【Shell编程】Shell基本语法

Shell 语法

Shell程序设计作为一种脚本语言，在Linux系统中有广泛的应用，本文记录了关于Shell程序设计的基础语法知识和常用命令，方便查询，熟练使用shell也需要经常实践，这对于完成一些较简单的编程任务很有帮助。

（1）变量

在shell里，使用变量之前并不需要事先做出声明，可以通过使用直接创建。默认情况下，所有的变量都被当做字符串进行存储，变量名区分大小写。变量名之前加一个$符号可以访问它的内容。

输入和输出：可以使用echo命令将一个变量的内容输出到终端，使用read命令（停下来等待用户输入）可以将用户的输入赋值给一个变量。

单引号和双引号：shell脚本的文件参数以空白符进行分割，如果一个参数包含空白符，就需要放到引号中（防止被解读为不同的参数）。双引号通常可以用来做字符串定界符。而像$salutation这样的变量放到引号中，有这几种情况：不加引号引用变量的值，放到双引号中也引用变量的值，放到单引号中就不引用，而是看作一个字符串。

$ salutation=Hello

$ echo $salutation  # 输出 Hello

$ salutation="Yes Sir"

$ echo $salutation  # 输出 Yes Sir

$ salutation=7+2

$ echo $salutation  # 输出 7+2 (作为字符串看待)

# 使用引号：

$ myvar="Hello World"

$ echo $myvar  # 输出 Hello World

$ echo "$myvar" # 输出 Hello World

$ echo '$myvar' # 输出 $myvar

$ echo \$myvar  # 转义字符，输出 $myvar

除了自定义变量外，shell还有一些环境变量和参数变量。

所谓环境变量，就是指脚本开始执行时，一些变量会根据当前环境设置中的值进行初始化。使用export命令可以设置环境变量。下面的示例展示了常用的环境变量：

$ echo $HOME # 当前用户的home目录，在我的机器上输出 /home/gzshan

$ echo $PATH # 以冒号分割的用来搜索命令的目录列表

$ echo $0 # shell脚本的名字

$ echo $# # 传递给脚本的参数数量，默认是0

$ echo $$ # shell脚本的进程号

所谓参数变量，就是指执行脚本程序如果带有参数，一些额外的变量会被创建，如下所示：

如：运行一个脚本的命令：./first.sh foo bar baz

$1 $2 $3 #分别指的就是参数foo，bar和baz

$# # 此时为3

$@ # 用于列出所有的参数变量，（$* 也有相同功能，但受空白符影响，一般用$@）

（2）条件

条件判断是程序设计语言控制结构的基础，程序需要对条件进行测试和判断，从而执行不同的命令，完成不同的功能和任务。在shell脚本中，完成条件测试有两个命令：test 和布尔判断命令 [ ]

test 命令

以下的例子展示了test命令的用法，注意如果then和if放在同一行则需要一个分号。

if test -f fred.c # 如果then写在这一行需要一个分号，这条语句检查一个文件是否存在

then

	echo "Hello"

fi

布尔判断命令[ ]

把 [ 当作一条命令看起来有些奇怪，但是会使得程序变得简单。注意：使用 [ 时，后面必须有空格，还应该使用 ] 来结尾。
```
if [ -f fred.c ] ; then # 同样必须有分号，必须有空格

echo "test"

fi
```
当使用以上两个命令时，可以使用的条件类型归结为三类，用下表归纳。

第一类：字符串的比较	比较结果
string1 = string2	两个字符串相同结果为真
string1 != string2	两个字符串不相同结果为真
-n string	字符串不为空则结果为真
-z string	字符串为null则结果为真
第二类：算术比较	比较结果
expression1 -eq expression2	两个表达式结果相等为真
expression1 -nq expression2	两个表达式结果不相等为真
expression1 -gt expression2	expression1 大于 expression2 为真
expression1 -ge expression2	expression1 大于等于 expression2 为真
expression1 -lt expression2	expression1 小于 expression2 为真
expression1 -le expression2	expression1 小于等于 expression2 为真
！expression	expression为假则结果为真
第三类：与文件有关的条件测试	比较结果
-d file	文件是一个目录，则结果为真
-f file	文件是一个普通文件，则结果为真
-g file	文件set-group-id 被设置，则结果为真
-u file	文件set-user-id 被设置，则结果为真
-s file	文件大小不为0，则结果为真
-r / -w / -x file	文件可读 / 可写 / 可执行，则结果为真
-a file	文件存在，则结果为为真
-c file	文件存在并且为字符特殊文件，则结果为真

