概論

shell是什麼

• shell是我們通過命令行與操作系統溝通的語言。

• shell腳本可以直接在命令行中執行，也可以將一套邏輯組織成一個文件，方便復用。

• AC Terminal中的命令行可以看成是一個“shell腳本在逐行執行”。

• Linux中常見的shell腳本有很多種，常見的有：

  • 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系統中一般預設使用bash，所以接下來講解bash中的語法。

• 文件開頭需要寫#! /bin/bash，指明bash為腳本解釋器。

學習技巧

• 不要死記硬背，遇到含糊不清的地方，可以在AC Terminal里實際運行一遍。

腳本示例

• 新建一個test.sh文件，內容如下：

#! /bin/bash
echo "Hello World!"

運行方式

作為可執行文件

# 作為可執行文件執行需要許可權
acs@9e0ebfcd82d7:~$ ls -l test.sh # 查看許可權
acs@9e0ebfcd82d7:~$ chmod +x test.sh  # 使腳本具有可執行許可權
acs@9e0ebfcd82d7:~$ ./test.sh  # 當前路徑下執行
Hello World!  # 腳本輸出
acs@9e0ebfcd82d7:~$ /home/acs/test.sh  # 絕對路徑下執行
Hello World!  # 腳本輸出
acs@9e0ebfcd82d7:~$ ~/test.sh  # 家目錄路徑下執行
Hello World!  # 腳本輸出

用解釋器執行

# 解釋器執行不需要有可執行許可權
acs@9e0ebfcd82d7:~$ bash test.sh
Hello World!  # 腳本輸出

註釋

單行註釋

• 每行中#之後的內容均是註釋。

# 這是一行註釋
echo 'Hello World'  #  這也是註釋

多行註釋

# 格式：
:<<EOF
	第一行註釋
	第二行註釋
	第三行註釋
EOF

# 其中EOF可以換成其它任意字元串。例如：
:<<abc
	第一行註釋
	第二行註釋
	第三行註釋
abc

:<<!
	第一行註釋
	第二行註釋
	第三行註釋
!

變數

定義變數

• 定義變數，不需要加$符號，例如：

# 定義變數時，等號兩邊不能有空格
name1='hf'  # 單引號定義字元串
name2="hf"  # 雙引號定義字元串
name3=hf    # 也可以不加引號，同樣表示字元串

使用變數

• 使用變數，需要加上$符號，或者${}符號。
• 花括弧是可選的，主要為了幫助解釋器識別變數邊界。

name=hf
echo $name  # 輸出yxc
echo ${name}  # 輸出yxc
echo ${name}acwing  # 輸出yxcacwing

只讀變數

• 使用readonly或者declare可以將變數變為只讀。

name=hf
readonly name
declare -r name  # 兩種寫法均可

name=abc  # 會報錯，因為此時name只讀

刪除變數

• unset可以刪除變數。

# 被聲明為只讀的變數無法被unset刪除
name=hf
unset name
echo $name  # 輸出空行

變數類型

• 自定義變數（局部變數）：子進程不能訪問的變數

• 環境變數（全局變數）：子進程可以訪問的變數

# 自定義變數改成環境變數：
# 預設變數是局部變數（自定義變數）
acs@9e0ebfcd82d7:~$ name=hf  # 定義變數
acs@9e0ebfcd82d7:~$ export name  # 第一種方法
acs@9e0ebfcd82d7:~$ declare -x name  # 第二種方法

# 環境變數改為自定義變數：
acs@9e0ebfcd82d7:~$ export name=hf  # 定義環境變數
acs@9e0ebfcd82d7:~$ declare +x name  # 改為自定義變數

• tmux經ctrl a + %後分屏的兩個界面實際上是兩個bash，在一個bash中自定義的bash變數僅可以被當前bash訪問，通過bash命令開啟的子進程也無法訪問。export後變數變為環境變數，就可以被全局訪問。

字元串

• 字元串可以用單引號，也可以用雙引號，也可以不用引號。

• 單引號與雙引號的區別：

  • 單引號中的內容會原樣輸出，不會執行、不會取變數；
  • 雙引號中的內容可以執行、可以取變數；

name=yxc  # 不用引號
echo 'hello, $name \"hh\"'  # 單引號字元串，輸出 hello, $name \"hh\"
echo "hello, $name \"hh\""  # 雙引號字元串，輸出 hello, yxc "hh"
# 字元串中，不加引號和雙引號效果相同
echo hello, $name \"hh\"  # 無引號字元串，輸出 hello, yxc "hh"

