Shell学习(1/6) 教程-变量

一、教程

Shell 是一个用 C 语言编写的程序，它是用户使用 Linux 的桥梁。Shell 既是一种命令语言，又是一种程序设计语言。
Shell 是指一种应用程序，这个应用程序提供了一个界面，用户通过这个界面访问操作系统内核的服务。

Shell 脚本

Shell 脚本（shell script），是一种为 shell 编写的脚本程序。
业界所说的 shell 通常都是指 shell 脚本，但读者朋友要知道，shell 和 shell script 是两个不同的概念。

常见的 Shell 类型：

Bash (Bourne Again Shell)：是最常见的 Linux 和 macOS 默认 Shell，功能强大且易用。
sh (Bourne Shell)：经典的 Unix Shell，许多其他 Shell 都是基于它扩展的。
zsh (Z Shell)：功能强大的 Shell，比 Bash 更加灵活，支持自动补全和更强的脚本功能。
fish (Friendly Interactive Shell)：注重易用性和交互性，提供了丰富的提示和补全功能。
csh (C Shell)：语法和 C 语言类似，曾在一些早期的 Unix 系统中广泛使用。

第一个shell脚本

1.使用 nano 创建脚本

打开终端。
输入以下命令来创建并编辑脚本：

nano myscript.sh
3. 输入您的脚本内容。例如
#!/bin/bash echo "Hello, World!"

按 Ctrl + O 保存文件，然后按 Enter 确认文件名。
按 Ctrl + X 退出编辑器。

2. 赋予脚本执行权限

chmod +x myscript.sh
使脚本变为可执行文件。

3. 运行脚本

如果脚本位于当前目录：

./myscript.sh

如果脚本不在当前目录，您需要提供脚本的完整路径：

/path/to/myscript.sh

4. 运行结果

Hello, World!

二、Shell 变量

在 Shell 编程中，变量是用于存储数据值的名称。
变量名的命名须遵循如下规则：

只包含字母、数字和下划线： 变量名可以包含字母（大小写敏感）、数字和下划线 _，不能包含其他特殊字符。
不能以数字开头： 变量名不能以数字开头，但可以包含数字。
避免使用 Shell 关键字： 不要使用Shell的关键字（例如 if、then、else、fi、for、while 等）作为变量名，以免引起混淆。
使用大写字母表示常量： 习惯上，常量的变量名通常使用大写字母，例如 PI=3.14。
避免使用特殊符号： 尽量避免在变量名中使用特殊符号，因为它们可能与 Shell 的语法产生冲突。
避免使用空格： 变量名中不应该包含空格，因为空格通常用于分隔命令和参数。

1. 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：

#!/bin/bash
my_name="xaye"
echo ${my_name}
echo $my_name

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，和Kotlin类似。

2. 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。

#!/bin/bash

myUrl="https://www.google.com"
readonly myUrl
myUrl="https://www.runoob.com"

运行脚本，结果如下：

./myscript.sh: line 4: myUrl: readonly variable

3. 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。

#!/bin/sh

myUrl="https://www.runoob.com"
unset myUrl
echo $myUrl

执行将没有任何输出。

xaye@PS2022YZEUYRLD:/mnt/e/Android-NDK-C/sh$ ./myscript.sh

xaye@PS2022YZEUYRLD:/mnt/e/Android-NDK-C/sh$

4. 变量类型

4.1 字符串变量
存储字符或字符串，默认情况下 Shell 中的变量都被视为字符串类型。

name="Xaye"
greeting="Hello, ${name}!"
echo $greeting

不需要声明类型。
使用双引号可以防止空格或特殊字符被误解释。
使用单引号禁止变量替换。

4.2 数组变量
用于存储多个值（下标从 0 开始）。
定义：array=(value1 value2 value3)
访问元素：echo ${array[0]} # 输出第一个元素
操作数组：
获取所有元素： ${array[@]} 或 ${array[\*]}
获取数组长度： ${#array[@]}
示例：

colors=("red" "green" "blue")
echo ${colors[1]}       # 输出 green
echo ${colors[@]}       # 输出 red green blue
echo ${#colors[@]}      # 输出 3

4.3 整数变量
用于存储和操作整数值（需要指定计算模式）。

num=42

算术运算：
使用 $((expression)) 进行整数运算。

num=$((5 + 10))
echo $num  # 输出 15

增加或减少：

num=$((num + 1))
echo $num  # 输出 16

注意：默认情况下，Shell 不支持浮点运算，可借助 bc 或其他工具实现。

4.4 环境变量
系统级变量，影响系统环境或子进程行为。
常见环境变量：

$PATH：可执行文件的搜索路径。
$HOME：用户的主目录。
$USER：当前登录的用户名。
$SHELL：当前使用的 Shell 类型。

操作环境变量：
查看当前环境变量：

env

设置新的环境变量：

    export VAR="value"