（3）控制结构

if 语句和elif 语句

if 语句比较简单，下面的例子展示了if 语句和elif语句的用法。

#!/bin/sh

echo "Is it morning? Please answer yes or no"

read timeofday

if [ $timeofday = "yes" ] # if语句，后面跟条件测试

then

	echo "Good morning"

elif [ $timeofday = "no" ]; then # then放同一行，加分号

	echo "Good afternoon"

else

	echo "Sorry,$timeofday not recognized. Enter yes or no"

	exit 1

fi

exit 0

for 语句

for语句用以循环处理一组值，这组值可以是任意字符串的集合，也可以是其他命令的输出结果，下面用两个例子展示其用法。

#!/bin/sh

for foo in bar fud 43 # 循环处理一组字符串

do

	echo $foo

done

exit 0

#!/bin/sh

for file in $（ls f*.sh); do # 使用通配符扩展for循环，列出所有以f开头，扩展名为.sh的脚本文件

	# 说明：$()是执行该命令得到的输出结果

	lpr $file # lpr是打印命令

done

exit 0

while 语句

如果事先不知道循环次数，for循环不太好使用的情况下，可以使用while循环。whie语句的do和done之间的语句反复执行，直到条件不再真为止。
```
#!/bin/sh

echo "Enter password"

read trythis

while [ $trythis != "secret" ]; do # 反复执行，直到条件不再真为止

	echo "sorry,try again"

	read trythis

done

exit 0
```

until 语句

until语句与while循环类似，所不同的是，until反复执行循环直到条件为真。

#!/bin/sh

until who | grep "$1" > /dev/null

do

	sleep 60

done

echo -e '\a'

echo "$1 has just logged in"

exit 0

case 语句

case语句相比其他结构较为复杂，用下面的例子来介绍他的用法，需要特别注意的是：case按顺序查找第一个匹配的模式，而不是最佳匹配。

#!/bin/sh

echo "Is it morning? Please answer yes or no"

read timeofday

case "$timeofday" in

	yes | y | Yes | YES )   echo "good morning";; # 注意每个模式末尾是两个分号

	n* | N* ) echo "good afternoon";;

	* ) echo "sorry,answer not recognized";;

esac

exit 0

命令列表

有时需要将多个命令连接成一个序列，shell提供了命令列表，也就是and列表和or列表，类似于其他程序设计语言，它们也采用的是短路求值。
```
if [ -f file1 ] && echo "hello" && [ -f file2 ] && echo "here";then

	echo "in if"

fi

if [ -f file ] || echo "hello" || echo "here" ; then

	echo "in if"

fi
```
语句块

在某些只允许使用单个语句的地方，要想使用多条语句，可以放到花括号中构建一个语句块。
```
get_confirm && { # and列表中使用语句块

    echo "hello"

    cat test.txt

}
```

（4）函数

要在shell脚本中使用函数，只需要写出函数名，然后跟一对括号，再把函数中的语句放在一对花括号中，并且把函数定义放到函数调用之前。函数体内可以用local关键字声明局部变量。

函数参数：当一个函数被调用时，脚本程序的位置参数（$*，$@，$#，$1，$2等等）会被替换为函数的参数，当函数执行完毕后，这些参数会恢复为先前的值。下面的例子展示了函数的用法。

#!/bin/sh

yes_or_no(){    # 函数定义

    echo "Is your name $* ?"

    while true

    do

    	echo -n "Enter yes or no: "

    	read x

    	case "$x" in

    		y | yes ) return 0;;

    		n | no ) return 1;;

    		* ) echo "Answer yes or no"

    	esac

    done

}

# 以下是主程序部分：

echo  "Original parameters are $*"

if yes_or_no "$1"

then

	echo "Hi $1,nice name"

else

	echo "Never mind"

fi

exit 0

（5）命令

break命令和continue命令

这两条命令比较简单，break应用于跳出for、while、until循环，continue命令用于跳过当前这一次循环。
: 命令

：相当于一个空命令，或者相当于true的别名，例如 while ：就代表一个死循环
. 命令

. 命令用于在当前shell中执行命令，如前面用到的./first.sh
echo 命令和read命令

echo命令用于输出结尾带有换行符的字符串，前面已多次用到，它还有两个常用的参数，如下所示。现在最新版本的shell常常用printf来代替echo。read命令用于将用户的输入赋给一个变量。
```
$ echo -n "string to output" # 去掉换行符

$ echo -e "string to output\c" # -e确保启用了反斜杠转移字符
```
eval 命令

eval命令用于对参数进行求值，它是shell的内置命令，通常不会以单独命令的形式存在，以下的例子展示eval的用法。eval命令就像一个额外的$，它给出一个变量的值的值。
```
foo=10

x=foo

y='$'$x # $x就是foo

echo $y # 输出的是$foo

eval z='$'$x

echo $z # 输出的是10
```
exec 命令

exec命令时执行一个shell程序，也就是将当前shell替换为一个不同的程序，当前脚本程序exec命令之后的代码都不会执行。还有一种用法是，它可以用于修改文件描述符，比较少见。
exit n 命令

