Shell 基础介绍

Shell 是用户与操作系统内核交互的接口，它既是一种命令语言，又是一种程序设计语言。常见的 Shell 包括：

Bash (Bourne Again Shell) - Linux 默认
Zsh - 功能更强大的替代品
Ksh (Korn Shell)
Csh/Tcsh (C Shell)

查看当前使用的 Shell：

echo $SHELL

查看系统可用的 Shell：

cat /etc/shells

2. Shell 脚本基础

2.1 创建第一个脚本

#!/bin/bash
# 这是一个注释
echo "Hello, World!"

保存为 hello.sh，然后赋予执行权限：

chmod +x hello.sh

执行脚本：

./hello.sh

2.2 变量

定义变量：

name="John"
age=25

使用变量：

echo $name
echo ${age}岁

只读变量：

readonly PI=3.14159

删除变量：

unset name

2.3 特殊变量

$0 - 脚本名称
$1-$9 - 脚本参数
$# - 参数个数
$* - 所有参数
$@ - 所有参数(与$*有区别)
$? - 上一个命令的退出状态
$$ - 当前进程ID

2.4 数组

定义数组：

fruits=("Apple" "Banana" "Orange")

访问数组元素：

echo ${fruits[0]}  # Apple
echo ${fruits[@]}  # 所有元素
echo ${#fruits[@]} # 数组长度

3. 字符串操作

3.1 基本操作

str="Hello World"
echo ${#str}       # 字符串长度
echo ${str:0:5}    # 子字符串
echo ${str:6}      # 从第6个字符开始

3.2 字符串替换

str="Hello World World"
echo ${str/World/Shell}   # 替换第一个
echo ${str//World/Shell}  # 替换所有

3.3 字符串删除

path="/usr/local/bin"
echo ${path#/usr}     # 删除最短匹配前缀
echo ${path##*/}      # 删除最长匹配前缀
echo ${path%/bin}     # 删除最短匹配后缀
echo ${path%%/bin}    # 删除最长匹配后缀

4. 运算符

4.1 算术运算

a=10
b=3

# 使用 expr
echo `expr $a + $b`

# 使用 $(( ))
echo $((a + b))

# 使用 let
let "c = a + b"
echo $c

# 使用 bc 进行浮点运算
echo "scale=2; $a / $b" | bc

4.2 关系运算符

[ $a -eq $b ]  # 等于
[ $a -ne $b ]  # 不等于
[ $a -gt $b ]  # 大于
[ $a -lt $b ]  # 小于
[ $a -ge $b ]  # 大于等于
[ $a -le $b ]  # 小于等于

4.3 布尔和逻辑运算符

[ ! false ]         # 非
[ $a -lt 20 -o $b -gt 100 ]  # 或
[ $a -lt 20 -a $b -gt 100 ]  # 与

4.4 字符串运算符

[ $str1 = $str2 ]   # 相等
[ $str1 != $str2 ]  # 不等
[ -z $str ]         # 长度为0
[ -n $str ]         # 长度不为0
[ $str ]            # 不为空

4.5 文件测试运算符

[ -e file ]    # 存在
[ -f file ]    # 是普通文件
[ -d file ]    # 是目录
[ -r file ]    # 可读
[ -w file ]    # 可写
[ -x file ]    # 可执行
[ -s file ]    # 大小不为0

5. 控制结构

5.1 条件语句

if [ condition ]; then
    commands
elif [ condition ]; then
    commands
else
    commands
fi

示例：

if [ $a -gt $b ]; then
    echo "$a 大于 $b"
elif [ $a -eq $b ]; then
    echo "$a 等于 $b"
else
    echo "$a 小于 $b"
fi

5.2 case 语句

case $变量 in
模式1)
    commands
    ;;
模式2)
    commands
    ;;
*)
    default commands
    ;;
esac

示例：

read -p "输入一个数字 (1-3): " num
case $num in
1) echo "你输入了1" ;;
2) echo "你输入了2" ;;
3) echo "你输入了3" ;;
*) echo "输入不在1-3范围内" ;;
esac

5.3 for 循环

for 变量 in 列表
do
    commands
done

示例：

for i in 1 2 3 4 5
do
    echo "数字: $i"
done

# 使用序列
for i in {1..5}
do
    echo "数字: $i"
done

# C风格for循环
for ((i=1; i<=5; i++))
do
    echo "数字: $i"
done

5.4 while 循环

while [ condition ]
do
    commands
done

示例：

count=1
while [ $count -le 5 ]
do
    echo "计数: $count"
    count=$((count+1))
done

5.5 until 循环

until [ condition ]
do
    commands
done

示例：

count=1
until [ $count -gt 5 ]
do
    echo "计数: $count"
    count=$((count+1))
done

5.6 循环控制

break     # 跳出循环
continue  # 跳过本次循环

6. 函数

6.1 定义函数

function_name() {
    commands
    [return value]
}

或

function function_name {
    commands
    [return value]
}

6.2 函数示例

greet() {
    echo "Hello, $1!"
}

greet "John"  # 输出: Hello, John!

