Linux Bash Shell 快速上手 - 下篇

这篇是Bashe Shell快速上手的下半篇，上篇可以参考

Linux Bash Shell 快速上手 - 上篇

一.运算符

Shell 和其他编程语言一样，支持多种运算符，包括：

• 算数运算符
• 关系运算符
• 布尔运算符
• 字符串运算符
• 文件测试运算符

1.1、算数运算符

原生bash不支持数学运算，但是可以通过其他命令来实现，例如 awk 和 expr，其中 expr 是最常用的一种方式。

使用方式：expr a + b,注意是使用`将其包含起来，``表示这是一个Linux命令。

假设a=10，b=20，可以使用expr构建以下关系运算：

运算符	说明	举例
+	加法	`expr $a + $b` 结果为 30。
-	减法	`expr $a - $b` 结果为 -10。
*	乘法	`expr $a \* $b` 结果为  200。
/	除法	`expr $b / $a` 结果为 2。
%	取余	`expr $b % $a` 结果为 0。
=	赋值	a=$b 将把变量 b 的值赋给 a。
==	相等。用于比较两个数字，相同则返回 true。	[ $a == $b ] 返回 false。
!=	不相等。用于比较两个数字，不相同则返回 true。	[ $a != $b ] 返回 true。

• expr.sh

#!/bin/bash
# 使用expr做数学运算
read -p "请输入a的值：" a
read -p "请输入b的值：" b

echo "a + b = `expr $a + $b`"
echo "a - b = `expr $a - $b`"
echo "a * b = `expr $a \* $b`"
echo "a / b = `expr $a / $b`"
echo "a % b = `expr $a % $b`"
echo "a == b ? `expr [$a == $b]`"
echo "a != b ? `expr [$a != $b]`"

输出:

请输入a的值：10
请输入b的值：20
a + b = 30
a - b = -10
a * b = 200
a / b = 0
a % b = 10
a == b ? 0
a != b ? 1

1.2、关系运算符

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。
下表列出了常用的关系运算符，假定变量 a 为 10，变量 b 为 20：

运算符	说明	举例
-eq	检测两个数是否相等，相等返回 true。	[ $a -eq $b ] 返回 false。
-ne	检测两个数是否不相等，不相等返回 true。	[ $a -ne $b ] 返回 true。
-gt	检测左边的数是否大于右边的，如果是，则返回 true。	[ $a -gt $b ] 返回 false。
-lt	检测左边的数是否小于右边的，如果是，则返回 true。	[ $a -lt $b ] 返回 true。
-ge	检测左边的数是否大于等于右边的，如果是，则返回 true。	[ $a -ge $b ] 返回 false。
-le	检测左边的数是否小于等于右边的，如果是，则返回 true。	[ $a -le $b ] 返回 true。

1.3、布尔运算符

下表列出了常用的布尔运算符，假定变量 a 为 10，变量 b 为 20：

运算符	说明	举例
!	非运算，表达式为 true 则返回 false，否则返回 true。	[ ! false ] 返回 true。
-o	或运算，有一个表达式为 true 则返回 true。	[ $a -lt 20 -o $b -gt 100 ] 返回 true。
-a	与运算，两个表达式都为 true 才返回 true。	[ $a -lt 20 -a $b -gt 100 ] 返回 false。

1.4、逻辑运算符

假定变量 a 为 10，变量 b 为 20:

注意，对于逻辑运算符来说，必须使用[[]]来代替[]，这样才能够使得逻辑运算符被解析

运算符	说明	举例
&&	逻辑的 AND	[[ $a -lt 100 && $b -gt 100 ]] 返回 false
||	逻辑的 OR	[[ $a -lt 100 || $b -gt 100 ]] 返回 true

1.5、字符串运算符

假定变量 a 为 “abc”，变量 b 为 “efg”：

运算符	说明	举例
=	检测两个字符串是否相等，相等返回 true。	[ $a = $b ] 返回 false。
!=	检测两个字符串是否相等，不相等返回 true。	[ $a != $b ] 返回 true。
-z	检测字符串长度是否为0，为0返回 true。	[ -z $a ] 返回 false。
-n	检测字符串长度是否不为 0，不为 0 返回 true。	[ -n "$a" ] 返回 true。
$	检测字符串是否为空，不为空返回 true。	[ $a ] 返回 true。