• 獲取字元串長度

name="yxc"
echo ${#name}  # 輸出3

• 提取子串

name="hello, yxc"
echo ${name:0:5}  # 提取從0開始的5個字元

預設變數

文件參數變數

• 在執行sh腳本時，可以向腳本傳遞參數。$1是第一個參數，$2是第二個參數，以此類推。特殊的，$0是文件名（包含路徑）。例如：

• 創建文件test.sh：

#! /bin/bash

echo "文件名："$0
echo "第一個參數："$1
echo "第二個參數："$2
echo "第三個參數："$3
echo "第四個參數："$4
# 向腳本傳遞參數時，參數個數超過一位需要用大括弧括起來
echo ${10}
echo ${11}

• 然後執行該腳本：

acs@9e0ebfcd82d7:~$ chmod +x test.sh
acs@9e0ebfcd82d7:~$ ./test.sh 1 2 3 4
文件名：./test.sh
第一個參數：1
第二個參數：2
第三個參數：3
第四個參數：4

• 其它參數相關變數

數組

• 數組中可以存放多個不同類型的值，只支持一維數組，初始化時不需要指明數組大小。
• 數組下標從0開始。

定義

• 數組用小括弧表示，元素之間用空格隔開。例如：

array=(1 abc "def" yxc)

• 也可以直接定義數組中某個元素的值：

array[0]=1
array[1]=abc
array[2]="def"
array[3]=yxc

讀取數組中某個元素的值

• 格式：

${array[index]} # 變數替換

$(sdout) # 註意區分！
# $(command)：返回command這條命令的stdout（可嵌套）
# ${sdout}：變數替換，取變數的值

• 例如：

array=(1 abc "def" yxc)
echo ${array[0]}
echo ${array[1]}
echo ${array[2]}
echo ${array[3]}

讀取整個數組

• 格式：

${array[@]}  # 第一種寫法
${array[*]}  # 第二種寫法

• 例如：

array=(1 abc "def" yxc)

echo ${array[@]}  # 第一種寫法
echo ${array[*]}  # 第二種寫法

數組長度

• 類似於字元串

${#array[@]}  # 第一種寫法
${#array[*]}  # 第二種寫法

• 例如：

array=(1 abc "def" yxc)

echo ${#array[@]}  # 第一種寫法
echo ${#array[*]}  # 第二種寫法

表達式運算命令expr

概述

• expr命令用於求表達式的值，格式為：

expr 表達式

• 表達式說明：
  • 用空格隔開每一項
  • 用反斜杠放在sh特定的字元前面（發現表達式運行錯誤時，可以試試轉義）
  • 對包含空格和其他特殊字元的字元串要用引號括起來
  • expr會在stdout中輸出結果。如果為邏輯關係表達式，則結果為真時，stdout輸出1，否則輸出0。
  • expr的exit code：如果為邏輯關係表達式，則結果為真時，exit code為0，否則為1。

字元串表達式

• length STRING

  • 返回STRING的長度

• index STRING CHARSET

  • CHARSET中任意單個字元在STRING中最前面的字元位置，下標從1開始。如果在STRING中完全不存在CHARSET中的字元，則返回0。

• substr STRING POSITION LENGTH

  • 返回STRING字元串中從POSITION開始，長度最大為LENGTH的子串。如果POSITION或LENGTH為負數，0或非數值，則返回空字元串。

• 示例：

str="Hello World!"

echo expr length $str
# 空格會使命令產生錯誤，所以要加雙引號
echo `expr length "$str"`  # ``不是單引號，表示執行該命令，輸出12
echo `expr index "$str" aWd`  # 輸出7，下標從1開始
echo `expr substr "$str" 2 3`  # 輸出 ell
echo ${str:2:3}  # 提取從2開始的3個字元

整數表達式

• expr支持普通的算術操作，算術表達式優先順序低於字元串表達式，高於邏輯關係表達式。

  • + -：加減運算。兩端參數會轉換為整數，如果轉換失敗則報錯。
  • * / %：乘，除，取模運算。兩端參數會轉換為整數，如果轉換失敗則報錯。
  • () 可以改變優先順序，但需要用反斜杠轉義

• 示例：

a=3
b=4

echo `expr $a + $b`  # 輸出7
echo `expr $a - $b`  # 輸出-1
echo `expr $a \* $b`  # 輸出12，*需要轉義
echo `expr $a / $b`  # 輸出0，整除
echo `expr $a % $b` # 輸出3
echo `expr \( $a + 1 \) \* \( $b + 1 \)`  # 輸出20，值為(a + 1) * (b + 1)
# 先加空格，後加轉義
echo `expr ($a+1)*($b+1)`
echo `expr ( $a + 1 ) * ( $b + 1 ) `
echo `expr \( $a + 1 \) \* \( $b + 1 \)`

echo $[n**m] # 求n的m次冪

邏輯關係表達式

• 或 |

  • 如果第一個參數非空且非0，則返回第一個參數的值，否則返回第二個參數的值，但要求第二個參數的值也是非空或非0，否則返回0。如果第一個參數是非空或非0時，不會計算第二個參數。

