shell脚本和变量

一、shell脚本

脚本就是可运行的代码的集合，脚本语言（计算机语言）的特点：从上到下，按行执行。

Python：脚本语言，格式更严谨，严格地执行缩进。也是从上到下按行执行。

shell脚本运行在shell环境（bin/bash），bash就是shell的解释器。shell脚本就是在Linux环境下的编程语句。

1.1 shell的解释器

sh ：bash的早期版本，基本被淘汰了。
bash ：sh的扩展版。默认的解释器就是bash。
csh ：类C语言。
tcsh ：整合了C语言的shell。
nologin ：用户无法登录到系统的shell。

1.2 shell的作用

自动化运维
批量化的重复操作以及配合定时任务执行。
有了脚本可以减轻管理员的工作量
人为干预少了，避免出错。
提高处理批量文件的速度。

1.3 shell脚本的构成

vim /opt/test1.sh
#默认脚本文件以.sh结尾，表明这是一个脚本文件。
#!/bin/bash
#第一行：声明shell的解释器，这一行可以不写，默认是bash，
#但如果使用的解释器不是bash，必须要声明类型，如/python，expect等
#被注释掉的部分是不会被执行的，注释以#开头（除了第一行），一般用来声明步骤的含义。
#可执行语句：shell命令行中所有可以执行的命令都可以作为可执行语句
#一行一行地往下写，一行就是一个可执行语句
#this is my first shell
cd /boot
echo "当前的目录位置："
#echo的作用就是打印，打印双引号包括的内容
pwd
echo "展示以vml开头的文件："
ls -lh vml*

echo ：将文本输出到标准输出（通常是终端）。它是一个用于显示简单文本的基本命令。

1.4 shell脚本的执行

非赋权执行：不给脚本执行权限的执行方式
- sh/bash：就是在当前的shell环境中生成一个子shell，在子shell的环境中运行，运行结果不改变父shell的环境，相当于演示。
- source：等同于点命令：“.”，会改变当前shell的环境，也就是真正的执行代码。
赋权执行：脚本调试完毕，生产环境中都是赋权执行（赋给执行权限）。
- 一般需要先赋权：chmod 777 脚本文件名
- ./：执行当前目录下的脚本
- /绝对路径：任意位置执行脚本

在这里插入图片描述

可以看到使用sh / bash执行脚本，只是演示执行结果，而不会改变当前shell环境，如切换目录等。

在这里插入图片描述

使用source执行脚本，对当前shell环境执行了更改，目录切换了，打印结果也正常显示颜色，而不只是文本。

在这里插入图片描述
赋权执行的结果类似sh/bash

1.5 重定向操作

标准输入：标准输入通常表示程序接受输入数据的来源。当程序需要从用户或另一个程序获取输入时，它会从标准输入读取数据。在大多数情况下，标准输入是通过键盘输入的。
标准输出：标准输出是程序通常向其发送信息的位置。当程序产生输出时，它将输出写入到标准输出中。这些输出通常被显示在终端上。
标准错误输出：标准错误输出用于程序报告错误和警告信息。与标准输出类似，标准错误输出通常也会显示在终端上。
重定向输出：> >> 2> 2>>``&> &>>
- >：标准输出的结果保存到指定的文件，而且会覆盖文件的内容
- >>：标准输出的结果保存到指定的文件，会在原有内容的尾部追加内容，不会覆盖原有的文件内容。
- 2>：标准错误输出的内容保存到指定文件，且覆盖文件的内容。
- 2>>：标准错误输出的内容保存到指定文件，尾部追加内容，不会覆盖。
- &>，&>>：混合输出，标准输出和标准错误输出都可以保存到指定文件，前者覆盖，后者尾部追加。
重定向输入：<，从指定的文件获取数据。使用相对较少。

echo 123456 > passwd.txt
passwd --stdin test1 < passwd.txt

上两行命令将用户test1的账户密码改成了123456。

1.6 排错的方法

bash -n ：检查语法错误

bash -x ：检查运行错误，打印运行的每一步，方便定位错误。

二、什么是变量

变量的作用：用来存放系统和用户需要使用的特定的参数（值），变量保存在内存中。调用变量时，直接到内存当中查找变量所在的内存地址。

2.1 变量的类型：

自定义变量：名称由用户自定义，值也可以自定义。

全局变量：对整个系统生效，所有用户都可以使用。

环境变量：环境变量是系统创建的，用来设置用户的工作环境。

位置变量：也叫做命令行参数，是在脚本的外面给脚本内部传值。

预定义变量：编程语言或者脚本解释器提供的，用户无法更改，只能由系统自行更新和设置。

2.2 自定义变量的规范

2.2.1 变量名的规范

不要使用系统的命令作为变量名
不要使用中文
不要使用特殊符号开头，可以用_开头
不要使用数字开头
变量名一般使用对应的英文名称
变量名要保持前后一致，要有注释，提高代码的可读性

2.2.2 变量值的规范

int：整数

string：字符串，要用双引号或者单引号，避免出现歧义

浮点：小数

布尔：true，false

shell能自动识别变量，不必声明类型。打印变量时，变量前要加上$符号

$：变量名前加上$符号，表示引用该变量的值。

2.2.3 字符串的处理

单引号（'）：
- 在单引号中，特殊字符（除了单引号本身）和变量都不会被展开或解释。
- 单引号中的内容会被视为纯粹的字符串，不会对其中的特殊字符或变量进行替换。
- 例如：
```
echo 'Hello, $name!'  
# 输出：Hello, $name!
```
双引号（"）：
- 在双引号中，变量和部分特殊字符（例如美元符号 $ 和反斜杠 \）会被展开或解释。
- 双引号允许变量替换和部分特殊字符的转义，但不会影响单引号和反撇号的展开。
- 例如：
```
name="World"
echo "Hello, $name!"  
# 输出：Hello, World!
```
反撇号（`）：
- 反撇号（也称为反引号）用于执行命令，并将命令的输出作为字符串返回。
- 反撇号中的命令会被执行，并将其标准输出作为字符串返回，可以用于命令替换。
- 例如：
```
current_date=`date`
echo "Current date: $current_date"
# 输出：Current date: Tue Jun 11 03:13:14 EDT 2024
```

