Shell脚本编程规范与变量的小白总结

一、Shell脚本编程规范

1.1 Shell脚本应用场景

• Shell脚本（Shell Script）就是将要执行的命令按照顺序保存到一个文本文件中，并给该文件可执行权限，方便一次性执行的一个程序文件。主要是方便管理员进行设置或者管理，可结合Shell控制语句完成复杂操作。
• 一般用于重复性操作、批量事务处理、自动化运维、服务状态运行监控、定时任务执行等。

1.2 Shell脚本编程规范

• Shell脚本是一个特殊的应用程序，它介于操作系统内核与用户之间，充当了一个“命令解释器”的角色，负责接收用户输入的操作指令并解释，将操作传递给内核执行，并输出执行结果。

1.2.1 Shell解释器种类

• 解释器种类由很多种，不同的Shell脚本，内部指令，命令提示会有一些区别

cat /etc/shells  查看当前系统所支持的脚本种类
[root@localhost ~]# cat /etc/shells 
/bin/sh
/bin/bash
/usr/bin/sh
/usr/bin/bash

1.2.2 Shell脚本编辑

[root@localhost opt]# vim first.sh  ## 脚本文件以.sh 结尾
 #！/bin/bash  ## Shell解释器的程序为/bin/bash
#注释
cd /boot
pwd
ls -lh vml*

1.2.3 Shell脚本执行

三种方式：

• ./路径 ## 可绝对可相对 要有可执行X权限
• sh 路径 ## 可以不需要执行权限 一般建议给 执行后路径不变，本身的环境未发生变化
• source first.sh ## 路径变了，本身的环境发生了变化 , . xxx ## 等同于source
• ./l路径

以刚才创建的Shell脚本为例子
[root@localhost opt]# ll
总用量 8
-rw-r--r--.  1 root root   116 7月  15 17:19 first.sh      ## 目前的权限里面没有可执行权限
[root@localhost opt]# ./first.sh  
-bash: ./first.sh: 权限不够    ## 无法执行 权限不够
[root@localhost opt]# chmod +x first.sh  ## 添加可执行权限
[root@localhost opt]# ./first.sh 
/boot
-rwxr-xr-x. 1 root root 6.4M 6月  22 08:03 vmlinuz-0-rescue-313cef57612341d5972004b949f7ed03
-rwxr-xr-x. 1 root root 6.4M 11月  9 2018 vmlinuz-3.10.0-957.el7.x86_64
[root@localhost opt]#          ## 路径未发生变化

• sh 路径 的方式

[root@localhost opt]# sh first.sh     ## 
/boot
-rwxr-xr-x. 1 root root 6.4M 6月  22 08:03 vmlinuz-0-rescue-313cef57612341d5972004b949f7ed03
-rwxr-xr-x. 1 root root 6.4M 11月  9 2018 vmlinuz-3.10.0-957.el7.x86_64
[root@localhost opt]#        ## 所在位置未变化  环境未发生改变

• source 路径的方式

[root@localhost opt]# source first.sh    
/boot
-rwxr-xr-x. 1 root root 6.4M 6月  22 08:03 vmlinuz-0-rescue-313cef57612341d5972004b949f7ed03
-rwxr-xr-x. 1 root root 6.4M 11月  9 2018 vmlinuz-3.10.0-957.el7.x86_64
[root@localhost boot]#                      ##所在位置变化  环境发生改变
[root@localhost opt]# . first.sh 
/boot
-rwxr-xr-x. 1 root root 6.4M 6月  22 08:03 vmlinuz-0-rescue-313cef57612341d5972004b949f7ed03
-rwxr-xr-x. 1 root root 6.4M 11月  9 2018 vmlinuz-3.10.0-957.el7.x86_64
[root@localhost boot]#          ##所在位置变化  环境发生改变

1.2.4 Shell脚本输出提示性信息

• echo “当前目录位于：” ## 加双引号 代表字符串

[root@localhost opt]# vim first.sh 
echo “当前目录位于：”

1.2.5 重定向与管道操作

• 交互式硬件设备

类型	解释	设备文件	文件描述编号	默认设备
标准输入	从该设备接收用户输入的数据	/dev/stdin	0	键盘
标准输出	通过该设备向用户输出数据	/dev/stdout	1	显示器
标准错误输出	通过该设备报告执行出错信息	/dev/stderr	2	显示器

• 重定向操作

类型	操作符	用途
重定向输入	<	从指定文件读取数据，而不是从家键盘输入
重定向输出	>	将输出结果保存到指定文件（覆盖原有内容）
重定向输出	> >	将输出结果追加到指定的文件尾部
标准错误输出	2>	将错误信息保存到指定文件（覆盖原有内容）
标准错误输出	2>>	将错误信息追加到指定的文件中
混合输出	&>	将标准输出、标准错误的内容保存到同一个文件当中

• 输出错误性信息

[root@localhost ~]# cat  abc.txt 2> error.txt   
[root@localhost ~]#  cat error.txt 
cat: abc.txt: 没有那个文件或目录

