本文记录 Linux 的学习过程,内容为 Shell 命令语言。
1. Shell 概论
Shell 是我们通过命令行与操作系统沟通的语言。
Shell 脚本可以直接在命令行中执行,也可以将一套逻辑组织成一个文件,方便复用。
Linux 中常见的 Shell 脚本有很多种,常见的有:
- Bourne Shell(
/usr/bin/sh
或/bin/sh
) - Bourne Again Shell(
/bin/bash
) - C Shell(
/usr/bin/csh
) - K Shell(
/usr/bin/ksh
) - zsh
- …
Linux 系统中一般默认使用 bash,所以接下来讲解 bash 中的语法。
文件开头需要写 #! /bin/bash
,指明 bash 为脚本解释器。
新建一个 test.sh
文件,内容如下:
1 | ! /bin/bash |
运行方式:
(1)作为可执行文件
1 | acs@9e0ebfcd82d7:~$ chmod +x test.sh # 使脚本具有可执行权限 |
(2)用解释器执行
1 | acs@9e0ebfcd82d7:~$ bash test.sh |
2. 注释
(1)单行注释
每行中 #
之后的内容均是注释:
1 | 这是一行注释 |
(2)多行注释
1 | :<<EOF |
其中 EOF
可以换成其它任意字符串,例如:
1 | :<<abc |
3. 变量
3.1 定义变量
定义变量不需要加 $
符号,例如:
1 | name1='yxc' # 单引号定义字符串 |
3.2 使用变量
使用变量,需要加上 $
符号,或者 ${}
符号。花括号是可选的,主要为了帮助解释器识别变量边界。
1 | name=yxc |
3.3 只读变量
使用 readonly
或者 declare
可以将变量变为只读。
1 | name=yxc |
3.4 删除变量
unset
可以删除变量。
1 | name=yxc |
3.5 变量类型
- 自定义变量(局部变量):子进程不能访问的变量。
- 环境变量(全局变量):子进程可以访问的变量。
自定义变量改成环境变量:
1 | acs@9e0ebfcd82d7:~$ name=AsanoSaki # 定义变量 |
环境变量改为自定义变量:
1 | acs@9e0ebfcd82d7:~$ export name=AsanoSaki # 定义环境变量 |
3.6 字符串
字符串可以用单引号,也可以用双引号,也可以不用引号,不用引号与双引号是一样的。
单引号与双引号的区别:
- 单引号中的内容会原样输出,不会执行、不会取变量。
- 双引号中的内容可以执行、可以取变量。
1 | name=yxc # 不用引号 |
获取字符串长度:
1 | name="yxc" |
提取子串:
1 | name="hello, yxc" |
4. 默认变量
4.1 文件参数变量
在执行 Shell 脚本时,可以向脚本传递参数。$1
是第一个参数,$2
是第二个参数,以此类推。特殊的,$0
是文件名(包含路径)。例如:
创建文件 test.sh
:
1 | ! /bin/bash |
然后执行该脚本:
1 | acs@9e0ebfcd82d7:~$ chmod +x test.sh |
4.2 其它参数相关变量
$#
:代表文件传入的参数个数,如上例中值为4。$*
:由所有参数构成的用空格隔开的字符串,如上例中值为"$1 $2 $3 $4"
。$@
:每个参数分别用双引号括起来的字符串,如上例中值为"$1" "$2" "$3" "$4"
。$$
:脚本当前运行的进程 ID。$?