• 與 &

  • 如果兩個參數都非空且非0，則返回第一個參數，否則返回0。如果第一個參為0或為空，則不會計算第二個參數。

• < <= = == != >= >

  • 比較兩端的參數，如果為true，則返回1，否則返回0。”==”是”=”的同義詞。”expr”首先嘗試將兩端參數轉換為整數，並做算術比較，如果轉換失敗，則按字元集排序規則做字元比較。

• () 可以改變優先順序，但需要用反斜杠轉義

• 示例：

a=3
b=4

echo `expr $a \> $b`  # 輸出0，>需要轉義
echo `expr $a '<' $b`  # 輸出1，也可以將特殊字元用引號引起來
echo `expr $a '>=' $b`  # 輸出0
echo `expr $a \<\= $b`  # 輸出1

echo `expr 3 '<' 2` # stdout輸出0，exit code為1
echo `expr 3 '>' 2` # stdout輸出1，exit code為0

c=0
d=5

echo `expr $c \& $d`  # 第一個是假，直接輸出0
echo `expr $a \& $b`  # 輸出3
echo `expr $c \| $d`  # 輸出5
echo `expr $a \| $b`  # 兩個都是真，會返回第一個值，輸出3

read命令

• read命令用於從標準輸入中讀取單行數據。當讀到文件結束符時，exit code為1，否則為0。

• 參數說明

  • -p: 後面可以接提示信息
  • -t：後面跟秒數，定義輸入字元的等待時間，超過等待時間後會自動忽略此命令
  • -t 和 -p 的順序不影響實際效果

• 實例：

acs@9e0ebfcd82d7:~$ read name  # 讀入name的值
acwing yxc  # 標準輸入
acs@9e0ebfcd82d7:~$ echo $name  # 輸出name的值
acwing yxc  #標準輸出
acs@9e0ebfcd82d7:~$ read -p "Please input your name: " -t 30 name  # 讀入name的值，等待時間30秒
Please input your name: acwing yxc  # 標準輸入
acs@9e0ebfcd82d7:~$ echo $name  # 輸出name的值
acwing yxc  # 標準輸出

echo命令

概述

• echo用於輸出字元串。命令格式：

echo STRING

顯示普通字元串

echo "Hello AC Terminal"
echo Hello AC Terminal  # 引號可以省略

顯示轉義字元

echo "\"Hello AC Terminal\""  # 註意只能使用雙引號，如果使用單引號，則不轉義
echo \"Hello AC Terminal\"  # 也可以省略雙引號

顯示變數

name=yxc
echo "My name is $name"  # 輸出 My name is yxc

顯示換行

echo -e "Hi\n"  # -e 開啟轉義
echo "acwing"

# \\ \a \b \c \d \e \f \n \r \t \v 這些是要在有 - e 的時候才能起作用, 其他時候的轉義是不用- e也能轉義的。
man echo
help echo

• 輸出結果：

Hi

acwing

顯示不換行

echo -e "Hi \c" # -e 開啟轉義 \c 不換行
echo "acwing"

• 輸出結果：

Hi acwing

顯示結果定向至文件

echo "Hello World" > output.txt  # 將內容以覆蓋的方式輸出到output.txt中

原樣輸出字元串，不進行轉義或取變數(用單引號)

name=acwing
echo '$name\"'

• 輸出結果

$name\"

顯示命令的執行結果

echo `date`

• 輸出結果：

Wed Sep 1 11:45:33 CST 2021

printf命令

概述

• printf命令用於格式化輸出，類似於C/C++中的printf函數。

• 預設不會在字元串末尾添加換行符。

• 命令格式：

printf format-string [arguments...]