6.3 返回值

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

add 3 5
echo "3 + 5 = $?"  # $? 获取返回值

6.4 局部变量

func() {
    local var="局部变量"
    echo $var
}

7. 输入输出

7.1 读取输入

read -p "请输入您的名字: " name
echo "你好, $name!"

7.2 文件描述符

0: 标准输入
1: 标准输出
2: 标准错误

重定向：

command > file      # 标准输出重定向到文件
command >> file     # 标准输出追加到文件
command 2> file     # 标准错误重定向到文件
command > file 2>&1 # 标准和错误都重定向到文件
command < file      # 从文件读取输入

7.3 Here Document

cat << EOF
这是一个多行文本
第二行
第三行
EOF

8. 高级特性

8.1 命令替换

date=`date`
echo "当前日期: $date"

# 或使用 $()
files=$(ls)
echo "文件列表: $files"

8.2 算术扩展

a=5
b=7
echo $((a + b))

8.3 进程替换

diff <(ls dir1) <(ls dir2)

8.4 调试脚本

bash -x script.sh  # 跟踪执行
bash -v script.sh  # 显示原始命令
bash -n script.sh  # 检查语法错误

在脚本中启用调试：

#!/bin/bash
set -x  # 开启调试
# 脚本内容
set +x  # 关闭调试

9. 实用技巧

9.1 获取脚本目录

SCRIPT_DIR=$(cd $(dirname "$0") && pwd)

9.2 检查命令是否存在

if ! command -v git &> /dev/null; then
    echo "git 未安装"
    exit 1
fi

9.3 颜色输出

RED='\033[0;31m'
NC='\033[0m' # No Color
echo -e "${RED}错误信息${NC}"

9.4 进度条

for i in {1..100}; do
    printf "\r[%-100s] %d%%" $(printf "#%.0s" $(seq 1 $i)) $i
    sleep 0.1
done
echo

10. 实战示例

10.1 备份脚本

#!/bin/bash
# 备份脚本

BACKUP_DIR="/backup"
SOURCE_DIR="/var/www"
DATE=$(date +%Y%m%d)
BACKUP_FILE="backup_$DATE.tar.gz"

if [ ! -d "$BACKUP_DIR" ]; then
    mkdir -p "$BACKUP_DIR"
fi

tar -czf "$BACKUP_DIR/$BACKUP_FILE" "$SOURCE_DIR" 2>/dev/null

if [ $? -eq 0 ]; then
    echo "备份成功: $BACKUP_DIR/$BACKUP_FILE"
else
    echo "备份失败!"
    exit 1
fi

10.2 系统监控脚本

#!/bin/bash
# 系统监控脚本

# 获取CPU使用率
cpu_usage=$(top -bn1 | grep "Cpu(s)" | sed "s/.*, *\([0-9.]*\)%* id.*/\1/" | awk '{print 100 - $1}')

# 获取内存使用率
mem_total=$(free -m | awk '/Mem:/ {print $2}')
mem_used=$(free -m | awk '/Mem:/ {print $3}')
mem_usage=$((mem_used * 100 / mem_total))

# 获取磁盘使用率
disk_usage=$(df -h / | awk '/\// {print $(NF-1)}')

echo "CPU 使用率: ${cpu_usage}%"
echo "内存使用率: ${mem_usage}%"
echo "根分区使用率: ${disk_usage}"

11. 最佳实践

总是以 #!/bin/bash 开始脚本
使用 set -e 使脚本在出错时退出
使用 set -u 检查未设置变量
对变量使用引号，如 "$var"
使用 [[ ]] 代替 [ ] 进行条件测试
使用 $(command) 代替反引号
为脚本和函数添加注释
使用有意义的变量名
处理错误和异常情况
测试脚本在不同环境下的行为

Shell 基础介绍

2. Shell 脚本基础

2.1 创建第一个脚本

2.2 变量

2.3 特殊变量

2.4 数组

3. 字符串操作

3.1 基本操作

3.2 字符串替换

3.3 字符串删除

4. 运算符

4.1 算术运算

4.2 关系运算符

4.3 布尔和逻辑运算符

4.4 字符串运算符

4.5 文件测试运算符

5. 控制结构

5.1 条件语句

5.2 case 语句

5.3 for 循环

5.4 while 循环

5.5 until 循环

5.6 循环控制

6. 函数

6.1 定义函数

6.2 函数示例

6.3 返回值

6.4 局部变量

7. 输入输出

7.1 读取输入

7.2 文件描述符

7.3 Here Document

8. 高级特性

8.1 命令替换

8.2 算术扩展

8.3 进程替换

8.4 调试脚本

9. 实用技巧

9.1 获取脚本目录

9.2 检查命令是否存在

9.3 颜色输出

9.4 进度条

10. 实战示例

10.1 备份脚本

10.2 系统监控脚本

11. 最佳实践

12. 学习资源

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