:上一条命令的退出状态(注意不是stdout
,而是exit code
)。0表示正常退出,其他值表示错误。$(command)
:返回command
这条命令的stdout
(可嵌套)- `command`:返回
command
这条命令的stdout
(不可嵌套)。注意是~
下面的那个点号。
5. 数组
数组中可以存放多个不同类型的值,只支持一维数组,初始化时不需要指明数组大小,数组下标从0开始。
5.1 数组定义
数组用小括号表示,元素之间用空格隔开。例如:
1 | array=(1 abc "def" AsanoSaki) |
也可以直接定义数组中某个元素的值:
1 | array[0]=1 |
5.2 读取数组中元素的值
格式:
1 | {array[index]} |
例如:
1 | array=(1 abc "def" AsanoSaki) |
5.3 读取整个数组
格式:
1 | {array[@]} # 第一种写法 |
例如:
1 | array=(1 abc "def" AsanoSaki) |
5.4 数组长度
类似于字符串:
1 | {#array[@]} # 第一种写法 |
例如:
1 | array=(1 abc "def" AsanoSaki) |
6. expr命令
expr
命令用于求表达式的值,格式为:
1 | expr 表达式 |
表达式说明:
- 用空格隔开每一项。
- 用反斜杠放在 Shell 特定的字符前面(发现表达式运行错误时,可以试试转义)。
- 对包含空格和其他特殊字符的字符串要用引号括起来。
expr
会在stdout
中输出结果。如果为逻辑关系表达式,则若结果为真,stdout
为1,否则为0。expr
的exit code
:如果为逻辑关系表达式,则若结果为真,exit code
为0,否则为1。
6.1 字符串表达式
length STRING
:返回STRING
的长度。index STRING CHARSET
:CHARSET
中任意单个字符在STRING
中最前面的字符位置,下标从1开始。如果在STRING
中完全不存在CHARSET
中的字符,则返回0。substr STRING POSITION LENGTH
:返回STRING
字符串中从POSITION
开始,长度最大为LENGTH
的子串。如果POSITION
或LENGTH
为负数、0或非数值,则返回空字符串。
示例:
1 | str="Hello World!" |
6.2 整数表达式
expr
支持普通的算术操作,算术表达式优先级低于字符串表达式,高于逻辑关系表达式。
+ -
:加减运算。两端参数会转换为整数,如果转换失败则报错。* / %
:乘、除与取模运算。两端参数会转换为整数,如果转换失败则报错。注意*
需要转义。()
:可以改变优先级,但需要用反斜杠转义。
示例:
1 | a=3 |
6.3 逻辑关系表达式
|
:如果第一个参数非空且非0,则返回第一个参数的值,否则返回第二个参数的值,但要求第二个参数的值也是非空或非0,否则返回0。如果第一个参数是非空或非0时,不会计算第二个参数。&
:如果两个参数都非空且非0,则返回第一个参数,否则返回0。如果第一个参为0或为空,则不会计算第二个参数。< <= = == != >= >
:比较两端的参数,如果为true
,则返回1,否则返回0。==
是=
的同义词。expr
首先尝试将两端参数转换为整数,并做算术比较,如果转换失败,则按字符集排序规则做字符比较。()
:可以改变优先级,但需要用反斜杠转义。
示例:
1 | a=3 |
7. read命令
read
命令用于从标准输入中读取单行数据。当读到文件结束符时,exit code
为1,否则为0。
参数说明:
-p
:后面可以接提示信息。-t
:后面跟秒数,定义输入字符的等待时间,超过等待时间后会自动忽略此命令。
实例:
1 | acs@9e0ebfcd82d7:~$ read name # 读入name的值 |
8. echo命令
echo
用于输出字符串。命令格式:
1 | echo STRING |
(1)显示普通字符串
1 | echo "Hello AC Terminal" |
(2)显示转义字符
1 | echo "\"Hello AC Terminal\"" # 注意只能使用双引号,如果使用单引号,则不转义 |
(3)显示变量
1 | name=AsanoSaki |
(4)显示换行
1 | echo -e "Hi\n" # -e 开启转义 |
输出结果:
1 | Hi |
(5)显示不换行
1 | echo -e "Hi \c" # -e 开启转义 \c 不换行 |
输出结果:
1 | Hi AsanoSaki |
(6)显示结果定向至文件
1 | echo "Hello World" > output.txt # 将内容以覆盖的方式输出到output.txt中 |
(7)原样输出字符串,不进行转义或取变量(用单引号)
1 | name=acwing |
输出结果:
1 | name\" |
(8)显示命令的执行结果
1 | echo `date` |
输出结果:
1 | Wed Sep 1 11:45:33 CST 2021 |
9. printf命令
printf
命令用于格式化输出,类似于 C/C++ 中的 printf
函数。默认不会在字符串末尾添加换行符。
命令格式:
1 | printf format-string [arguments...] |
脚本内容:
1 | printf "%10d.\n" 123 # 占10位,右对齐 |
输出结果:
1 | 123. |
10. test命令与判断符号[]
10.1 逻辑运算符
&&
表示与,||
表示或。- 二者具有短路原则:
expr1 && expr2
:当expr1
为假时,直接忽略expr2
。expr1 || expr2
:当expr1
为真时,直接忽略expr2
。
- 表达式的
exit code
