Shell 脚本编写的详细指南

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以下是 Shell 脚本编写的详细指南，涵盖基础语法、常用操作和实战案例，帮助你快速入门并高效使用！

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1. Shell 脚本基础

1.1 脚本文件结构

#!/bin/bash  # Shebang 行（指定解释器，如 Bash）
# 注释：用 # 开头的行
VERSION="1.0"  # 变量声明
echo "Hello, World!"  # 执行命令

1.2 执行脚本

chmod +x script.sh       # 赋予执行权限
./script.sh             # 当前目录执行
bash script.sh          # 显式指定解释器执行

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2. 变量与运算符

2.1 变量类型

• 普通变量：name="Alice"
• 数组变量：fruits=("apple" "banana" "cherry")
• 特殊变量：$0（脚本名）、$1（第一个参数）、$#（参数个数）

2.2 运算符

# 算术运算
result=$((5 + 3 * 2))  # 结果为 11

# 字符串拼接
greeting="Hello, $name!"

# 比较运算（等于、不等于、大于等）
if [ $age -gt 18 ]; then
    echo "Adult"
fi

# 逻辑运算
if [ $score -ge 90 ] && [ $attendance -eq 100 ]; then
    echo "A+ Grade"
fi

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3. 流程控制

3.1 条件分支（if/elif/else）

if [ $num -eq 0 ]; then
    echo "Zero"
elif [ $num -lt 0 ]; then
    echo "Negative"
else
    echo "Positive"
fi

3.2 循环结构

# for 循环（遍历列表）
for fruit in "apple" "banana" "orange"; do
    echo "Fruit: $fruit"
done

# while 循环（条件判断）
count=0
while [ $count -lt 5 ]; do
    echo "Count: $count"
    ((count++))
done

# until 循环（直到条件满足）
count=5
until [ $count -le 0 ]; do
    echo "Count: $count"
    ((count--))
done

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4. 命令与工具

4.1 文本处理

• cut：提取字段

echo "name: Alice, age: 30" | cut -d':' -f2  # 输出 " Alice"

• awk：文本分析

awk '{print $1}' file.txt  # 提取每行第一个字段

• sed：流编辑器

sed 's/foo/bar/g' file.txt  # 将文件中所有 foo 替换为 bar

4.2 文件操作

# 判断文件是否存在
if [ -f "$filename" ]; then
    echo "File exists"
fi

# 递归删除目录
rm -rf /path/to/directory

# 压缩/解压
tar -czvf backup.tar.gz /data      # 压缩
tar -xzvf backup.tar.gz            # 解压

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5. 函数与参数

5.1 定义函数

function greet() {
    local name="$1"  # 第一个参数
    echo "Hello, $name!"
}

greet "Alice"  # 调用函数

5.2 参数传递

sum() {
    local a="$1"
    local b="$2"
    echo $((a + b))
}

result=$(sum 5 3)
echo "Sum: $result"  # 输出 8

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6. 调试与错误处理

6.1 调试技巧

• 启用调试模式：在脚本前加 -x

bash -x script.sh  # 显示每条执行的命令

• 打印变量值：echo "Variable: $var"

6.2 错误处理

if ! command; then
    echo "Command failed" >&2
    exit 1
fi

# 使用 trap 捕获信号
trap 'echo "Script interrupted"' SIGINT

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7. 实战案例

7.1 文件备份

#!/bin/bash
BACKUP_DIR="/backup"
SOURCE_DIR="/data"
FILENAME="backup_$(date +%Y%m%d_%H%M%S).tar.gz"

tar -czvf "$BACKUP_DIR/$FILENAME" "$SOURCE_DIR"
echo "Backup completed: $FILENAME"

7.2 日志分析

#!/bin/bash
LOG_FILE="/var/log/app.log"
ERROR_COUNT=$(grep "ERROR" "$LOG_FILE" | wc -l)
if [ $ERROR_COUNT -gt 0 ]; then
    echo "Errors found: $ERROR_COUNT"
    mail -s "Log Alert" admin@example.com < "$LOG_FILE"
fi

7.3 监控磁盘空间

#!/bin/bash
DISK_PATH="/dev/sda1"
USAGE=$(df -h "$DISK_PATH" | awk '{print $5}')
if [ "$USAGE" -ge "90%" ]; then
    echo "Disk usage is over 90%: $USAGE"
    ssh user@remote_server "sudo /path/to/cleanup_script.sh"
fi

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8. 高级技巧

8.1 正则表达式

# 匹配邮箱地址
if [[ $email =~ ^[a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\.[a-zA-Z]{2,}$ ]]; then
    echo "Valid email"
fi

8.2 并行处理

# 使用 xargs 并行下载
wget -r -l1 http://example.com/files/ | grep "html$" | xargs -n 5 wget

8.3 脚本优化

# 使用本地变量加速
local var="$1"  # 减少全局变量查找

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9. 常见问题

1. 权限问题：确保脚本有执行权限（chmod +x）。
2. 路径问题：使用绝对路径或 source 调用脚本。
3. 空值处理：对变量进行空值检查（[ -z "$var" ]）。
4. 跨平台兼容性：尽量使用 POSIX-compliant 语法。

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附录：Shell 脚本开发工具

• VS Code + Shell Explorer：语法高亮和调试支持。
• Git 版本控制：管理脚本变更历史。
• Makefile：复杂任务的分步执行。

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