查看某个变量：

    echo $VAR

4.5 特殊变量
Shell 内置的特殊变量，用于存储命令、脚本参数或运行状态信息。

常见特殊变量：
- $0：当前脚本或命令名。
- $1, $2, ...：命令行参数。
- $@：所有参数（逐个分开）。
- $\*：所有参数（作为一个字符串）。
- $#：参数个数。
- $?：上一个命令的退出状态。
- $$：当前 Shell 的进程 ID。
- $!：最近运行的后台任务的进程 ID。

4.6 总结

类型	说明	示例
字符串变量	存储字符或字符串，Shell 默认变量类型。	`name="Alice"`；`echo "Hello, $name!"`
数组变量	存储多个值，支持索引访问及操作。	`array=(val1 val2)`；`echo ${array[0]}`
整数变量	存储和操作整数，支持算术运算。	`num=$((5 + 3))`；`echo $num`
环境变量	系统级变量，影响系统环境或子进程。	`$PATH`, `$HOME`, `export VAR=value`
特殊变量	内置变量，用于存储命令、参数及状态信息。	`$@`, `$\*`, `$?`, `$$`, `$!`

5. Shell 字符串

字符串是shell编程中最常用最有用的数据类型（除了数字和字符串，也没啥其它类型好用了），字符串可以用单引号，也可以用双引号，也可以不用引号。
5.1 单引号
内容完全原样输出，变量或特殊字符不会被解析。

str='Hello $USER'
echo $str  # 输出：Hello $USER

5.2 双引号
支持变量和特殊字符的解析。

name="Xaye"
greeting="Hello, $name!"
echo $greeting  # 输出：Hello, Xaye!

5.3 拼接字符串

name="Xaye"
full_greeting="Hello, "$name"!"
echo $full_greeting  # 输出：Hello, Xaye!

5.4 获取字符串长度
使用 ${#变量名} 获取字符串的长度：

str="Hello, World"
echo ${#str} # 输出：12

5.5 提取字符串
使用 ${变量名:起始位置:长度} 提取子字符串：

str="Hello, World"
echo ${str:7:5}  # 输出：World

起始位置从 0 开始；如果只指定起始位置，则提取到字符串末尾。

echo ${str:7}  # 输出：World

5.6 查找字符串
使用 expr index 或内置方法查找子字符串的位置。
示例 1： expr 方法：

str="Hello, World"
echo $(expr index "$str" W)  # 输出：8

示例 2：内置查找：

str="Hello, World"
echo ${str%%W*}  # 输出：Hello,

6. Shell 数组

bash支持一维数组（不支持多维数组），并且没有限定数组的大小。
类似于 C 语言，数组元素的下标由 0 开始编号。获取数组中的元素要利用下标，下标可以是整数或算术表达式，其值应大于或等于 0。
6.1 定义数组
用括号 () 定义数组，数组元素用空格分隔。

arr=(value1 value2 value3)

单独赋值：可以为特定下标的元素单独赋值。

arr[0]="value1"
arr[1]="value2"
arr[2]="value3"

6.2 读取数组
读取单个元素：通过下标访问数组元素（下标从 0 开始）。

echo ${arr[0]}  # 输出：value1

读取所有元素：使用 ${数组名[@]} 或 ${数组名[\*]}。

echo ${arr[@]}  # 输出：value1 value2 value3
运行：
xaye@PS2022YZEUYRLD:/mnt/e/Android-NDK-C/sh$ ./myscript.sh
value1 value2 value3

6.3 获取数组的长度
语法： ${#数组名[@]}

echo ${#arr[@]}  # 输出：3

示例代码

# 定义数组
fruits=("apple" "banana" "cherry")

# 读取单个元素
echo ${fruits[1]}  # 输出：banana

# 读取所有元素
echo ${fruits[@]}  # 输出：apple banana cherry

# 获取数组长度
echo ${#fruits[@]}  # 输出：3

7. Shell 注释

7.1 单行注释
使用 # 开头，表示该行的内容是注释，不会被执行。

# 这是一个单行注释
echo "Hello, World!"  # 输出内容

7.2 多行注释
Shell 不支持原生的多行注释，但可以通过以下方法实现：

连续使用 #** 注释多行**：

# 这是第一行注释
# 这是第二行注释
# 这是第三行注释

使用 : ' ' : + 空格 + 单引号或 : <<EOF ... EOF** 的方法**：

: '
这是第一行注释
这是第二行注释
这是第三行注释
'

<<EOF
这是第一行注释
这是第二行注释
这是第三行注释
EOF