Linux操作系统实验五 shell编程基础（一）

1.实验目的与要求

1. Shell特殊字符的使用
2. Shell变量和运算符
3. Shell输入输出语句
4. Shell函数定义和调用

2.实验平台

实验室安装的实验环境（Linux操作系统）和头歌（www.educoder.net）实验平台（课程实验）

3.实验内容

1. 练习Shell特殊字符的使用
2. 练习Shell变量和字符串
3. 练习Shell函数的使用

4.实验详细内容、步骤

任务描述

本关任务：欢迎来到shell 脚本世界，为了见证shell脚本的神奇，本小节带领大家写第一个shell脚本，希望脚本能够在右侧的命令行窗口中输出hello EduCoder。

接下来让我们一起去开启shell脚本的快乐之旅吧！

相关知识

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。为了更好地学习shell编程，您需要对linux 系统命令有一定的了解，熟悉常用的命令，如：vim、echo、chmod等。

shell 语言编写的程序通常都非常轻巧，比如我想编写一个在屏幕上显示Hello World !程序：

1. #!/bin/bash
2. echo "Hello World !"

说明：#! 是一个约定的标记，它告诉系统这个脚本需要什么解释器来执行，即使用哪一种 shell。echo 命令用于向窗口输出文本内容。

Shell 脚本的运行通常有两种方法： 1、作为可执行程序运行

1. chmod +x ./test.sh  #使脚本具有执行权限
2. ./test.sh  #执行脚本

注意：一定要写成 ./test.sh，而不是 test.sh，./的作用其实就是告诉系统就在当前目录查找，否则系统会去PATH路径中查找有没有test.sh的文件，而系统默认情况下只有 /bin, /sbin, /usr/bin，/usr/sbin 等在 PATH 中，很难找到。

2、作为解释器参数运行，这种运行方式是直接运行解释器，其参数就是 shell 脚本的文件名，如：

1. /bin/sh test.sh

这种方式运行的脚本，不需要在第一行指定解释器信息。

编程要求

请按照要求，完成以下实践内容。 1、在/opt/目录下创建第一个shell脚本 文件命名为 test.sh； 2、编写test.sh脚本，让其输出Hello EduCoder（通过 vim 编辑器编辑）； 3、给/opt/test.sh赋予执行权限； 4、运行test.sh文件。

任务描述

本关带领大家熟悉 shell 的变量并掌握其使用。

变量概念

    从字面上来看就是可以变的量，举个例子，我们小时候都做过数学的应用题，经常定义 y 的值是某个数，如果换了一道题，还是定义 y 的值，但是 y 的值就不和第一道题相同了，这个 y 就是变量。

    变量是计算机内存的单元，在shell中变量其中存放的值可以改变。当 Shell 脚本需要保存一些信息时，如一段字符串或者一段数据，我们可以通过变量赋值的方式把他保存在变量中。

    每个变量都有一个名字，所以命令变量，尽量做到，见名知义。     那么，在 shell 中应该如何设置变量呢？其实 so easy，命令如下：

1. [root@localhost ~]# name=jerry
2. #定义变量name的值
3. [root@localhost ~]# echo $name
4. jerry
5. #查询变量的值

变量类型

    运行 shell 时，会同时存在三种变量：

1. 局部变量： 局部变量在脚本或命令中定义，仅在当前 shell 实例中有效，其他 shell 启动的程序不能访问局部变量，通常用于函数本地。

• i.  #local 关键字
• ii.  local VAR_NAME=VALUE

2. 环境变量： 所有的程序，包括 shell 启动的程序，都能访问环境变量，有些程序需要环境变量来保证其正常运行。必要的时候 shell 脚本也可以定义环境变量 。

• i. ##对当前shell进程及其子shell有效，对其它的shell进程无效  
• ii. 定义：export VAR_NAME=VALUE
• iii. 导出：export VAR_NAME
• iv. 撤消变量：unset VAR_NAME
• v. 只读变量：readonly VAR_NAME

3. shell变量： shell变量是由 shell 程序设置的特殊变量。shell 变量中有一部分是环境变量，有一部分是局部变量，这些变量保证了 shell 的正常运行      位置变量：用来接受变量指定位置的参数

• i.   $1,$2...,${10}
• ii.   ## 如下执行脚本a.sh
• iii.   bash a.sh 1 2 3
• iv.   ## $1即为第一个参数1  $2及为第二个参数 2

