Shell脚本编程

Shell脚本编程

Linux 是一个开源的操作系统，由分布在世界各地的多个组织机构或个人共同开发完成，每个组织结构或个人负责一部分功能，最后组合在一起，就构成了今天的 Linux。例如：
Linux 内核最初由芬兰黑客 Linus Torvalds 开发，后来他组建了团队，Linux 内核由这个团队维护。
GNU 组织开发了很多核心软件和基础库，例如 GCC 编译器、C语言标准库、文本编辑器 Emacs、进程管理软件、Shell 以及 GNOME 桌面环境等。
VIM 编辑器由荷兰人 Bram Moolenaar 开发。

Windows、Mac OS、Android 等操作系统不一样，它们都由一家公司开发，所有的核心软件和基础库都由一家公司做决定，容易形成统一的标准，一般不会开发多款功能类似的软件。

而 Linux 不一样，它是“万国牌”，由多个组织机构开发，不同的组织机构为了发展自己的 Linux 分支可能会开发出功能类似的软件，它们各有优缺点，用户可以自由选择。Shell 就是这样的一款软件，不同的组织机构开发了不同的 Shell，它们各有所长，有的占用资源少，有的支持高级编程功能，有的兼容性好，有的重视用户体验。
Shell 既是一种脚本编程语言，也是一个连接内核和用户的软件。
常见的 Shell 有 sh、bash、csh、tcsh、ash 等。
sh
sh 的全称是 Bourne shell，由 AT&T 公司的 Steve Bourne开发，为了纪念他，就用他的名字命名了。

sh 是 UNIX 上的标准 shell，很多 UNIX 版本都配有 sh。sh 是第一个流行的 Shell。
csh
sh 之后另一个广为流传的 shell 是由柏克莱大学的 Bill Joy 设计的，这个 shell 的语法有点类似C语言，所以才得名为 C shell ，简称为 csh。

Bill Joy 是一个风云人物，他创立了 BSD 操作系统，开发了 vi 编辑器，还是 Sun 公司的创始人之一。
BSD 是 UNIX 的一个重要分支，后人在此基础上发展出了很多现代的操作系统，最著名的有 FreeBSD、OpenBSD 和 NetBSD，就连 Mac OS X 在很大程度上也基于BSD。
tcsh
tcsh 是 csh 的增强版，加入了命令补全功能，提供了更加强大的语法支持。
ash
一个简单的轻量级的 Shell，占用资源少，适合运行于低内存环境，但是与下面讲到的 bash shell 完全兼容。
bash
bash shell 是 Linux 的默认 shell，本教程也基于 bash 编写。

bash 由 GNU 组织开发，保持了对 sh shell 的兼容性，是各种 Linux 发行版默认配置的 shell。
bash 兼容 sh 意味着，针对 sh 编写的 Shell 代码可以不加修改地在 bash 中运行。
尽管如此，bash 和 sh 还是有一些不同之处：
一方面，bash 扩展了一些命令和参数；
另一方面，bash 并不完全和 sh 兼容，它们有些行为并不一致，但在大多数企业运维的情况下区别不大，特殊场景可以使用 bash 代替 sh。
查看 Shell
Shell 是一个程序，一般都是放在/bin或者/user/bin目录下，当前 Linux 系统可用的 Shell 都记录在/etc/shells文件中。/etc/shells是一个纯文本文件，你可以在图形界面下打开它，也可以使用 cat 命令查看它。

通过 cat 命令来查看当前 Linux 系统的可用 Shell：
$ cat /etc/shells
/bin/sh
/bin/bash
/sbin/nologin
/usr/bin/sh
/usr/bin/bash
/usr/sbin/nologin
/bin/tcsh
/bin/csh

在现代的 Linux 上，sh 已经被 bash 代替，/bin/sh往往是指向/bin/bash的符号链接。

如果你希望查看当前 Linux 的默认 Shell，那么可以输出 SHELL 环境变量：
$ echo $SHELL
/bin/bash

输出结果表明默认的 Shell 是 bash。

变量是任何一种编程语言都必不可少的组成部分，变量用来存放各种数据。脚本语言在定义变量时通常不需要指明类型，直接赋值就可以，Shell 变量也遵循这个规则。

在 Bash shell 中，每一个变量的值都是字符串，无论你给变量赋值时有没有使用引号，值都会以字符串的形式存储。

这意味着，Bash shell 在默认情况下不会区分变量类型，即使你将整数和小数赋值给变量，它们也会被视为字符串，这一点和大部分的编程语言不同。
例如在 C/C++ 中，变量分为整数、小数、字符串、布尔等多种类型。
当然，如果有必要，你也可以使用 declare 关键字显式定义变量的类型，但在一般情况下没有这个需求，Shell 开发者在编写代码时自行注意值的类型即可。
定义变量
Shell 支持以下三种定义变量的方式：
variable=value
variable=‘value’
variable=“value”

variable 是变量名，value 是赋给变量的值。如果 value 不包含任何空白符（例如空格、Tab缩进等），那么可以不使用引号；如果 value 包含了空白符，那么就必须使用引号包围起来。使用单引号和使用双引号也是有区别的，稍后我们会详细说明。

