Shell：语法¶

一、简介¶

Note

本文基于 bash，同时也会讨论一些 zsh 的特性！

shell：C 语言编写的应用程序，提供一个界面，用户通过该界面输入命令访问 Linux 服务
shell script：为 shell 编写的脚本程序，文件后缀为 .sh
shell interpreter：脚本解释器，种类众多，sh、bash、zsh

二、指定脚本解释器¶

在 shell 脚本，#! 告诉系统其后路径所指定的程序即是解释此脚本文件的 Shell 解释器。#! 被称作shebang（也称为 Hashbang ）。

出现在 shell 脚本的第一行，有两种写法：

直接指定： #!/bin/sh 、 #!/bin/bash
自动指定： #!/usr/bin/env bash

Tip

当使用方法二自动指定时，系统自动在 PATH 环境变量中查找你指定的程序。

因此 强烈推荐 使用该写法，因为程序的路径是不确定的，而且直接指定可能还会设计 shell 版本的问题，而 PATH 中的版本总是当前希望使用的。

三、shell 模式¶

交互模式：手动输入一些列 Linux 命令，比如 ls 、 cd 等
非交互模式：可以理解为执行 shell 脚本，shell 从文件或管道中读取命令并执行，当 shell 解释器执行完文件中的最后一个命令，shell 进程终止，并回到父进程。
在新进程中运行 shell 脚本
- 将脚本程序作为 可执行程序 运行：./shell_script.sh ，这种方法需要先给脚本添加执行权限： chmod +x shell_script.sh
- 将 shell 脚本作为参数传递给 shell 解释器：bash shell_script.sh ，这种方法不需要给脚本执行权限，也不需要在脚本文件的第一行指定脚本解释器，指定了也会被忽略。
在当前进程中运行 shell 脚本：source shell_script.sh ，这种方法会强制执行脚本文件中的全部命令，不需要给脚本执行文件。这也是为什么，当我们 source ~/.zshrc的时候，配置会立即生效，是因为就是在当前进程运行的！注意，source 执行时，脚本文件指定脚本解释器的命令是无效的，默认使用当前 shell。

Question

source shell_script.sh 有个简写：. shell_script.sh

但我测试中发现无法如此调用，却可以这样调用： . ./shell_script.sh

证明是否创建新进程：

## test.sh
#!/usr/bin/env bash
echo "test"
echo $$  ## 输出当前进程PID

example

如图所示：当前进程 PID=356020 ，在运行 bash test.sh 时的 PID=379044 ，说明是在新进程下运行的，而运行 source test.sh 时， PID=356020 并未发生变化，说明是在当前进程下运行的。

四、基础知识¶

取用变量： $var、 ${var}，例如引用环境变量：$PATH
删除变量： unset var
获取字符串/数组长度： ${#string}、 ${#array[*]}

五、运算符¶

SHELL：运算符

六、字符串¶

shell 字符串可以用单引号 ''，也可以用双引号 “”，也可以不用引号。

推荐使用双引号

shell 规定 单引号禁止变量替换，元字符 $ 和 * 等保持其符号本身，而双引号允许元字符变量替换。

str="this is a string"

## 拼接字符串
str1="world"
str2="hello, "${str1}""

## 获取字符串长度
echo ${#str}

## 截取字符串
echo ${str:2:2}
## Ooutput：is，从下标2开始，取2个字符。

## 查找子字符串
text="hello"
echo `expr index "${text}" ll`

## Output：3，查找 ll 子字符在 hello 字符串中的起始位置。

七、数组¶

bash 只支持一维数组，数组下标从 0 开始。

但是zsh 的数组下标是从 1 开始的，大部分 shell 的数组下标都是从 1 开始(e.g. Bourne, csh, tcsh, fish, rc, es, yash)，除了 ksh，由于 bash 是基于 ksh 的，因此它也是从 0 开始的。

Shell：zsh bash source ./执行脚本的区别

## 创建数组的不同方式
nums=([2]="dark blue" [0]=red [1]=yellow)
nums=(red yellow "dark blue")

## 访问数组的不同方式
echo ${nums[1]}

## 访问数组的所有元素
echo ${nums[*]}
echo ${nums[@]}

## 访问数组的部分元素：例如取出数组中下标1开始，长度为2的元素（即取两个元素）
echo ${nums[*]:1:2}

## 访问数组长度
echo ${#nums[*]}

## 删除数组元素，如下删除数组下标0的元素，注意删除后，nums[0]=null，nums[1]等不变
unset nums[0]

八、控制语句¶

本文中都采用 [] 格式，而不是 [[]] 格式

8.1 条件语句¶

Bash 中的条件语句让我们可以决定一个操作是否被执行。结果取决于一个包在[[ ]] 或 [] 里的表达式，该表达式被称为 检测命令 或 基元 ，这些表达式的结果是 true|false 。

Shell：单中括号和双中括号的区别

注意：条件表达式要放在方括号之间，并且要有空格。

[$a==$b] 是错误的，必须写成 [ $a == $b ]

if¶

if [ condition ]
then
    command1
    ...
    commandN
elif [ condition ]
    command1
    ...
    commandN
else
    command1
    ...
    commandN
fi