1.6、文件测试运算符

文件测试运算符用于检测Linux/Unix中文件的各种属性是否符合要求：

假设file的属性为以下所示：

-rw-r--r-- 1 root root   0 Apr 15 12:25 file

操作符	说明	举例
-b file	检测文件是否是块设备文件，如果是，则返回 true。	[ -b $file ] 返回 false。
-c file	检测文件是否是字符设备文件，如果是，则返回 true。	[ -c $file ] 返回 false。
-d file	检测文件是否是目录，如果是，则返回 true。	[ -d $file ] 返回 true。
-f file	检测文件是否是普通文件（既不是目录，也不是设备文件），如果是，则返回 true。	[ -f $file ] 返回 true。
-g file	检测文件是否设置了 SGID 位，如果是，则返回 true。	[ -g $file ] 返回 false。
-k file	检测文件是否设置了粘着位(Sticky Bit)，如果是，则返回 true。	[ -k $file ] 返回 false。
-p file	检测文件是否是有名管道，如果是，则返回 true。	[ -p $file ] 返回 false。
-u file	检测文件是否设置了 SUID 位，如果是，则返回 true。	[ -u $file ] 返回 false。
-r file	检测文件是否可读，如果是，则返回 true。	[ -r $file ] 返回 true。
-w file	检测文件是否可写，如果是，则返回 true。	[ -w $file ] 返回 false。
-x file	检测文件是否可执行，如果是，则返回 true。	[ -x $file ] 返回 false。
-s file	检测文件是否为空（文件大小是否大于0），不为空返回 true。	[ -s $file ] 返回 false。
-e file	检测文件（包括目录）是否存在，如果是，则返回 true。	[ -e $file ] 返回 true。
-S file	检测文件是否为Socket文件，如果是，则返回 true。	[ -S $file ] 返回 false。
-L file	检测文件是否存在并且是一个符号链接，如果是，则返回 true。	[ -L $file ] 返回 false。

二.echo、printf、read与重定向

2.1、echo

echo用于打印数据内容，一般的使用形式为：

echo "content"

1. 使用转意

echo -e "This is Content \n" # \n转意为换行

2. 变量包含

content="HelloWorld"
echo "内容为：$content" # 第一种方式，双引号内的变量可以被解析
echo '内容为：'$content # 第二种方式，单引号内的变量全部被视作字符串，不可在其中解析变量

3. 结果重定向

echo "内容重定向">my_content   

4. 输出命令结果

echo "当前时间：`date`"

• echo.sh

#!/bin/bash
# echo使用总结
echo "content"
echo -e "This is Content \n"
content="HelloWorld"
echo "内容为：$content" # 第一种方式，双引号内的变量可以被解析
echo '内容为：'$content # 第二种方式，单引号内的变量全部被视作字符串，不可在其中
解析变量
echo "内容重定向">my_content
echo "当前时间：`date`"

2.2、printf

printf和echo一样，都是Bash Shell中内置的输出命令，但是printf可以具备更强大的格式化功能。但是printf自带转意，并且不自带换行。

使用格式：

printf format content

1. 格式化输出

printf "%-10s %-8s %-4s\n" 姓名 性别 体重kg  
printf "%-10s %-8s %-4.2f\n" 郭靖 男 66.1234 
printf "%-10s %-8s %-4.2f\n" 杨过 男 48.6543 
printf "%-10s %-8s %-4.2f\n" 郭芙 女 47.9876 

注意：

• %s、%c、%d、%f都是格式替代符，分别代表字符串、字符、整数、小数
• %-10s指一个宽度为10个字符（-表示左对齐，没有则表示右对齐），任何字符都会被显示在10个字符宽的字符内，如果不足则自动以空格填充，超过也会将内容全部显示出来。
• %-4.2f表示格式化为4位小数，其中.2指保留2位小数。

2. printf的转义序列

序列	说明
\a	警告字符，通常为ASCII的BEL字符
\b	后退
\c	抑制（不显示）输出结果中任何结尾的换行字符（只在%b格式指示符控制下的参数字符串中有效），而且，任何留在参数里的字符、任何接下来的参数以及任何留在格式字符串中的字符，都被忽略
\f	换页（formfeed）
\n	换行
\r	回车（Carriage return）
\t	水平制表符
\v	垂直制表符
\\	一个字面上的反斜杠字符
\ddd	表示1到3位数八进制值的字符。仅在格式字符串中有效
\0ddd	表示1到3位的八进制值字符

2.3、read

read命令用以获取到外部输入，并且为程序中的变量赋值。

简单使用

echo "输入n的值"
read n
echo $n

1. 带提示输入

read -p "输入a的大小:" a # -p表示提示信息
echo $a

2. 带超时输入

read -t 5 -p "5秒内输入b的大小，不然会超时退出程序：" b # -t 5表示等待5s
echo $b

3. 带限制输入

while true 
do
read -n1 -p "确定退出程序吗？[Y/N]：" ans  # -n1表示接收到1个字符的输入就结束读取
case $ans in 
    Y|y) echo "退出程序"
         exit 0
         ;;
    N|n) echo "继续执行程序"
         ;;
      *) echo "输入不合法"
         exit 0
         ;;
esac
done