注意，赋值号的周围不能有空格，这可能和你熟悉的大部分编程语言都不一样。

Shell 变量的命名规范和大部分编程语言都一样：
变量名由数字、字母、下划线组成；
必须以字母或者下划线开头；
不能使用 Shell 里的关键字（通过 help 命令可以查看保留关键字）。

变量定义举例：
url=http://c.biancheng.net
echo $url
name=‘C语言中文网’
echo $name
author=“严长生”
echo $author使用变量使用一个定义过的变量，只要在变量名前面加美元符号$即可，如：
author=“严长生”
echo $author
echo ${author}
变量名外面的花括号{ }是可选的，加不加都行，加花括号是为了帮助解释器识别变量的边界，比如下面这种情况：
skill=“Java”
echo “I am good at ${skill}Script”
如果不给 skill 变量加花括号，写成echo “I am good at $skillScript”，解释器就会把 $skillScript 当成一个变量（其值为空），代码执行结果就不是我们期望的样子了。

推荐给所有变量加上花括号{ }，这是个良好的编程习惯。
修改变量的值
已定义的变量，可以被重新赋值，如：
url=“http://c.biancheng.net”
echo ${url}
url=“http://c.biancheng.net/cpp/shell/”
echo $url第二次对变量赋值时不能在变量名前加$，只有在使用变量时才能加KaTeX parse error: Double superscript at position 44: …量时，变量的值可以由单引号' '̲包围，也可以由双引号" "包围…{url}’
website2=“C语言中文网：${url}”
echo $website1
echo $website2运行结果：C语言中文网：${url}
C语言中文网：http://c.biancheng.net

以单引号’ '包围变量的值时，单引号里面是什么就输出什么，即使内容中有变量和命令（命令需要反引起来）也会把它们原样输出。这种方式比较适合定义显示纯字符串的情况，即不希望解析变量、命令等的场景。

以双引号" "包围变量的值时，输出时会先解析里面的变量和命令，而不是把双引号中的变量名和命令原样输出。这种方式比较适合字符串中附带有变量和命令并且想将其解析后再输出的变量定义。

严长生的建议：如果变量的内容是数字，那么可以不加引号；如果真的需要原样输出就加单引号；其他没有特别要求的字符串等最好都加上双引号，定义变量时加双引号是最常见的使用场景。
将命令的结果赋值给变量
Shell 也支持将命令的执行结果赋值给变量，常见的有以下两种方式：
variable=command
variable=$(command)

第一种方式把命令用反引号包围起来，反引号和单引号非常相似，容易产生混淆，所以不推荐使用这种方式；第二种方式把命令用$()包围起来，区分更加明显，所以推荐使用这种方式。

例如，我在 code 目录中创建了一个名为 log.txt 的文本文件，用来记录我的日常工作。下面的代码中，使用 cat 命令将 log.txt 的内容读取出来，并赋值给一个变量，然后使用 echo 命令输出。
[mozhiyan@localhost ~]$ cd code
[mozhiyan@localhost code]$ log=$(catlog.txt)[mozhiyan@localhostcode]$ echo $log[2017-09-1006:53:22]严长生正在编写Shell教程[mozhiyan@localhostcode]$ log=cat log.txt
[mozhiyan@localhost code]$ echo $log[2017-09-1006:53:22]严长生正在编写Shell教程[mozhiyan@localhostcode]$
只读变量
使用 readonly 命令可以将变量定义为只读变量，只读变量的值不能被改变。

下面的例子尝试更改只读变量，结果报错：
#!/bin/bash
myUrl=“http://see.xidian.edu.cn/cpp/shell/”
readonly myUrl
myUrl=“http://see.xidian.edu.cn/cpp/danpianji/”
运行脚本，结果如下：
/bin/sh: NAME: This variable is read only.
删除变量
使用 unset 命令可以删除变量。语法：
unset variable_name
变量被删除后不能再次使用；unset 命令不能删除只读变量。

举个例子：
#!/bin/sh
myUrl=“http://see.xidian.edu.cn/cpp/u/xitong/”
unset myUrl
echo $myUrl
上面的脚本没有任何输出。
变量类型
运行shell时，会同时存在三种变量：

1. 局部变量
   局部变量在脚本或命令中定义，仅在当前shell实例中有效，其他shell启动的程序不能访问局部变量。
2. 环境变量
   所有的程序，包括shell启动的程序，都能访问环境变量，有些程序需要环境变量来保证其正常运行。必要的时候shell脚本也可以定义环境变量。
3. shell变量
   shell变量是由shell程序设置的特殊变量。shell变量中有一部分是环境变量，有一部分是局部变量，这些变量保证了shell的正常运行