     特殊变量：shell 对一些参数做特殊处理，这些参数只能被引用而不能被赋值。

• v. $#  传递到脚本的参数个数
• vi. $*  显示所有向脚本传递的参数                  #与位置变量不同，此选项参数可超过9个
• vii. $$  获取当前shell的进程号
• viii. $!  执行上一个指令的进程号
• ix. $?  获取执行的上一个指令的返回值              #0为执行成功，非零为执行失败
• x. $-  显示shell使用的当前选项，与set命令功能相同
• xi. $@  与$*相同，但是使用时加引号，并在引号中返回每个参数

变量定义规范

     1）在定义变量时，有一些规则需要遵守。

变量名可以由字母、数字和下画线组成，但是不能以数字开头，不能使用程序中的关键字（保留字），要见名知义。如果变量名是"20name或者if"，则是错误的。

     2）在 Bash 中，变量的默认类型都是字符串型，如果要进行数值运算，则必须指定变量类型为数值型。比如：

1. [root@localhost ~]# aa=1+2
2. [root@localhost ~]# echo $aa
3. 1+2

     看到了吧，变量 aa 的值不是"3"，而是"1+2"。在 Bash 中，变量类型是字符串型，所以认为"1+2"只是一个字符串，而不会进行数值运算（数值运算方法会在后续章节中介绍）。

     3) 变量用等号"="连接值，"="左右两侧不能有空格。这是 Shell 语言特有的格式要求。在绝大多数的其他语言中，"="左右两侧是可以加入空格的。但是在 Shell 中命令的执行格式是"命令 [选项] [参数]"，如果在"="左右两侧加入空格，那么 Linux 会误以为这是系统命令，是会报错的。

     4) 变量值中如果有空格，则需要使用单引号或双引号包含，如 test="hello world!"。双引号括起来的内容"$"和反引号者都拥有特殊含义，而单引号括起来的内容都是普通字符。

     5) 在变量值中，可以使用转义符"\"。

     6) 如果需要増加变量值，那么可以进行变量叠加。 例如：

1. [root@localhost ~]#test=123
2. #叠加变量test，变量值变成了123456
3. [root@localhost ~]#test=${test}456
4. [root@localhost ~]# echo $test
5. 123456

     7) 如果要把命令的执行结果作为变量值赋予变量，则需要使用反引号或 $() 包含命令。例如：

1. ##$()引用执行结果
2. [root@localhost ~]# test=$(date)
3. [root@localhost ~]# echo $test
4. Tue Feb 4 14:50:45 CST 2020
5. 
   
6. ##反引号 引用执行结果
7. root@Test-old-web01:~# test=`date`
8. root@Test-old-web01:~# echo $test
9. Tue Feb 4 14:51:19 CST 2020

     8) 环境变量名建议大写，便于区分。

删除变量

    使用 unset 命令可以删除变量。语法：

1. 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(readonly myUrl 关键字 readonly 定义的变量叫做只读变量)，如下：

1. #!/bin/sh
2. myUrl="http://www.educoder.net"
3. unset myUrl
4. echo $myUrl
5. ##输出为空，是因为myurl已经被删除了

实践要求

1. 创建一个脚本 /opt/test2.sh , 已知向 /opt/test.sh 传递参数 "www" "educoder" "net" 三个字符串。
2. /opt/test.sh 需要实现如下功能：输出传递的参数的个数，并且输出第一个参数。

比如： 向 /opt/test2.sh传递 是"a" "b" "c" "d"，则执行 bash /opt/test.sh a b c d 输出的结果应该是 4 a。

任务描述

本关带领大家熟悉 shell 的变量并掌握其使用。

相关知识

字符串概念

     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。

单引号 双引号 反引号的区别

     双引号 中可以有变量； 双引号里可以先转义字符；双引号中的单引号输出时维持单引号不变。请下面的案例： 例 1：

1. #! /bin/bash
2. var="aaa
3. 
   
4. bbb
5. ccc"
6. echo ${var}
7. 
   
8. ##输出结果为
9. aaa bbb ccc

例 2：

1. #! /bin/bash
2. var="aaa
3. 
   
4. bbb
5. ccc"
6. echo "${var}"
7. ##输出结果为
8. aaa
9. 
   
10. bbb
11. ccc

     单引号： 会忽略所有的特殊字符，即任何字符都会原样输出，包括定义的变量； 单引号字串中不能出现单引号。

1. #! /bin/bash
2. var="aaa
3. 
   
4. bbb
5. ccc"
6. echo '${var}'
7. ##输出结果为
8. ${var}
9. 
   
