【Shell 编程】变量 | 特殊变量与标准变量 | 基本语句介绍

💭 写在前面：Shell 是一个命令行解释器，它可以用于自动化任务、脚本编写和系统管理等多种场景。本章我们将学习 Shell 编程基础，介绍变量和一些基础语句。本篇文章旨在为初学者提供 Shell 编程的基础知识，我们希望本篇文章能够帮助读者更好地理解 Shell 编程的核心概念和语法，并且能够在实践中运用它们（在讲解时会提供示例）。

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Ⅰ. Shell 变量

0x00 基本变量

在 Shell 编程中，变量是一个非常重要的概念，因为它们可以用于存储和操作数据，以及传递值给函数和脚本。命令行解释器 (Bourne Shell) 无需声明变量即可使用，变量的名称默认使用 大写字母：

$ name=foxny
$ echo $name      # 打印变量，变量前要加 $
foxny
$ name=牛魔酬宾    # 修改变量内容
$ echo $name
牛魔酬宾

📌 注意定义规则：

$ name=my computer
bash: computer: command not found
$ name="my computer"
$ echo $name
my computer
$ ux=UNIX
$ echo ${ux}tm
UNIXtm
$ echo "$ux"tm
UNIXtm
$ echo $uxtm
bash: uxtm: unbound variable
$ set -u
$ echo Suxtm

0x01 只读变量：readonly

定义只读变量 readonly：

$ flower = tulip
$ readonly flower    # 定义flower变量未只读变量
$ flower=rose
bash: flower: readonly variable

0x02 环境变量设置：export

变量只在声明的 shell 内使用，但是使用 export 命令，可使变量也可以在其他地方使用：

$ cat kfc
echo $day V me 50!
$ day=FuckingCrazyThursday   # 定义变量day
$ ./kfc
V me 50!       # 此时环境变量未导出
$ export day   # 我们用 export 来导出
$ ./kfc
FuckingCrazyThursday V me 50!   # 此时再运行，变量起效了

0x03 特殊变量（Automatic shell variables）

特殊 shell 变量，即 "Automatic shell variables"，是指由 Shell 自动设置和维护的一组特殊变量，它们用于在 Shell 脚本中处理命令行参数、脚本执行状态等信息。这些变量可以在脚本中 直接使用，而无需自己声明和定义。

• $?：返回上一个命令的退出状态码。如果命令 执行成功，则状态码为 0，否则为非零值。

这里执行成功状态码是 0！“在C语言中,都是0为假,1为真; 而在Shell脚本语言中,状态码0表示成功(可以理解为真),其他状态码(包括1)表示错误(可以理解为假);

$ ls /nonexistent
ls: cannot access '/nonexistent': No such file or directory  # 失败
$ echo $?        # 返回上一个命令退出码
2                # 返回非0值
# 这里的 ls /nonexistent 命令执行失败，其退出状态码为 2。

• $$：返回当前 Shell 进程的 ， $$ 是一个常量，只要脚本在执行，它的值就不会改变：

$ echo $$    # 返回进程pid
24085

• $!：返回最近一个后台运行的进程的 ，与 $$ 不同的是， $? 是一个变量，其值随着后台作业的启动和结束而改变：

$ sleep 10 &
[1] 1234
$ echo $!
1234
# 这里的sleep 10 &命令被放到后台运行，并输出了进程ID1234，然后使用 $! 获取该进程ID

• $#：获取脚本传入的参数个数，获取传递给当前 Shell 脚本（或函数）的参数个数。

$ myscript.sh arg1 arg2 arg3
3
# 在 myscript.sh 脚本中可以通过 $# 获取到传递给它的参数个数，即3。

• $* 和 $@：它们功能相似，都是包含所有传递给当前 Shell 脚本或函数的参数的变量。不同的是，$* 是将所有参数视为一个单词，而 $@ 则将每个参数视为一个单独的单词。

注意：当 $* 和 $@ 不被双引号 " " 包围时，它们之间没有任何区别，都是将接收到的每个参数看做一份数据，彼此之间以空格来分隔。但是当它们被双引号 " " 包含时，就会有区别了：

$* 将所有的参数从整体上看做一份数据，而不是把每个参数都看做一份数据。（*普遍代表所有，*(星号) 是 Linux 中的通配符,代表一个或一个以上的所有字符）

$@ 将每个参数都看作一份数据，彼此之间是独立的。（这就像我们单独艾特某个人一样，理解！）

$ echo "Using \$* : $*"
Using $* : arg1 arg2 arg3
$ echo "Using \$@ : $@"
Using $@ : arg1 arg2 arg3
# $* 把三个参数视为单个单词，并将它们连接起来，
# 使用空格作为分隔符。而 $@ 则将每个参数视为一个单独的单词。
# 比如传递了 3 个参数：那么对于 $*来说，这 3 个参数会合并到一起形成 1 份数据，它们之间是无法分割的。
# 而对于 $@ 来说，这 3 个参数是相互独立的，它们是 3 份数据。

0x04 标准 Shell 变量（Standard shell variable）

标准 Shell 变量 (Standard shell variable) 是指在 Shell 中预先定义好的一组标准变量，它们的名称和含义都是固定的。这些变量通常用于在 Shell 脚本中传递参数、保存状态和结果等。

