Linux系列--shell编程一

一、Linux系统结构

一、内核层

内核是Linux系统的核心部分，它负责管理系统各种硬件设备、文件系统、内存管理和进程管理等核心任务。Linux内核设计了良好的模块化结构，可以动态地加载和卸载内核模块，这使得内核可以兼容各种不同的硬件设备和外围设备。

二、Shell层

Shell是Linux系统的命令行解释器，它负责将用户输入的命令解释并执行。Linux系统上有多种Shell，其中最常用的是Bash Shell。Bash Shell 提供了各种丰富的功能和处理能力，如通配符、重定向、管道、变量等等。

 三、应用层

应用层是Linux系统上的各种应用程序和服务，包括文本编辑器、图形界面、Web服务器、邮件服务器、数据库服务器等。在Linux系统中，应用程序通常以开放源代码方式呈现，用户可以自由学习和使用，也可以根据需求自己编写、修改或扩展。

二、shell基础语法

一、shell介绍

Shell是一种用于与操作系统进行交互的命令行解释器。它是一种脚本语言，可以通过编写一系列的命令和脚本来执行操作系统的功能和任务。

二、shell的种类

  1. Bourne Shell（/bin/sh）：是Unix系统最早的shell程序，由史蒂夫·伯恩斯（Steve Bourne）编写。该shell程序是许多Linux发行版中默认使用的程序。
  2. Bourne-Again SHell（/bin/bash）：是GNU项目的一部分，是Bourne Shell的增强版，目前在大部分Linux发行版中是默认的shell程序。
  3. C Shell （/bin/csh）：是Bill Joy编写的一个具有面向对象设计理念的shell程序，它采用与C语言相似的语法和控制结构。C Shell中的命令提示符为%号。
  4. TENEX C Shell（/bin/tcsh）：是C Shell的增强版，它对历史命令和别名等方面进行了改进，同时也支持C Shell中的所有特性。TENEX C Shell中的命令提示符也为%号。
  5. Korn Shell（/bin/ksh）：是由David Korn编写的shell程序，它是Bourne Shell和C Shell的结合，拥有两种不同的工作模式：交互模式和批处理模式。
  6. Z Shell（/bin/zsh）：是一个功能强大的shell程序，它是Bourne Shell的增强版，具有缩写、自动完成、句法高亮等功能，同时也支持Korn Shell、C Shell以及Bourne Shell的语法和命令。

 三、基础语法

shell脚本可以编写在一个xxx.sh结尾的文件中，xxx.sh文件我们称为shell脚本文件。
shell脚本文件是一个可执行文件，类似于windows环境中的xxx.exe 或 xxx.bat 等文件。

一、切换shell

在CentOS中，可以使用chsh命令切换默认Shell。chsh命令允许您更改用户的登录Shell。以下是切换Shell的步骤：

1、查看已安装的Shell。

cat /etc/shells

2、更改Shell。

chsh -s /bin/sh

3、重新登录后：检查Shell是否已更改

echo $SHELL

二、注释 

一、单行注释

单行注释是一行文本，它以井号（#）开头，从该字符开始一直延伸到该行的结束。在此行内，任何内容都会被 Shell 解释器忽略：

# 这是一行注释
echo "Hello, World!"  # 这是一行带有注释的代码

二、多行注释

Shell 脚本也支持多行注释，这种注释也被称为块注释。块注释在脚本中可以用于分组一系列代码，或将一段代码置于未被执行的状态。在 Bash Shell 中，块注释通常使用以下语法:和'之间有一个空格，这个不能忽略，否者会出错。

: '
这里是注释内容。
可以是多行，直到下面一行的单独引号为止。
'

三、变量 

一、shell变量有三种：

  1. 环境变量
  2. 本地变量
  3. 特殊变量

二、环境变量

1、环境变量是在Shell会话外设置的，可以由多个脚本和进程共享。在Linux中，环境变量没有固定的值，而是在需要时通过脚本或命令进行设置或更新。（系统环境变量一般在/etc/profile文件中设置。）

2、查看当前所有环境变量

printenv
或
env

3、设置一个新的环境变量

export MY_VAR="Hello World"