10. ###单引号无法解析变量,只会原样输出

    反引号 ：  有命令替换的作用见例 3；反引号可以嵌套使用，但内层的单引号必须加上\ 进行转义见例 4。 例 3：

1. $ echo the date is `date`
2. the date is Tue Feb 4 18:08:12 CST 2020
3. 
   
4. #这里的反引号 `date` 及为命令"date" 的结果，因此像引用一个命令返回的结果作为变量用 反引号 替换，也可以使用 $(date)的方式来替换使用命令结果

例 4：

1. $ abc=`echo The number of users is \`who| wc -l\``
2. $ echo $abc
3. The number of users is 4
4. 
   
5. ## 这里 `who|wc -l` 是指 返回的正在登录系统的用户的个数的结果 为4
6. ## 因为反引号嵌套了反引号，所以在需要加上\转义

字符串常见操作表达式

示例：

获取字符串长度

1. string="abcdefg"
2. echo ${#string}

字符串截取

1. ${string:position}    //在$string中, 从位置$position开始提取子串
2. ${string:position:length}    //在$string中, 从位置$position开始提取长度为$length的子串
3. 
   
4. 测试例子
5. string="abc12342341"
6. echo ${string:4}      //2342341  从第4位开始截取后面所有字符串  
7. echo ${string:3:3}    //123      从第3位开始截取后面3位  
8. echo ${string:3:6}    //123423   从第3位开始截取后面6位  
9. echo ${string: -4}    //2341  ：右边有空格   截取后4位  
10. echo ${string:(-4)}   //2341  同上
11. echo ${str:(-6):5}    //34234 从倒数第6个位置向左提取5个字符字符串,

字符串匹配删除

1. ${string#substring}     //从变量$string的开头, 删除最短匹配$substring的子串
2. ${string##substring}    //从变量$string的开头, 删除最长匹配$substring的子串
3. ${string%substring}     //从变量$string的结尾, 删除最短匹配$substring的子串
4. ${string%%substring}    //从变量$string的结尾, 删除最长匹配$substring的子串
5. 
   
6. 测试例子
7.    test='c:/windows/boot.ini'
8.    $ echo ${test#/} （从头匹配斜杠/,删除匹配到最短的斜杠，没有匹配到，所以没有删除）
9.    c:/windows/boot.ini
10.    $ echo ${test#*/}  （删除 从头匹配删除匹配到最短以/结尾的字符串，*是匹配0个或者多个）
11.    windows/boot.ini
12.    $ echo ${test##*/} （删除 从头匹配匹配到最长的以/结尾的字符串，通常可以用来获取到文件名）
13.    boot.ini
14. 
    
15.    $ echo ${test%/*} （删除 从尾部匹配以/开始最短的字符串，通常可以获取到文件路径前缀）
16.    c:/windows
17.    $ echo ${test%%/*} （删除 从尾部匹配以/开始最长的字符串）
18.    c：

字符串替换

1. 表达式规则
2. ${string/substring/replacement}         使用$replacement, 来代替第一个匹配的$substring
3. ${string//substring/replacement}    使用$replacement, 代替所有匹配的$substring
4. ${string/#substring/replacement}    如果$string的前缀匹配$substring, 那么就用$replacement来代替匹配到的$substring
5. ${string/%substring/replacement}    如果$string的后缀匹配$substring, 那么就用$replacement来代替匹配到的$substring
6. 
   
7. 测试列子：
8. str="apple, tree, apple tree"
9. echo ${str/apple/APPLE}   # 替换第一次出现的apple
10. APPLE, tree, apple tree
11. echo ${str//apple/APPLE}  # 替换所有apple
12. APPLE, tree, APPLE tree
13. echo ${str/#apple/APPLE}  # 如果字符串str以apple开头，则用APPLE替换它
14. APPLE, tree, apple tree
15. echo ${str/%apple/APPLE}  # 如果字符串str以apple结尾，则用APPLE替换它(str是以tree结尾的)
16. apple, tree, apple tree
17. 
    
18. 测试列子2：
19. $ test='c:/windows/boot.ini'
20. $ echo ${test/\//\\}  （匹配的为\/,匹配的子串/需要转义，所以添加\,同理替换的字符串\转义为\\）
21. c:\windows/boot.ini
22. $ echo ${test//\//\\}
23. c:\windows\boot.ini
24. #${变量/查找/替换值} 一个“/”表示替换第一个，”//”表示替换所有,当查找中出现了：”/”请加转义符”\/”表示。