总的来说，在Shell脚本中，单引号、双引号和反撇号都是用来处理字符串的，它们的主要区别在于对特殊字符和变量的解释方式。

2.2.4 自定义输入变量的值

read -p "提示信息" 变量名

-p ：指定提示符，在双引号中指定的提示信息会显示在屏幕上，并等待用户输入。

"提示信息"：要显示的提示信息。可自定义。

变量名：用来存储用户输入，用户输入的内容将被存储到这个变量中，供后续使用。

vim /opt/test3.sh
#编辑test3.sh的内容
read -p "输入a:" a
read -p "输入b:" b
c=$(($a+$b))
echo $c

#命令行执行test3.sh
[root@test1 opt]# sh test3.sh 
输入a:10
输入b:20
30

2.2.5 全局变量/环境变量

export 用于设置环境变量，Linux系统中，环境变量是一种全局变量，可以被所有子进程访问。通过 export 命令设置的环境变量会被传递给子进程，使得子进程也能够访问这些变量。

export 变量名=变量值

如果只在命令行里使用export，只对当前shell的所有子进程生效，而不会影响新开的shell。想要全局生效，需要在/etc/profile全局配置文件中写入，或者将该命令添加到Shell的配置文件（例如~/.bashrc或~/.bash_profile）中。这样，每次启动Shell时都会自动设置该变量。

全局变量适用于不需要经常更改的值。

env：查看环境变量，可以看到其中一行为：

PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin

也可以用如下方式查看该变量的内容：

echo $PATH
/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin

解释：PATH：可执行的命令，或者可执行程序的默认路径。比如想要将/root目录下的所有可执行文件加入到全局识别中：

PATH="$PATH:/root"

此时/root下的可执行命令也被加入到全局中，对应命令能用tab补全。

2.2.6 位置变量

位置变量：又叫命令行参数，是在脚本的外面给脚本内部传值。

$1 $2 $3 … $9 ：第1到第9个，第10以及超过10需要用花括号表示：${10} ${11}。

脚本内的位置变量，在脚本外传值。

vim test4.sh
a=$1
b=$2
c=$(($a+$b))
echo $c
在命令行中输入：
[root@test1 opt]# sh test4.sh 8 9
17

按顺序表示，第一个参数为8，第二个参数为9，传参到脚本内部，即a=8，b=9，c=a+b=17 。

2.2.7 预定义变量

$*和$@：表示命令或者脚本需要处理的参数，区别在于处理方式不同。

$*和$@不加双引号的表现一致，都是把参数一个一个处理。

$*加了双引号，会把参数当成一个整体来进行处理，$@加了引号还是一个一个处理。表现为一行或者多行显示。

vim test5.sh
function print_args {
for arg in "$*"
do
echo "$arg"
done
}
print_args "1" "2" "3"

[root@test1 opt]# sh test5.sh 
1 2 3

可以看到所有位置参数（命令行参数）作为一个单词展开，即在同一行展开。

vim test6.sh
function print_args {
for arg in "$@"
do
echo "$arg"
done
}
print_args "1" "2" "3"

[root@test1 opt]# sh test6.sh 
1
2
3

可以看到所有位置参数（命令行参数）作为多个独立单词展开（即在不同行展开），每个参数都是独立的。

$#：也是一个全局变量，用来统计传递给脚本或者函数的参数个数。不管$*是否加双引号，对其统计的参数个数和$@是一样的。

$?：true/false，命令执行之后返回的状态码。

返回的状态码只有是0时，才表示成功，返回所有非0的结果，都表示失败。

$?只表示最近一次执行的状态。

vim test7.sh
read -p "输入第一个数" a
read -p "输入第二个数" b
if [ $a -eq $b ]
then
echo $?
else
echo $?
fi

#表示比对输入的值是否一致，相同返回0，不同返回其他
[root@test1 opt]# sh text7.sh 
输入第一个数3
输入第二个数4
1
[root@test1 opt]# sh test7.sh 
输入第一个数5
输入第二个数5
0

2.3 简单四则运算

2.3.1 整数运算

整数四则运算包括：+ - * / %

特别说明%：表示取余数

有以下几种格式

vim test8.sh
a=20
b=6
c=$(($a+$b))
d=$[$a-$b]
e=$(expr $a \* $b)
let f=$a/$b
g=$(($a%$b))
echo $c $d $e $f $g

[root@test1 opt]# sh test8.sh 
26 14 120 3 2

其中特别要说明的有：

expr 格式中使用乘法需要在*前加\，即\*，运算符号前后要加空格，其他运算的符号没有区别。
整数除法中，只显示整数部分的结果，小数点后的结果不显示。
这里的运算格式只能用于整数计算，不能用于浮点数计算。
$[ ]的格式较少使用，一般用其他三种。

2.3.2 小数运算

bc ：Linux系统自带的简易的计算机程序。可以计算整数运算，也可以计算小数运算。

例如：

vim /opt/test9.sh
#编辑test9.sh的内容
read -p "输入a:" a
read -p "输入b:" b
c=$(echo "$a+$b"|bc)
echo $c

#命令行执行test9.sh
[root@test1 opt]# sh test9.sh 
输入a:10.11
输入b:20.22
30.33