Shell编程——基础入门

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Shell概述

Shell是什么

• Shell是一个命令行解释器，它为用户提供了一个向Linux内核发送请求以便运行程序的界面系统级程序，用户可以用Shell来启动、挂起、停止甚至是编写一些程序。在Linux中，我们可以认为：Linux的命令行界面就是Shell。当用户输入命令后，Shell会将命令翻译成机器能识别的0和1字符序列，发送给系统内核，系统内核再调用硬件进行执行，执行的返回结果再由内核返回给Shell，Shell再次将结果翻译成人能看懂的字符进行显示。
• Shell还是一个功能相当强大的编程语言，易编写，易调试，灵活性较强。Shell是解释执行的脚本语言，在Shell中可以直接调用Linux系统命令。

Shell的分类

　　Shell中有两种主要的语法类型：Bourne和C。其中，我们Linux标准Shell是Bash，属于Bourne。
　　通过echo $SHELL命令，我们可以知道，自己当前系统的Shell具体是什么。如：

echo $SHELL
/bin/bash

　　Linux支持的Shell，可以通过/etc/shells文件进行查询。如：

vim /etc/shells

/bin/sh
/bin/bash
/sbin/nologin
/usr/bin/sh
/usr/bin/bash
/usr/sbin/nologin
/bin/tcsh
/bin/csh

　　（其中sh和bash属于Bourne，也就是B Shell；tcsh和csh属于C Shell。C Shell一般用于Unix系统。）

脚本执行方式

echo输出命令

echo [选项] [输出内容]
选项：
　　-e 支持反斜线控制的字符转换
反斜线控制的字符及其作用，如下：

控制字符	作用
\a	输出警告音
\b	退格键，也就是向左删除键
\n	换行符
\r	回车键
\t	制表符，也就是Tab键
\v	垂直制表符
\0nnn	按照八进制ASCII码表输出字符。其中0为数字零，nnn是三位八进制数
\xhh	按照十六进制ASCII码表输出字符。其中hh是两位十六进制数

　　有颜色的echo，如：

echo -e "\e[1;32mHello,Shell\e[0m"

　　其中：

30m=黑色；31m=红色；32m=绿色；33m=黄色
34m=蓝色；35m=洋红；36m=青色；37m=白色

第一个脚本

（1）编写脚本，如 hello.sh（Linux不通过后缀名识别文件类型，所以可以不用.sh作为后缀名，但是为了方便用户自身，我们约定俗称定义.sh后缀名。）

vi hello.sh

（2）脚本内容

#!/bin/bash
#The first program
echo -e "\e[1;32mHello,Shell\e[0m"

　　其中#!/bin/bash是一行注释，声明以bash运行脚本。尽管是注释，我们也不能删除掉它。在简单的shell脚本中，删除该注释不会带来什么影响，但是当脚本引入其他脚本时可能会带来运行错误。所以我们强烈要求加上这一行注释！
（3）执行脚本

• 第一种方式：赋予执行权限，直接运行

chmod 755 hello.sh
./hello.sh

• 第二种方式：通过bash调用执行脚本

bash hello.sh

Bash的基本功能

命令别名与快捷键

（1）查看与设定别名
alias：查看系统中所有的命令别名。
alias 别名='原命令'：设定命令别名。这种方式设定的别名只是临时的，重启或注销用户，都会使别名失效。
（2）别名永久生效与删除别名
vi ~/.bashrc：写入环境变量配置文件。系统中不只有一个环境变量配置文件。

# .bashrc

# User specific aliases and functions

alias rm='rm -i'
alias cp='cp -i'
alias mv='mv -i'

# Source global definitions
if [ -f /etc/bashrc ]; then
        . /etc/bashrc
fi
~   

　　此时编辑完别名保存文件后，并不会立即生效。需要我们重新登录才会生效。不重新登录的方法是，执行source命令。如：

source ~/.bashrc

unalias 别名：删除别名。这里删除别名的方式真是针对alias命令设置的别名。对于配置文件中设置的别名，需要从配置文件中删除，才能生效。
（3）命令生效顺序
命令生效顺序主要指的是执行一条命令时，采用什么查找路径或原则执行命令的。