• 混合输出

## 不知道结果对的还是错的的时候用
[root@localhost ~]# cat  abc.txt  &>error01.txt   
[root@localhost ~]# cat error01.txt 
cat: abc.txt: 没有那个文件或目录

• 不想看输出的信息：

[root@localhost ~]# yum install httpd  -y &> /dev/null      ## 将屏幕当中输出的信息导入到黑洞

管道操作符号 “|”

• 将左侧的命令输出结果，作为右侧的命令的处理对象

[root@localhost ~]# grep "bash$" /etc/passwd | awk -F: '{print $1,$7}'
root /bin/bash          
wang /bin/bash
kgc /bin/bash
bdqn /bin/bash
tom /bin/bash
lisi /bin/bash

• awk :正则表达三剑客之一 处理列
  -F: 以冒号作文分隔符 （F后跟分隔的符号） 什么都不写默认以制表符和空格作为分隔（-F都不写）
  print 输出
  $ 位置 ## 中间用逗号隔开

二、变量

• Shell变量用来存放系统和用户所需要的特定参数（值），这些参数可根据用户的设定或系统的变化而相应变化，变量的值存在内存当中。
• 作用：
  用来存放系统和用户需要使用的特定参数（值）
  变量名： 使用固定的名称、由系统预设或用户定义(PATH)
  变量值： 能够根据用户设置、系统环境的变化而变化
• 变量的类型：
  自定义的变量：由用户自己定义、修改和使用
  特殊变量、只读变量、位置变量、预定义变量（$?）

2.1 定义新的变量

• 变量名以以字母或下划线开头，区分大小写，建议全部大写
• 基本格式
  变量名=变量值 （变量名在左边，变量值在右边 “=”是赋值符号）

[root@localhost ~]# name=zhangsan ## 把张三赋值给name

2.2 查看和引用变量的值

• 在变量名前加符号“$”,可以引用一个变量的值
• 可以使用echo命令查看变量，可以在一条echo命令中同时查看多个变量值。

[root@localhost ~]# name=zhangsan
[root@localhost ~]# name1=wangwu
[root@localhost ~]# echo $name $name1
zhangsan wangwu

2.3变量赋值的特殊操作

• 在“=”后边指定赋值内容是为变量赋值的最基本方法，还有一些操作，可以更为灵活的为变量赋值。

2.3.1 双引号（"）

• 主要起界定字符串的作用，特别是赋值内容中包含空格时，必须以双引号括起来。
• 允许通过$符号引用其他变量

[root@localhost ~]# abc=a b c   ## 包含空格 无法赋值
-bash: b: 未找到命令
[root@localhost ~]# abc="a b c" ## 赋值成功
[root@localhost ~]# echo $abc
a b c

2.3.2 单引号（’）

• 当要赋值的内容中包含 “$” “ " ” “\” 等具有特殊含义的字符时，应使用单引号括起来。
• 在单引号范围内，将无法引用其他变量的值，任何字符均作为普通字符看待，但赋值内容中包含单引号，需使用“、”进行转义。

[root@localhost ~]# abc='$abc'
[root@localhost ~]# echo $abc 
$abc
[root@localhost ~]# abc=ab\'c  ## 辅助内容中有单引号
[root@localhost ~]# echo $abc 
ab'c

2.3.3 反撇号（`）

• 主要用于命令替换，允许将执行某个命令的屏幕输出的结果赋值给变量。
• 反撇号括起来的范围必须是能够执行的命令行，否则将会出错。

[root@localhost ~]#  num3=`ps aux | wc -l`  ## 将进程数赋值给num3
[root@localhost ~]# echo $num3
126

• 使用反撇号难以在一行命令中实现嵌套命令的操作时，可以改用“$()”来代替反撇号操作。

[root@localhost ~]# rpm -qc $(rpm -qf $(which useradd)) ## 查询提供useradd命令程序的软件包所安装的位置
/etc/default/useradd
/etc/login.defs

2.3.4 read命令

• 是bash的内置命令。read命令用来提示用户输入信息，从而实现简单的交互过程。
• 执行时将从标准输入设备（键盘）中读入一行内容，以空格为分隔符，将读入的各字段挨个赋值给指定的变量（多余的内容赋值给最后一个），指定的变量只有一个，则整行内容赋值给此变量。

[root@localhost ~]# read num
1
[root@localhost ~]# read num1 num2
1 2
[root@localhost ~]# echo $num $num1 $num2
1 1 2

• read命令可结合 “-p”和“-t”来设置提示信息与输入等待时间

[root@localhost opt]# vim first.sh 
read  -p "请输入一个数值：" sum
echo "你输入的值是:$sum"
[root@localhost opt]# sh first.sh 
请输入一个数值：1
你输入的值是:1

三、 设置变量的作用范围

• 默认下，新定义的变量只在当前的Shell环境中有效，因此称为局部变量。当进入子程序或新的子Shell脚本后，将无法引用父级Shell环境中定义的变量。

[root@localhost ~]# echo $num
1
[root@localhost ~]# bash  ## 进入子shell环境
[root@localhost ~]# echo $num  ## 环境改变无法调用