4. 秘文输入

read -s -p "输入密码：" password # -s 表示输入的是密码，输入的过程会隐藏
echo "密码为：$password"

5. 数组输入

echo "输入数据到数组中，以空格分开:"
read -a array # -a标明输入参数为数组
echo "数组长度：${#array[*]}"
echo "数组数据：${array[*]}"

6. 常用参数说明

• -a 后跟一个变量，该变量会被认为是个数组，然后给其赋值，默认是以空格为分割符。
• -d 后面跟一个标志符，其实只有其后的第一个字符有用，作为结束的标志。
• -p 后面跟提示信息，即在输入前打印提示信息。
• -e 在输入的时候可以使用命令补全功能。
• -n 后跟一个数字，定义输入文本的长度，很实用。
• -r 屏蔽\，如果没有该选项，则\作为一个转义字符，有的话 \就是个正常的字符了。
• -s 安静模式，在输入字符时不再屏幕上显示，例如login时输入密码。
• -t 后面跟秒数，定义输入字符的等待时间。
• -u 后面跟fd，从文件描述符中读入，该文件描述符可以是exec新开启的。

2.4、重定向

在Bash Shell中，重定向可以将脚本产生的结果输出到特定的文件中，也可以从特定的文件中将数据输入到脚本中，这个过程被称为重定向过程。

重要的重定向标识符：

命令	说明
command > file	将输出重定向到 file。
command < file	将输入重定向到 file。
command >> file	将输出以追加的方式重定向到 file。
n > file	将文件描述符为 n 的文件重定向到 file。
n >> file	将文件描述符为 n 的文件以追加的方式重定向到 file。
n >& m	将输出文件 m 和 n 合并。
n <& m	将输入文件 m 和 n 合并。
<< tag	将开始标记 tag 和结束标记 tag 之间的内容作为输入。

文件描述符n通常可为：0、 通常是标准输入（STDIN）；1、 标准输出（STDOUT）；2、标准错误输出（STDERR）

三.test命令

test命令可以将条件框给优化掉，使得代码看起来更加简洁，譬如：

if [ $a -eq $b ]

可以使用test来代替，结果是完全等价的：

if test $a -eq $b

具体的逻辑判断方式上文已经提到过了，这里就不再赘述。

四.函数与文件包含

4.1、函数

Bash Shell和其他编程语言一样，也含有函数这个概念，函数可以将我们所需的代码集合封装起来，对外提供服务：

基本使用：

# 定义一个函数并调用
func(){
    echo "`date` - 函数调用"    
}

func

函数返回值在调用该函数后通过 $? 来获得。
注意：所有函数在使用前必须定义。这意味着必须将函数放在脚本开始部分，直至shell解释器首次发现它时，才可以使用。调用函数仅使用其函数名即可。

1. 带返回值的函数调用

# 带返回值的函数
func(){
    read -p "输入a的值：" a
    read -p "输入b的值：" b
    # 求累计值
    return `expr $a + $b`
}

func
# 调用函数后的第一个$?将获取到返回值
res=$?
echo "输入的两数之和为:$res"

调用函数时可以向其传递参数。在函数体内部，通过 $n 的形式来获取参数的值，例如，$1表示第一个参数，$2表示第二个参数...当要获取到第10个及其之后的参数时，需要使用${10}来获取，而不能直接使用$10来获取：
2. 带参数的函数调用

# 调用含有参数的函数
# 声明一个数组储存函数计算结果
res=()
func(){
    a=$1
    b=$2
    res[0]=`expr $a + $b`
    res[1]=`expr $a \* $b`
}

func 1 2
echo "计算结果：${res[*]}"

4.2、文件包含

Bash Shell为了重用代码而提出了文件包含的技术，使用文件包含技术可以很方便地重用基本变量以及函数，避免代码的冗余。使用source或.即可引用以sh结尾的Bash Shell脚本进行包含。

• base.sh

#!/bin/bash
# 基本sh文件
message="这是一个基本文件"
func(){
    read -p "请输入a：" a
    read -p "请输入b：" b
    return `expr $a + $b`
}

• base2.sh

#!/bin/bash
# 包含base.sh
source ./base.sh

echo $message

func
echo "计算结果：$?"

输出：

root@iZbp12kno11kc9e34bktfaZ:~/shell_learn# sh base2.sh
这是一个基本文件
请输入a：1
请输入b：2
计算结果：3

五.特殊符号总结

这篇文章总结了Bash Shell中的常见特殊符号，譬如$(())、[[]]等等，可以参考下：
https://blog.youkuaiyun.com/x1269778817/article/details/46535729