• 第一顺位执行用绝对路径或相对路径执行的命令。
• 第二顺位执行别名。
• 第三顺位执行Bash的内部命令。（通过whereis命令可以判断某个命令是否为Bash的内部命令。）
• 第四顺位执行外部命令，即执行按照$PATH环境变量定义的目录查找顺序找到的第一个命令。

可以执行一条命令时，其别名是优先于内部命令或外部命令的。如：别名rm命令优先于外部命令rm的，别名为rm的命令覆盖了原来的rm命令。
（4）常用快捷键

Ctrl+C 强制终止当前命令
Ctrl+L 清屏（Linux命令是clear命令）
Ctrl+A 光标移动到命令行首
Ctrl+E 光标移动到命令行尾
Ctrl+U 从光标所在位置删除到行首！！！
Ctrl+Z 把命令放入后台
Ctrl+R 在历史命令中搜索

历史命令

history命令

history [选项] [历史命令保存文件]
选项：
　　-c 清空历史命令
　　-w 把缓存中的历史命令写入历史命令保存文件 ~/.bash_history
　　直接使用history命令（不加任何选项和参数）可以显示出当前所有的历史命令。而在历史命令保存文件中，保存的是上次用户正确注销账户时自动保存的历史命令。当次输入的历史命令还未保存到文件中。使用

history -w

命令，可以立即将此前的历史命令保存到文件中。
　　历史命令默认会保存1000条，可以在环境变量配置文件/etc/profile中进行修改，修改HISTSIZE对应的值。

历史命令的调用

• 使用上、下箭头调用以前的命令
• 使用“!n”重复执行第n条历史命令
• 使用“!!”重复执行上一条命令
• 使用“!字串”重复执行最后一条以该字串开头的命令

命令与文件补全

　　在Bash中，我们只要在输入命令或文件名、目录名时，按“Tab”键就会自动进行补全。

输入、输出重定向

输出重定向

（1）标准输入输出

设备	设备文件名	文件描述符	类型
键盘	/dev/stdin	0	标准输入
显示器	/dev/stdout	1	标准输出
显示器	/dev/stderr	2	标准错误输出

　　输入设备还有很多，如鼠标，游戏手柄等，但标准的输入设备只有键盘。同样地，输出设备也有很多，如打印机，但标准的输出设备只有显示器。
（2）输出重定向
　　命令的输出结果默认到屏幕、显示器。我们可以修改输出的地方或重新定义输出的方向，称之为输出重定向。

类型	符号	作用
标准输出重定向	命令 > 文件	以覆盖的方式，把命令的正确输出输出到指定的文件或设备当中
	命令 >> 文件	以追加的方式，把命令的正确输出输出到指定的文件或设备当中
标准错误输出重定向	错误命令 2> 文件	以覆盖的方式，把命令的错误输出输出到指定的文件或设备当中
	错误命令 2>> 文件	以追加的方式，把命令的错误输出输出到指定的文件或设备当中

　　如：

ifconfig > test.log
cat test.log

　　如果命令是正确的，那么使用标准错误输出重定向是不会有效果的。也就是说命令的运行结果不会重定向保存到文件中。只有当命令错误时才会。因此，只有我们知道命令是否正确，使用以上的输出重定向才有意义。如果我们想既保存正确结果信息又错误结果信息的话，就需要使用如下的输出重定向形式了。

类型	符号	作用
正确输出和错误输出同时保存	命令 > 文件 2>&1	以覆盖的方式，把命令的正确输出和错误输出都保存到同一个文件当中
	命令 >> 文件 2>&1	以追加的方式，把命令的正确输出和错误输出都保存到同一个文件当中
	命令 &> 文件	以覆盖的方式，把命令的正确输出和错误输出都保存到同一个文件当中
	命令 &>> 文件	以追加的方式，把命令的正确输出和错误输出都保存到同一个文件当中
	命令 >> 文件1 2>> 文件2	把正确的输出追加到文件1中，把错误的输出追加到文件2中