4、要使用环境变量，在变量名称前必须加上$符号

echo $MY_VAR

三、本地变量

一、shell脚本变量命名规范

  1. 变量名由字母、数字和下划线组成。
  2. 不能以数字开头。
  3. 区分大小写。
  4. 等号两侧不能有空格。
  5. 不能使用特殊字符作为变量名，如$, &, !, (, ), *等。
  6. 环境变量一般是全部大写，单词和单词之间采用下划线分割：JAVA_HOME, CATALINA_HOME

  7. 本地变量一般是小写

二、本地变量是一种临时变量，在Shell会话中设置和使用。与环境变量不同，本地变量仅限于当前Shell会话，不会被其他脚本或命令使用。设置本地变量可以使用“=”号操作符。

my_var="Hello World"echo $my_var

四、特殊变量

一、特殊变量是在Shell中预定义的变量名称，具有特殊的含义。这些变量与当前Shell会话有关，可以用于许多不同的用途，包括文件和目录操作、命令历史记录和处理脚本参数等等。

二、常见的一些特殊变量

  • $0: 当前脚本的文件名
  • $1, $2...: 脚本参数列表中的第1个、第2个参数等等 (例如：./first.sh abc def，在执行这个脚本时，第一个参数abc，第二个参数def。)
  • $#: 脚本参数的数量
  • $*: 所有脚本参数的列表（将所有的参数作为一个字符串："zhangsan lisi wangwu"）
  • $@: 所有脚本参数的列表（将每一个参数作为一个独立的字符串："zhangsan" "lisi" "wangwu"）
  • $$: 当前脚本的进程ID号
  • $?: 上一个命令的退出状态，一个数值。

三、$? 这个特殊变量的用法

ls -l /etc/passwd
if [ $? -eq 0 ]; thenecho "ls command succeeded"
elseecho "ls command failed"
fi

这个变量可以用来获取上一条命令的执行结果是否正确，如果执行结果是0表示成功，其他值表示失败

四、控制语句 

一、shell中的中括号用法

一、用于比较操作符：用于比较两个值的大小或者判断两个值是否相等

  • -eq: 判断两个值是否相等（equal to），例如[ $a -eq $b ]
  • -ne: 判断两个值是否不相等（not equal to），例如[ $a -ne $b ]
  • -lt: 判断左边的值是否小于右边的值（less than），例如[ $a -lt $b ]
  • -gt: 判断左边的值是否大于右边的值（greater than），例如[ $a -gt $b ]
  • -le: 判断左边的值是否小于等于右边的值（less than or equal to），例如[ $a -le $b ]
  • -ge: 判断左边的值是否大于等于右边的值（greater than or equal to），例如[ $a -ge $b ]

在Shell中，比较操作符可以用于中括号[]中，例如:[ $a -eq $b ]。在比较时，要注意两个值之间必须有空格分隔，否则会出现语法错误。

二、用于测试表达式：用于测试某个表达式是否成立

  • -f: 判断某个文件是否存在并且是一个常规文件（regular file），例如[ -f file.txt ]
  • -d: 判断某个文件是否存在并且是一个目录（directory），例如[ -d dir ]
  • -z: 判断某个字符串是否为空（zero length），例如[ -z "$str" ]
  • -n: 判断某个字符串是否非空（not zero length），例如[ -n "$str" ]
  • -e: 判断某个文件或目录是否存在（exist），例如[ -e file.txt ]

在Shell中，测试表达式也可以用于中括号[]中，例如:[ -f file.txt ]。在多数Linux发行版中，测试表达式可以用中括号[]或者test命令实现，例如:test -f file.txt等价于[ -f file.txt ]。需要注意的是，中括号中的空格很重要，空格缺少会导致语法错误。另外，在使用中括号[]时，要注意变量用双引号括起来，避免空值引起的语法错误。

二、if语句详解

if condition 
thencommand1command2...
elif condition2 
thencommand3command4...
elsecommand5command6...
fi栗子：#!/bin/bashif [ -f file.txt ] 
thenecho "file.txt exists."
elif [ -d dir ] 
thenecho "dir exists."
elseecho "file.txt and dir not found."
fi

其中，condition是要检查的条件，可以是命令、变量、表达式等任何Shell语法，then表示条件成立要执行的语句块，如果有多个条件，可以使用elif语句来添加多个条件，每个条件使用then分别表示要执行的语句块，如果所有条件都不成立，则执行else分支中的语句块。
if语句的执行过程是从上到下依次判断每个条件，如果条件成立，则执行对应的语句块，执行完后跳出if语句。