exit命令使脚本程序以退出码n结束运行。退出码0表示成功，1~125是错误代码，126代表文件不可执行，127代表命令未找到。

export 命令

export命令将自己的参数建为一个环境变量，而这个环境变量可以被当前程序调用的其他脚本或者程序看到。

# 以下是export2.sh

#!/bin/sh

echo $foo

echo $bar

# 以下是export1.sh

#!/bin/sh

foo = "foo foo foo"

export bar = "bar bar bar"

export2 # 调用脚本2

# 此时如果执行脚本1，我们会看到输出bar的值，因为被声明为环境变量，在脚本2中可见，而foo不会被输出

expr 命令和$( ) 、$(( ))

expr命令将它的参数作为表达式来求值，最常见用法就是进行数学运算。$(command)的结果就是执行command的输出结果，和两个反引号的功能相同。

对于表达式求值，一种更新的方法是使用$(( ))命令，将求值的表达式放到$(( ))中，可以很简单的完成数学运算，常见的表达式求值有：加+、减-、乘*、除/、取模%、与&、或|、等于=、不等!=、大于>、小于<等等。

以下的例子展示这几个命令的用法：
```
$ x=1

$ x=`expr $x + 1` # 反引号是x取值为xpr $x + 1的结果

$ x=$(expr $x + 1)  # $(command)具有和反引号相同的功能

$ x=$(($x + 1)) # 一种更新的方法是使用$(( ))命令,代替expr命令
```

set 命令和unset 命令

set命令的作用是为shell设置参数变量。unset命令的作用是从环境中删除变量或者函数。

#!/bin/sh

echo the date is $(date)

set $(date) # 将date设置为参数变量

echo the month is $2 # 输出第二个位置参数，月份

foo = 0

unset foo # 删除变量foo

exit 0

shift 命令

shift命令把所有的参数变量左移一个位置，使得$2变为$1，$3变为$2，依次类推，原来的$1被丢弃，而$0仍将保持不变。如果指定数值参数，可以左移相应的次数。该命令的一个主要作用是用来扫描参数，如下所示。
```
#!/bin/sh

while [ "$1" != "" ]; do

	echo "$1"

	shift

done

exit 0
```

trap 命令

trap命令用于指定在接收到相应的信号后将要采取的行动，trap命令的常见形式如下：

trap command signal

# 第一个参数是接收到信号时将要采取的行动

# 第二个参数是要处理的信号名

find 命令

find命令是一个很有用的命令，主要用于在系统中找文件，也就是文件搜索。其基本语法格式如下：
```
find [path] [options] [tests] [actions]
```
其中，path部分很好理解，是要搜索的路径，可以是相对路径，也可以是绝对路径，也可以是多个路径。

options部分是一些可用选项，主要有-depth（在查看目录本身之前先搜索目录的内容），-follow（跟随符号链接），-maxdepths N （最多搜索N层目录），-mount（或者-xdev，指不搜索其他文件系统中的目录）

tests是测试部分，每种测试的返回结果是true或false，主要有以下几种：-atime N （文件在N天前被最后访问过），-mtime N （文件在N天前被最后修改过），-name（文件名匹配），-newer otherfile（文件比otherfile要新），-type c（文件类型是c、d、f，分别对应特殊字符文件、目录、普通文件），-user username（文件的拥有者是username）。

注意：tests测试可以组合使用，有三个组合命令：-and，-or，-not

actions部分是匹配之后要执行的动作，比如：-exec command（执行一条命令，最常见），-print（打印）等等。
```
$ find / -name test -print

$ find / -mount -name test -print

$ find . -newer while2 -print

$ find . -newer while2 -type f -print
```
grep 命令

grep命令是通用正则表达式解析器，通俗的说，find命令在系统中找文件，grep命令在文件中找字符串，一种常用的做法是将grep作为传递给-exec的一条命令。

grep命令的基本语法如下：
```
grep [options] PATTERN [FILES]
```
options是一些主要选项，常用的有-c （输出匹配行的数目）、-E（启用扩展表达式）、-h（取消每个输出行的普通前缀）、-i（忽略大小写）、-l（只列出包含匹配行的文件名）、-v（取反，搜索不匹配行）。

PATTERN主要是一些匹配模式，常用正则表达式来表示，关于正则表达式的内容参照另一篇博文正则表达式。
```
grep in words.txt

grep -c in words.txt words2.txt

grep -c -v in words.txt words2.txt

grep "e$" words2.txt

grep "a[[:blank:]]" words2.txt

grep -E [a-z]\{10\} words2.txt
```

总结

Shell程序设计作为一种脚本语言，在Linux系统中有广泛的应用，本文记录了关于Shell程序设计的基础语法知识和常用命令，方便查询，熟练使用shell也需要经常实践，这对于完成一些较简单的编程任务很有帮助。另外，shell程序在Linux中海油一个可视化工具：dialog，由于不常使用，这里不再介绍。