　　另外，还有如：

ls &> /dev/null

　　这种用法，表示命令的结果既不显示在屏幕上也不保存在文件中，相当于直接丢弃输出结果。

输入重定向

wc [选项] [文件名]
选项：
　　-c 统计字节数
　　-w 统计单词数
　　-l 统计行数
　　在不加文件名这个参数的情况下执行wc命令后，需要我们人为地从键盘中输入内容，输入结束按Ctrl + D执行wc统计输入的结果，依次统计单词数、行数、字节数。
　　如果加入文件名这一参数，如：

wc test.log

　　相当于重新定义了输入的方向，从文件内容进行输入，统计文件中的内容。也相当于：

wc < test.log

　　而命令wc << flag则会要求我们输入内容，直到碰到标记（这里设置的是flag）才会停止我们输入，然后统计标记之前的内容。这样命令在平常的使用中更少出现，只作为了解即可。

多命令顺序执行

多命令执行符	格式	作用
;	命令1; 命令2	多个命令顺序执行，命令之间没有任何逻辑联系
&&	命令1&&命令2	逻辑与 当命令1正确执行，则命令2才会执行 当命令1执行不正确，则命令2不会执行
||	命令1||命令2	逻辑或 当命令1执行不正确，则命令2才会执行 当命令1正确执行，则命令2不会执行

　　如：

pwd; ls; date

　　如显示压缩文件前的时间和压缩文件后的时间：

date; tar -zcvf ect.tar.gz /etc; date

　　如命令正确执行输出”yes“，否则输出”no“（通过这种方法，可以判断输入的命令是否正确）：

ls && echo yes || echo no

管道符

命令1 | 命令2：命令1的正确输出作为命令2的操作对象。因此命令2被要求能操作命令1的输出才行。
　　如翻页显示ls命令的结果：

ls -l /etc | more

ll -a /etc | more

　　如查看客户端连接当前Linux服务器的情况（如果有客户端连接的话）：

netstat -an | grep ESTABLISHED

　　如果还要统计连接服务器的数量，可以执行：

netstat -an | grep ESTABLISHED | wc -l

（补充：more [文件名]用于分屏显示文件内容。netstat -an查看Linux中所有网络连接，其中上部分的输出显示的是本地网络端口的连接情况，下部分是本地程序的访问情况。）

Shell中特殊符号

通配符

通配符	作用
?	匹配一个任意字符
*	匹配0个或多个任意字符，也就是可以匹配任何内容
[]	匹配中括号中任意一个字符。如：[abc]代表一定匹配其中一个字符，或者是a，或者是b，或者是c
[-]	匹配中括号中任意一个字符，-代表一个范围。例如：[a-z]代表匹配一个小写字字母。
[^]	逻辑非，表示匹配不是中括号内的一个字符。例如：[^0-9]代表匹配一个不是数字的字符。

　　如列出以test开头的文件或目录：

ls test*

　　注：通配符主要用于匹配文件名或者目录名称。如果我们要匹配文件中的内容，我们需要使用正则表达式。

Bash中其他特殊符号

符号	作用
”	单引号。在单引号中所有的特殊符号，如“$”和“`”（反引号）都没有特殊含义。只是普通的符号。
“”	双引号。在双引号中特殊符号都没有特殊含义，但是“$”、“`”和“\”例外，拥有“调用变量的值”、“引用命令”和“转义符”的特殊含义。
“	反引号。反引号括起来的内容是系统命令，在Bash中会先执行它。和 $() 作用一样，不过推荐使用 $()，因为反引号非常容易看错。如：cm=`ls`，表示将ls命令的执行结果赋值给变量cm。
$()	和反引号的作用一样，用来引用系统命令。
#	在Shell脚本中，#开头的行代表注释。
$	用于调用变量的值，如需要调用变量name的值时，需要用$name的方式得到变量的值。
\	转义符，跟在\之后的特殊符号将失去特殊含义，变为普通字符。如\$将输出“$”符号，而不当作是变量引用。

如：

[root@localhost ~]# val=123
[root@localhost ~]# echo $val
123
[root@localhost ~]# echo '$val'
$val
[root@localhost ~]# echo "$val"
123
[root@localhost ~]# cm=`ls` #执行命令并将结果赋值给变量cm
[root@localhost ~]# echo "$cm"
anaconda-ks.cfg
[root@localhost ~]# cm2=$(ls)
[root@localhost ~]# echo $cm2 #这里可以写注释
anaconda-ks.cfg
[root@localhost ~]# echo $cm2 #输出变量的结果
anaconda-ks.cfg
[root@localhost ~]# echo \$cm #让$符号失去效果
$cm