[root@localhost ~]# 

3.1 全局变量

• 全局变量定义的变量能在所有子Shell环境中继续使用，可以通过内部命令Export 将指定的变量导出为全局变量
• 系统：/etc/profile 针对整个用户
• 用户变量： ~/.bash_profile

[root@localhost ~]# num2=2
[root@localhost ~]# export num2  ## 将num2指定为全局变量
[root@localhost ~]# bash ## 进入子Shell环境
[root@localhost ~]# echo $num2   ## 调用成功
2

• 也可以到处全局变量时，为变量进行赋值。

[root@localhost ~]# export num3=3

四、数值变量的运算

• Shell变量的数值运算多用于脚本的进程控制（如循环次数、使用量比较等）。
• Bash Shell环境中，只能进行简单的整数运算，不支持小数运算。整数值的运算主要通过内部命令expr进行，基本格式如下

基本格式：
expr  变量1 运算符 变量2 [运算符 变量3]………… ## 变量为对应需要计算的数值（需以"$"符号调用）

运算符	意义
++ –	增加及减少，可前置也可放到结尾
\* / %	乘法、除法、取余
+ -	加法、减法
< <= > >=	比较符号
== ! =	等于与不等于
&	位的与
^	位的异或
|	位的或
&&	逻辑的与
||	逻辑的或
？：	条件表达式
= += -= *= /= %= &= ^= <<= >>= |=	赋值运算 a+=1 相当于 a=a+1

• 运算示例

[root@localhost ~]# a=2
[root@localhost ~]# b=3
[root@localhost ~]# expr $a + $b
5
[root@localhost ~]# expr $a \* $b
6
[root@localhost ~]# expr $b \% $a
1

• 运算结果赋值给其他变量 使用反撇号

[root@localhost ~]# num5=`expr $a \* $b \* $a`
[root@localhost ~]# echo $num5
12

• 除了expr 变量数值常见的命令还有（（））、let等。如果要执行简单的运算，只需将特定的算数表达式用“$((”和“))”括起来即可。

[root@localhost ~]# bb=$((1+2**3-4)) ## 算法为 1+2的三次方-4
[root@localhost ~]# echo $bb
5

五、特殊标量

5.1环境变量

• 环境变量指的是出于运行需要而由linux系统提前创建的一类变量，主要用于设置用户的工作环境。包括用户宿主目录、命令查找路径、用户当前目录、登录终端等。
• 环境变量的值由Linux系统自动维护，会随着用户状态的改变而改变。
• 使用 env命令可以查看到当前工作环境下的环境变量，常见的环境变量有：
  USER：表示用户名称
  HOME：表示用户的宿主目录。
  LANG：表示语言和字符集
  PWD：表示当前所在的工作目录
  PATH：表示命令搜索路径。

[root@localhost ~]# env
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin
PWD=/root
LANG=zh_CN.UTF-8
SELINUX_LEVEL_REQUESTED=
HISTCONTROL=ignoredups
SHLVL=1
HOME=/root
LOGNAME=root	

• PATH 用于运行设置可执行程序的默认搜索路径，当指定文件名称来执行命令程序时，linux程序将在PATH变量指定的目录范围查找对应的可执行文件。

[root@localhost ~]# ls -lh /root/caiquan.sh   ## 查看脚本位置
-rwxr-xr-x. 1 root root 1.4K 7月  17 08:55 /root/caiquan.sh      
[root@localhost ~]# PATH="$PATH:/root"    ## 将root添加到搜索路径
[root@localhost ~]# caiquan.sh    ## 可以直接以文件名运行脚本
请输入您的出拳手势 其中  0代表拳头 1代表剪刀 2代表布 0
您出的是拳头
电脑出的是布
您输了，电脑赢了！

• linux系统中，环境变量的全局配置文件为/etc/profile，此文件定义的变量用于所有用户。
• 每个用户有自己的独立配置文件（~/.bash_profile）。

5.2 位置变量

• 在使用linux脚本程序时，方便通过命令行 为 程序提供操作参数，Bash引入了位置变量的概念。
• 执行命令行操作时，第一个字段表示命令名或者脚本程序名，其余的的字符串按照从左到右的顺序依次赋值给位置变量。
• 位置变量也称为位置参数，用$1、$2、$3、$4、$5、$6、$7表示。

[root@localhost ~]# vim adder2num.sh
#! /bin/bash
SUM=`expr $1 + $2`
echo "$1+$2 = $SUM"
[root@localhost ~]# ./adder2num.sh 52 38
52+38 = 90 

5.3 预定义变量

• 预定义变量是由Bash程序预先定义好的一类变量，用户只能使用预定义变量，而不能创建新的预定义变量，也不能直接为预定义变量赋值。

$#:表示命令行中位置参数的个数。
$*:表示所有位置参数的内容。
$?:表示前一条命令执行后的返回状态，返回值为0表示执行正常，返回非0值表示表示执行出现异常。
$0:表示当前执行的脚本或程序的名称。