栗子：

#!/bin/bashif [ -f file.txt ] 
thenecho "file.txt exists."
elif [ -d dir ] 
thenecho "dir exists."
elseecho "file.txt and dir not found."
fi

三、for循环详解

1、语法

for var in list
docommand1command2...
done

其中，var是一个临时的变量名，用于存储当前循环的值，list是一个值或者多个带有空格或换行符分隔的值组成的列表。在每一次循环迭代时，var会被list列表中的一个值所替换，直到list中的所有值都被处理完为止。

#!/bin/bashfor i in 1 2 3 4 5
doecho "The value of i is: $i"
done

四、while循环详解

1、语法：

while condition
docommand1command2...
done

其中，condition是要检查的条件，如果条件为真，则执行do语句块中的命令，执行完后再回到while语句中检查条件是否依然为真，如果条件仍为真，则继续执行命令块，否则跳出循环。

注意：在shell编程中 ((...)) 被称为算术扩展运算符，做数学运算的，并且将运算结果返回。(...)运算符会将结果直接返回。

  • $((j+1))，如果j是5的话，结果就会返回6 （注意，使用这个运算符的时候，括号里面不能有空格）
  • $(echo "hello world")，会将"hello world"打印，然后再将"hello world"字符串返回。

栗子：

#!/bin/bashj=0
while [ $j -lt 5 ]
doecho "The value of j is: $j"j=$((j+1))
done

五、until循环详解

1、语法：

until condition
docommand1command2...
done

其中，condition是要检查的条件，如果条件为假，则执行do语句块中的命令，执行完后再回到until语句中检查条件是否依然为假，如果条件仍为假，则继续执行命令块，否则跳出循环。

#!/bin/bashk=0
until [ $k -ge 5 ]
doecho "The value of k is: $k"k=$((k+1))
done

六、break和continue语句

1、break语句用于跳出当前循环块，例如在for循环和while循环中使用该语句时，可以跳出当前循环并停止迭代。break语句可以嵌套在多重循环中，用于跳出内层循环和外层循环

while condition
docommand1command2if condition2 thenbreakficommand3...
done

在上述示例中，如果在执行command2时，条件condition2成立，那么会执行break语句，跳出循环块并停止迭代。

2、continue语句用于跳过本次循环迭代，直接进入下一次的迭代。在for循环和while循环中使用该语句时，可以用于跳过本次迭代，执行下一次迭代。其语法格式如下

while condition
docommand1command2if condition2thencontinueficommand3...
done

如果在执行command2时，条件condition2成立，那么会执行continue语句，跳过本次迭代，直接进入下一次迭代。

栗子：

#!/bin/bashfor l in 1 2 3 4 5
doif [ $l -eq 3 ] thencontinuefiecho "The value of l is: $l"if [ $l -eq 4 ] thenbreakfi
done

五、函数

一、什么是函数

在Shell编程中，函数是一种可重用的代码块，其实就是相当于java的方法。

二、定义函数

1、语法

function_name() {commands
}

2、栗子

function say_hello() {echo "Hello, world!"
}

使用function关键字来定义函数是可选的。当使用function关键字时，要注意不要加空格，否则会出现语法错误。函数体中可以包含任意数量的命令和语句。

三、调用函数

成功定义一个函数后，可以在程序的任何地方调用它。只需要使用函数的名称，即可调用函数。例如：

say_hello

四、传递参数

Shell函数也支持传递参数。在调用函数时，可以把参数传递给函数，让函数使用这些参数来完成特定的任务

function greet() {echo "Hello, $1 $2"
}greet "John" "Doe"

上述示例中，我们定义了一个名为greet的函数，它输入参数1和2，并把这些参数用于输出字符串Hello, $1 $2。我们调用greet函数，并把参数"John"和"Doe"传递给它，最终输出Hello, John Doe字符串。

在函数中，参数可以使用1、2、3等占位符来引用。1表示第一个参数，$2表示第二个参数，以此类推。

栗子：

#!/bin/sh# 定义函数say_hello
say_hello() {echo "Hello, world!"
}# 调用函数say_hello
say_hello# 定义函数greet
greet() {echo "Hello, $1 $2"
}# 调用函数greet
greet "John" "Doe"

 

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