## 写成一行（适用于终端命令提示符）：
if [ condition ]; then command1;commandN; fi
if [ $(ps -ef | grep -c "ssh") -gt 1 ]; then echo "true"; fi

case¶

如果你需要面对很多情况，分别要采取不同的措施，那么使用 case 会比嵌套的 if 更有用。

case ${value} in
"value1")
    command1
    ...
    commandN
    ;;
"value2")
    command1
    ...
    commandN
    ;;
*)
    command1
    ...
    commandN
    ;;
esac

取值后面必须为单词 in ，取值可以为变量或常数，每个 case 的结束标记为 ;; ，若无一匹配模式，使用星号 * 捕获该值。

8.2 循环语句¶

for¶

## 形式1
for var in value1 ... valueN
do
    command1
    ...
    commandN
done

## 形式2
for (( i = 0; i < 10; i++ ))
do
        echo $i
done

## 写成一行
for var in value1 ... valueN; do command1;commandN done

while¶

当 condition=true 时，继续循环，否则退出。

while [ condition ]
do
    command1
    ...
    commandN
done

until¶

与 while 相反，当 condition=false 时，继续循环，否则退出。

until [ condition ]
do
    command1
    ...
    commandN
done

8.3 break 和 continue¶

和其他语言一样，单独使用：

break; ：退出循环
continue; ：跳过本次循环迭代

九、函数¶

定义及调用¶

linux shell 可以用户定义函数，然后在 shell 脚本中可以随便调用，注意，请将函数放在脚本最前面，否则无法调用！

shell 中函数的定义格式如下：

function func_name(){
    ## statements
    return int
}

格式省略
function 存在时，()可以省略： function func_name{}
function 省略时，()不可省略： fucn_name(){} ，建议使用这种方式！
函数返回值
只能返回 0~255 的整形数字，超过则做除余%算法(e.g. 256→1)。0 表示正确，其余错误。
若不加 return 语句，shell 默认将以最后一条命令的运行结果作为函数返回值

函数调用：

## 不传递参数，直接给出函数名即可
func_name

## 传递参数，多个参数之间以空格分隔
func_name param1 param2 ... paramN

特殊参数¶

参数处理	说明
$0	当前 shell 程序的名字
$n(n>10)	第 n 个参数值
$FUNCNAME	函数名称（仅在函数内部有值）
$##	传递到脚本或函数的参数个数
$*	分别用双引号引用所有参数
$@	与$*相同，但是使用时加引号，并在引号中返回每个参数。
$?	显示最后命令的退出状态。0 表示没有错误，其他任何值表明有错误。
$-	显示 Shell 使用的当前选项，与 set 命令功能相同。
$!	后台运行的最后一个进程的 ID 号
$$	对于任何脚本，在运行时，它将只有一个“主”进程 ID，不论调用多少个子 shell，$$都将返回与该脚本关联的第一个进程 ID
$BASHPID	bash 当前实例的进程 ID

十、流和重定向¶

使用 流，我们能将一个程序的输出发送到另一个程序文件，因此，我们能方便地记录日志等。

管道 给了我们创建传送带的机会，控制程序的执行成为可能。

三个文件描述符：

代码	描述符	描述
0	stdin	标准输入
1	stdout	标准输出
2	stderr	标准错误输出

重定向：

1> 为标准输出重定向，可以缩写为 >
同理， 2> 为标准错误重定向
>> 和 > 的区别在于，>> 是在文件后追加，而 > 会覆盖原内容

## 1. 什么是标准输出、标准错误？
$ ls
a.txt

$ ls a.txt b.txt
ls: cannot access 'b.txt': No such file or directory ## 标准错误
a.txt ## 标准输出

## 2. 重定向
$ ls a.txt b.txt 1>file.out 2>file.error ## 执行后没有输出，创建了两个文件

$ cat file.out
a.txt

$ cat file.error
ls: cannot access 'b.txt': No such file or directory

理解标准输出、标准错误和重定向之后，进一步深入：

2>&1 将 标准错误 重定向到 标准输出，可以理解为合并！
同理， 1>&2 将 标准输出 重定向到 标准错误
&> 将标准输出和标准错误同时重定向， &>file_name 表示同时重定向到文件，等同于： 1>file_name 2>&1 或 2>file_name 1>&2
注意，为什么必须添加 & 符号呢，因为 2>1 时，会把标准错误输出到文件名为 1 的文件中！

输出不仅仅只有标准输出和标准错误两种，还有很多其他类型，比如：

/dev/null 文件是一个特殊的文件，写入到它的内容都会被丢弃，也无法从中读取内容。其主要用处是 禁止输出 。

十一、Debug¶

shell 提供了一些用于调试脚本的选项，如下所示：

Short	Name	Description
-f	noglob	禁止模式扩展（globbing），如~会自动扩展为家目录
-i	interactive	让脚本以交互模式运行
-x	xtrace	在执行每条命令前，向 stderr 输出该命令以及该命令的扩展参数
-v	verbose	在执行每条命令前，向 stderr 输出该命令
-t	—	执行完第一条命令后退出
-n	noexec	读取命令，但不执行（语法检查）

使用这些选项有三种方法：

命令行提供参数： $ sh -x ./shell_script.sh
脚本开头提供参数： /usr/bin/env bash -x
在脚本中用 set 命令启用或禁用参数：

#! /usr/bin/env bash
if [ -z "$1" ]; then
  set -x
  echo "ERROR: Insufficient Args."
  exit 1
  set +x
fi

十二、命令¶

echo
printf
grep
test
cat