用法示例

• 腳本內容：

printf "%10d.\n" 123  # 占10位，右對齊
printf "%-10.2f.\n" 123.123321  # 占10位，保留2位小數，左對齊
printf "My name is %s\n" "yxc"  # 格式化輸出字元串
printf "%d * %d = %d\n"  2 3 `expr 2 \* 3` # 表達式的值作為參數

• 輸出結果：

       123.
123.12    .
My name is yxc
2 * 3 = 6

test命令與判斷符號[]

邏輯運算符&&和||

• && 表示與，|| 表示或

• 二者具有短路原則：可以實現if

  • expr1 && expr2：當expr1為假時，直接忽略expr2
  • expr1 || expr2：當expr1為真時，直接忽略expr2

• 表達式的exit code為0，表示真；為非零，表示假。（與C/C++中的定義相反）

test命令

• 在命令行中輸入man test，可以查看test命令的用法。

• test命令用於判斷文件類型，以及對變數做比較。

• test命令用exit code返回結果，而不是使用stdout。0表示真，非0表示假。

• 例如：

# -lt：less than(小於)
test 2 -lt 3  # 為真，返回值為0
echo $?  # 輸出上個命令的返回值，輸出0

acs@9e0ebfcd82d7:~$ ls  # 列出當前目錄下的所有文件
homework  output.txt  test.sh  tmp
acs@9e0ebfcd82d7:~$ test -e test.sh && echo "exist" || echo "Not exist"
exist  # test.sh 文件存在
acs@9e0ebfcd82d7:~$ test -e test2.sh && echo "exist" || echo "Not exist"
Not exist  # testh2.sh 文件不存在

文件類型判斷

• 命令格式：

test -e filename  # 判斷文件是否存在

文件許可權判斷

• 命令格式：

test -r filename  # 判斷文件是否可讀

整數間的比較

• 命令格式：

# 在sh中只能用於整數的比較，不能用於字元串
test $a -eq $b  # a是否等於b

字元串比較

多重條件判定

• 命令格式：

test -r filename -a -x filename

判斷符號[]

• []與test用法幾乎一模一樣，更常用於if語句中。另外[[]]是[]的加強版，支持的特性更多。

• 例如：

[ 2 -lt 3 ]  # 為真，返回值為0
echo $?  # 輸出上個命令的返回值，輸出0

acs@9e0ebfcd82d7:~$ ls  # 列出當前目錄下的所有文件
homework  output.txt  test.sh  tmp
acs@9e0ebfcd82d7:~$ [ -e test.sh ] && echo "exist" || echo "Not exist"
exist  # test.sh 文件存在
acs@9e0ebfcd82d7:~$ [ -e test2.sh ] && echo "exist" || echo "Not exist"
Not exist  # testh2.sh 文件不存在

• 註意：

  • []內的每一項都要用空格隔開
  • 中括弧內的變數，最好用雙引號括起來
  • 中括弧內的常數，最好用單或雙引號括起來

• 例如：

name="acwing yxc"
[ $name == "acwing yxc" ]  # 錯誤，等價於 [ acwing yxc == "acwing yxc" ]，參數太多
[ "$name" == "acwing yxc" ]  # 正確

判斷語句

if…then形式

• 類似於C/C++中的if-else語句。

單層if

• 命令格式：

if condition
then
    語句1
    語句2
    ...
fi

• 示例：

a=3
b=4

if [ "$a" -lt "$b" ] && [ "$a" -gt 2 ]
then
    echo ${a}在範圍內
fi

• 輸出結果：

3在範圍內

單層if-else

• 命令格式

if condition
then
    語句1
    語句2
    ...
else
    語句1
    語句2
    ...
fi

• 示例：

a=3
b=4

if ! [ "$a" -lt "$b" ]
then
    echo ${a}不小於${b}
else
    echo ${a}小於${b}
fi

• 輸出結果：

3小於4

多層if-elif-elif-else

• 命令格式

if condition
then
    語句1
    語句2
    ...
elif condition
then
    語句1
    語句2
    ...
elif condition
then
    語句1
    語句2
else
    語句1
    語句2
    ...
fi

• 示例：

a=4

if [ $a -eq 1 ]
then
    echo ${a}等於1
elif [ $a -eq 2 ]
then
    echo ${a}等於2
elif [ $a -eq 3 ]
then
    echo ${a}等於3
else
    echo 其他
fi

• 輸出結果：

其他

case…esac形式

• 類似於C/C++中的switch語句。

• 命令格式

case $變數名稱 in
    值1)
        語句1
        語句2
        ...
        ;;  # 類似於C/C++中的break
    值2)
        語句1
        語句2
        ...
        ;;
    *)  # 類似於C/C++中的default
        語句1
        語句2
        ...
        ;;
esac

• 示例：

a=4

case $a in
    1)
        echo ${a}等於1
        ;;
    2)
        echo ${a}等於2
        ;;
    3)
        echo ${a}等於3
        ;;
    *)
        echo 其他
        ;;
esac

• 輸出結果：

其他

概述

概述