为0,表示真;为非零,表示假(与 C/C++ 中的定义相反)。
10.2 test命令
在命令行中输入 man test
,可以查看 test
命令的用法。
test
命令用于判断文件类型,以及对变量做比较。
test
命令用 exit code
返回结果,而不是使用 stdout
。0表示真,非0表示假。
例如:
1 | test 2 -lt 3 # 为真,返回值为0 |
(1)文件类型判断
1 | test -e filename # 判断文件是否存在 |
其它参数如下:
-e
:文件是否存在。-f
:是否为文件。-d
:是否为目录。
(2)文件权限判断
1 | test -r filename # 判断文件是否可读 |
其它参数如下:
-r
:文件是否可读。-w
:文件是否可写。-x
:文件是否可执行。-s
:是否为非空文件。
(3)整数间比较
1 | test $a -eq $b # a是否等于b |
其它参数如下:
-eq
:a
是否等于b
。-ne
:a
是否不等于b
。-gt
:a
是否大于b
。-lt
:a
是否小于b
。-ge
:a
是否大于等于b
。-le
:a
是否小于等于b
。
(4)字符串比较
test -z STRING
:判断STRING
是否为空,如果为空,则返回true
。test -n STRING
:判断STRING
是否非空,如果非空,则返回true
(-n
可以省略)。test str1 == str2
:判断str1
是否等于str2
。test str1 != str2
:判断str1
是否不等于str2
。
(5)多重条件判定
1 | test -r filename -a -x filename |
其它参数如下:
-a
:两条件是否同时成立。-o
:两条件是否至少一个成立。!
:取反,如test ! -x file
,当file
不可执行时,返回true
。
10.3 判断符号[]
[]
与 test
用法几乎一模一样,更常用于 if
语句中。另外 [[]]
是 []
的加强版,支持的特性更多。
例如:
1 | [ 2 -lt 3 ] # 为真,返回值为0 |
1 | acs@9e0ebfcd82d7:~$ ls # 列出当前目录下的所有文件 |
注意:
[]
内的每一项都要用空格隔开。[]
内的变量,最好用双引号括起来。[]
内的常数,最好用单或双引号括起来。
例如:
1 | name="acwing AsanoSaki" |
11. 判断语句
11.1 if…then形式
类似于 C/C++ 中的 if-else
语句。
(1)单层 if
:
1 | if condition |
示例:
1 | a=3 |
输出结果:
1 | 3在范围内 |
(2)单层 if-else
:
1 | if condition |
示例:
1 | a=3 |
输出结果:
1 | 3小于4 |
(3)多层 if-elif-elif-else
:
1 | if condition |
示例:
1 | a=4 |
输出结果:
1 | 其他 |
11.2 case…esac形式
类似于 C/C++ 中的 switch
语句。
命令格式:
1 | case $变量名称 in |
示例:
1 | a=4 |
输出结果:
1 | 其他 |
12. 循环语句
12.1 for…in…do…done
命令格式:
1 | for var in val1 val2 val3 |
示例一,输出 a 2 cc
,每个元素一行:
1 | for i in a 2 cc |
示例二,输出当前路径下的所有文件名,每个文件名一行:
1 | for file in `ls` |
示例三,输出1到10:
1 | for i in $(seq 1 10) |
示例四,使用 {1..10}
或者 {a..z}
:
1 | for i in {a..z} |
12.2 for ((…;…;…)) do…done
命令格式:
1 | for ((expression; condition; expression)) |
示例,输出1到10,每个数占一行:
1 | for ((i=1; i<=10; i++)) |
12.3 while…do…done
while...do...done
:当条件为假时结束。
命令格式:
1 | while condition |
示例,文件结束符为 Ctrl+d
,输入文件结束符后 read
指令返回 false
:
1 | while read name |
12.4 until…do…done
until...do...done
:当条件为真时结束。
命令格式:
1 | until condition |
示例,当用户输入 yes
或者 YES
时结束,否则一直等待读入:
1 | until [ "${word}" == "yes" ] || [ "${word}" == "YES" ] |
12.5 break
break
:跳出当前一层循环,注意与 C/C++ 不同的是:break
不能跳出 case
语句。
示例,每读入非 EOF 的字符串,会输出一遍1到7。该程序可以输入 Ctrl+d
文件结束符来结束,也可以直接用 Ctrl+c
杀掉该进程:
1 | while read name |
12.6 continue
continue
:跳出当前循环。
示例,输出1到10中的所有奇数:
1 | for ((i=1;i<=10;i++)) |
直接关闭进程的方式:
- 使用
top
命令找到进程的PID
。 - 输入
kill -9 PID
即可关掉此进程。
13. 函数
bash
中的函数类似于 C/C++
中的函数,但 return
的返回值与 C/C++ 不同,返回的是 exit code
,取值为 [0, 255]
,0表示正常结束。
如果想获取函数的输出结果,可以通过 echo
输出到 stdout
中,然后通过 $(function_name)
来获取 stdout
中的结果。
函数的 return
值可以通过 $?