下面我们来介绍几个常用的标准变量：

• $ HOME：当前用户的家目录。
• $ PATH：搜索可执行文件的路径。
• $ IFS：输入字段分隔符，用于分割输入字符串。
• $ CDPATH：指定 cd 命令在搜索目录时的搜索路径。
• $ LOGNAME：登陆的用户名
• $ SHELL：登陆时展现的路径位置（默认 Shell 路径）
• $ PS1：登录时命令提示符的格式，用于显示当前 shell 的状态和提示用户输入 ($ #)
• $ TERM：接收的 terminal，用于指定当前终端的类型
• $ PWD：当前工作目录。
• $ OLDPWD：上一个工作目录。
• $ USER：当前用户名。
• $ GROUPS：当前用户所属的组。
• $ HOSTNAME：当前主机名。
• $ OSTYPE：当前操作系统类型。

0x05 特殊引用字符

斜杠（\）：转义字符，将其视为一个字符。
单引号（' '）：按原样处理单引号内的字符串。
双引号（" "）：将双引号内的变量替换为变量值进行处理。

$ echo $HOME   
/home/foxny 
$ echo '$HOME'   # 将单引号内的内容看作字符串。我就想打印 $HOME
$HOME            # 没触发 $HOME，而是老老实实打印出了 $HOME
$ echo \$home    # \ 转义，这里把 $ 看成字符
$HOME            # $ 被当做字符看待了，所以不会触发HOME
$ echo "$home"   #
/home/foxny

如果不希望解析变量，直接按照字符原样输出内容，就可以使用单引号。

而双引号会首先解析变量的内容，单引号则是不触发解析！

Ⅱ. Shell 基本语句介绍

0x00 脚本运行

一种方式是 ./ 的方式，一般要 chmod 给执行权限：

vim test.sh       # 打开脚本
chmod -x test.sh  # 添加权限
./test.sh         # 运行脚本

当然，也可以使用 bash 直接运行：

bash test.sh

0x01 if 语句

if 条件
then
    语句
else
    语句
fi           # 结尾用fi结尾（finish）

如果条件为真，则执行 then 后面的命令；否则执行 else 后面的命令。

if [ "$FILE1" = "$FILE2" ]
then
...
fi

if test "$FILE1" = "$FILE2"
then
...
fi

举个例子：

if [ "$1" == "hello" ]
then
    echo "Hello, world!"
else
    echo "Goodbye, world!"
fi
# 如果在脚本执行时传递了参数 "hello" 则输出 "Hello, world!"
# 否则输出 "Goodbye, world!"

如果想并行，就需要加分号，就像这样：

if [ "$1" == "hello" ]; then
    echo "Hello, world!"
else
    echo "Goodbye, world!"
fi

0x02 while 语句

while 条件
do
    语句
done

如果条件为真，则执行 语句 中的命令，并继续测试条件；如果条件为假，则跳出循环。

举个例子：计算 1 到 4 之间的整数的平方，并输出结果。它使用一个 while 循环，将 $int 变量从 1递增到 4，并在每次循环中计算平方。在每个循环迭代中，它使用 expr 命令计算平方值，然后将其存储在变量$sq中，并使用 echo 命令将 $sq 的值输出到控制台。

int=1
while [ $int -lt 5 ]
do
  sq=`expr $int \* $int`
  echo $sq 
  int=`expr $int + 1`
done
echo "Job complete"

0x03 for 语句

for 变量 in 列表
do
    语句
done

列中可以是用空格或换行符分隔的多个值。每次循环中，变量会依次取值列表中的每个值，并执行语句。当列表中的值都遍历完毕时，for 循环结束。

举个例子：

IFS=:
for dir in $PATH
do
  ls -ld $dir
done

0x04 until 语句

与 while 语句类似，但条件的测试方式相反，是 while 的否定形式。

* 相当于 Python 中的 while not，C/C++ 中 while (! )

until 条件
do
    语句
done

如果条件为假，则执行语句中的命令，并继续测试条件；如果条件为真，则跳出循环。

int=1
until [ $int -ge 5 ]
do
  sq=`expr $int \* $int`
  echo $sq 
  int=`expr $int + 1`
done
echo "Job complete"

0x05 case 语句

case 表达式 in 
    匹配模式1 )
        语句 ;;
    匹配模式2 )
        语句 ;;
    ...
    * )
        语句 ;;
esac   # 结尾要加 esac（就倒过来的 case，这很有趣）

举个例子：

echo "It is morning? yes or no"
read timeofday
case "$timeofday" in 
  yes | y | Yes | YES ) echo "Good Morning" ;;
  n* | N* ) echo "Good Afternoon" ;;
  * ) echo "What The Fuck?" ;;
esac

0x06 函数

在 Shell 脚本中，函数是一段可以重复使用的代码块，可以接受参数，并返回一个值。定义函数的基本语法如下：

函数名()
{
    语句
}

💭 举个例子：计算两个数的和的函数

add() {
    sum=$(($1 + $2))
    return $sum
}

📌 [ 笔者 ]   王亦优
📃 [ 更新 ]   2023.3.17
❌ [ 勘误 ]   /* 暂无 */
📜 [ 声明 ]   由于作者水平有限，本文有错误和不准确之处在所难免，
              本人也很想知道这些错误，恳望读者批评指正！