) ) ); then

send_alert "Memory usage ($mem_usage%)."

sleep "$interval"

done

}

monitor_system_resources 8 1 5 (调用函数)

参数说明：函数接受三个参数，反别是CPU使用率阈值、内存使用率阈值、监控间隔时间（秒）

循环监控：使用while true循环不断监控系统资源。通过top和free命令获取COU和内存使用率，使用bc命令进行浮点数比较。

报警处理：当使用率超过阈值时，调用send_alert函数发送报警信息

2：函数变量的作用范围

在Shell脚本中函数的执行并不会开启一个新的子Shell，而是仅在当前定义的Shell环境中有效。如果Shell脚本中的变量没有经过特殊设置，默认在整个脚本中都有效的。

在编写脚本时，有时需要将变量的值限定在函数内部，可以通过内置命令local来实现。函数内部变量的使用，可以避免函数内外同时出现同名变量对脚本结果的影响。local命令的使用如下;

命令：vim fun_scope.sh

myfun ()

{

local i

i=8

echo $i

}

i=9

myfun

echo $i

chmod +x fun_scope.sh

./fun_scope.sh

上述脚本中，myfun函数内部使用了local命令设置变量i，其作用是将变量i限定在函数内部。myfun函数外部同样定义了变量i，内部变量i和全局变量i互不影响。脚本执行时先调用了函数myfun，函数内部变量i为8，所以输出结果是8.调用完函数之后，给变量i赋值为9，再打印外部变量i，所以又输出9.

3：函数的参数

函数的参数的用法如下：

函数名称参数1 参数2 参数3.....

在使用函数参数时，函数名称在前参数在后，函数名和参数之间用空格分隔，可以有多个参数，参数使用$1、$2、$3......的方式表示。以此类推，从第10个参数开始，调用方法为${10},不加大括号调用成功。

命令：vim write_log.sh

#!/bin/bash

mydir="/data" outfile="${mydir}/my.log"

[ -e "${mydir}" ] | | mkdir -p ${mydir}

appendfile()

{

echo "$2" >> "$1"

}

appendfile ${outfile} "first line contnet."

appendfile ${outfile} "second line contnet."

chmod +x write_log.sh

./write_log.sh

cat /data/my.log

上述脚本接受两个参数，第一个参数是写日志文件，第二个参数是日志信息，整个脚本实现将日志信息写入目标文件内的目的

4：递归函数

Shell也可以实现递归函数，就是可以调用自己本身的函数。在Linux系统上编写She11 脚本的时候，经常需要递归遍历系统的目录，列出目录下的文件和目录，逐层递归列出，并对这些层级关系进行展示。具体的实现过程如下所示。
命令：vim fun recursion.sh
#!/bin/bash
traverse_ directory() { （定义递归遍历目录的函数）
local dir=$1
for item in "$dir"/*; do (遍历当前目录下的所有文件和文件夹)
if [ -d "$item" ]; then
echo "Directory: $item" ( 如果是目录，递归调用函数继续遍历 )
traverse_ directory "$item"
elif [ -f "$item" ]; then
echo "File: $item" (如果是文件，输出文件路径)

fi
done

}
traverse_directory ",” （调用函数，从当前目录开始遍历）

chmod x fun_recursion.sh

./fun_recursion.sh

函数list.files的第一个参数是列表的目录表，第二个参数是调整的空间

二：Shell数组

在Shell 脚本中，数组是一种常见的数据结构，主要的应用场景包括:获取数组长度、获取元素长度、遍历元素、元素切片、元素替换、元素删除等等。Shell 中的数组与 Java、C、Python 不同，只有-维数组，没有二维数组。数组元素的大小与限制，也不需要事先定义。shell数组用括号()来表示元素用空格分隔，元素的下标与大部分编程语言类似从8开始。
数组常用定义方法包括以下几种：
方法一:
数组名=(value0 value1 value2...)
方法二:
数组名=([0]=value [1]=value [2]=value ...)
方法三:

列表名=“value0 value1 value2...”数组名=($列表名)
方法四:
数组名[0]=“value” 数组名[1]=” value” 数组名[2]=“value”
....

（1）获取数组长度

在 Shell编程中，数组是一种用于存储多个值的数据结构。获取数组长度(即数组中元素的个数在很多场景下都非常有用，比如进行数组遍历、数据处理等。普通数组是Shellaf 中最常见的数组类型其下标是从开始的连续整数。获取普通数组长度可以使用${#数组名[@]}或 ${#数组名[*]}这两种语法，它们的效果是一样的。

命令：arr_number=(1 2 3 4 5)

arr_length=${#arrr_number[*]}

echo $arr_length

arr_length_1=$(#arr_number[@])

echo arr_length_1

(2)读取某下标赋值

Shell编程里，可以读取数组中指定下的元素，也可以给指定下标的数组元素赋值。普通数组是Shell中最常用的数组类型，其下标是从0开始的整数

命令：arr_index2=${arr_number[2]} (显示第三个元素)

echo $arr_index2

(3)数组遍历

Shell编程里，数组遍历指的是按顺序访问数组中的每一个元素，并对这些元素执行特定操作的过程

命令：vim arr_traverse.sh

#!/bin/bash

arr_number=(1 2 3 4 5)

for v in ${arr_number[@]}

echo $v

done

chmod +x array_traverse.sh

./array_traverse.sh

(4)数组切片

数组切片是一种操作，用于从数组中提取出一部分连续的元素，形成一个新的数组。这个操作在很多编程语言中都有支持，不过不同语言实现数组切片的语法和方式会有所差异。在Bash脚本里，也可以进行数组切片操作。语法是${array[@]:start:length)，其中start是开始的索引，length 是要提取的元素个数。

命令：arr=(1 2 3 4 5)

echo ${arr[@]}

echo ${arr[@]:0:2} (:起始位置：长度)