来获取。
命令格式:
1 | [function] func_name() { # function关键字可以省略 |
(1)不获取 return
值和 stdout
值
1 | func() { |
输出结果:
1 | Hello yxc |
(2)获取 return
值和 stdout
值(不写 return
时,默认 return 0
)
1 | func() { |
输出结果:
1 | output = Hello AsanoSaki |
(3)函数的输入参数
在函数内,$1
表示第一个输入参数,$2
表示第二个输入参数,依此类推。
注意:函数内的 $0
仍然是文件名,而不是函数名。
1 | func() { # 递归计算 $1 + ($1 - 1) + ($1 - 2) + ... + 0 |
输出结果:
1 | 55 |
(4)函数内的局部变量
可以在函数内定义局部变量,作用范围仅在当前函数内。可以在递归函数中定义局部变量。
命令格式:
1 | local 变量名=变量值 |
例如:
1 | ! /bin/bash |
输出结果:
1 | AsanoSaki |
第一行为函数内的 name
变量,第二行为函数外调用 name
变量,会发现此时该变量不存在。
14. exit命令
exit
命令用来退出当前 Shell 进程,并返回一个退出状态;使用 $?
可以接收这个退出状态。
exit
命令可以接受一个整数值作为参数,代表退出状态。如果不指定,默认状态值是0。
exit
退出状态只能是一个介于0到255之间的整数,其中只有0表示成功,其它值都表示失败。
示例,创建脚本 test.sh
,内容如下:
1 | ! /bin/bash |
执行该脚本:
1 | acs@9e0ebfcd82d7:~$ chmod +x test.sh |
15. 文件重定向
每个进程默认打开3个文件描述符:
stdin
:标准输入,从命令行读取数据,文件描述符为0。stdout
:标准输出,向命令行输出数据,文件描述符为1。stderr
:标准错误输出,向命令行输出数据,文件描述符为2。
可以用文件重定向将这三个文件重定向到其他文件中。
(1)重定向命令列表
command > file
:将stdout
重定向到file
中。command < file
:将stdin
重定向到file
中。command >> file
:将stdout
以追加方式重定向到file
中。command n> file
:将文件描述符n
重定向到file
中。command n>> file
:将文件描述符n
以追加方式重定向到file
中。
(2)输入和输出重定向
1 | echo -e "Hello \c" > output.txt # 将stdout重定向到output.txt中 |
(3)同时重定向 stdin
和 stdout
创建 bash 脚本:
1 | ! /bin/bash |
创建 input.txt
,里面的内容为:
1 | 3 |
执行命令:
1 | acs@9e0ebfcd82d7:~$ chmod +x test.sh # 添加可执行权限 |
16. 引入外部脚本
类似于 C/C++ 中的 include
操作,bash 也可以引入其他文件中的代码。
语法格式:
1 | . filename # 注意点和文件名之间有一个空格 |
示例,创建 test1.sh
,内容为:
1 | ! /bin/bash |
然后创建 test2.sh
,内容为:
1 | ! /bin/bash |
执行命令:
1 | acs@9e0ebfcd82d7:~$ chmod +x test2.sh |
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