自动化运维必须要学的Shell脚本之——数组（冒泡排序和反转排序等）

Posted 2021-05-21 码海小虾米_

shell中的数组

• 一、数组的基本操作
• • • 1.1 什么是数组
    • 1.2 数组的语法格式
    • 1.3 数组的数据类型
    • 1.4 获取数组的长度
    • 1.5 获取数组的列表
    • 1.6 获取数组下标对应的值
    • 1.7 遍历数组
    • 1.8 数组切片
    • 1.9 数组替换
    • 1.10 数组删除和指定下标的值删除
    • 1.11 数组追加元素
• 二、将数组作为函数的参数
• • • 2.1 将数组传入函数返回新的数组
    • 2.2 将数组传入函数进行计算返回结果
• 二、数组的排序（冒泡/直接选择/反向）
• • • 2.1 冒泡排序
    • 2.1 直接选择排序
    • 2.1 反转排序

一、数组的基本操作

1.1 什么是数组

• 数组中可以存放多个值。Bash Shell 只支持一维数组（不支持多维数组），初始化时不需要定义数组大小（与 php 类似）。

• 与大部分编程语言类似，数组元素的下标由 0 开始。

• Shell 数组用括号来表示，元素用"空格"符号分割开

1.2 数组的语法格式

• 格式一：

数组名=(value1 value2 ... valuen)
arr_number=(1 2 3 4 5 6 7 8 9)

• 格式二：

数组名=([0]=value0 [1]=value0 [2]=value0 ...)
arr_number=([0]=1 [1]=2 [2]=3 [3]=4)

• 格式三：

列表名：“value1 value2 valueN ..."
数组名=($列表名)
list_number="1 2 3 4 5 6"
arr_number=($list_number)

• 格式四：

数组名[0]="value"
数组名[1]="value"
数组名[2]="value"
arr_number[0]=1
arr_number[1]=2
arr_number[2]=3

1.3 数组的数据类型

• 数值类型
• 字符类型
• 使用 “ ”（双引号） 或者 ‘ ’ （单引号）定义

1.4 获取数组的长度

在这里插入图片描述

arr_length=${#arr_number[@]}
		   ${#arr_number[*]}
echo $arr_length 

1.5 获取数组的列表

echo ${arr_number[*]}
echo ${arr_number[@]}

1.6 获取数组下标对应的值

arr_number=(1 2 3 4 5 6 7 8 9 0)
arrindex3=${arr_number[3]}
echo $arrindex3 

1.7 遍历数组

arr_number=(0 1 2 3 4 5 6 7 8 9)

for i in ${arr_number[@]}
do
    echo $i
done

1.8 数组切片

arr_number=(0 1 2 3 4 5 6 7 8 9)

echo "输出整个数组: " ${arr_number[@]}
echo "取出数组1到3: " ${arr_number[@]:1:3}
echo "取出数组5到9: " ${arr_number[@]:5:5}
echo "取出数组0后面所有: " ${arr_number[@]:0}

1.9 数组替换

echo " ${arr[@]/4/666} ：这种写法会输出替换后的数组，但是是临时的，并未改变原数组
arr=(${arr[@]/4/666}) ：使用重新赋值，可以修改原数组

arr=(0 1 2 3 4 5 6 7 8)
echo "初始的数组为： " ${arr[@]}
echo "输出替换的数组：" ${arr[@]/4/666}		
echo "替换后查看原数组为： " ${arr[@]}

arr=(${arr[@]/4/666})
echo "替换后的数组为： " ${arr[@]}

1.10 数组删除和指定下标的值删除

1.11 数组追加元素

• 方法一 ：直接使用下标进行元素的追加

array_name[index]=value

• 方法二：将数组的长度作为下标进行追加元素（比如下面例子，原数组的长度为5，数组内最后一个元素的下标为4，所以使用5意思也是追加，跟方法一道理一样）

array_name[${array_name[@]}]=value

• 方法三：

双引号不能省略，否则，当数组array name中存在包含空格的元素时会按空格将元素拆分成多个
不能将“@”替换为 “ * ”，如果替换为“ * ”，不加双引号时与"@"的表现一致，加双引号时，会将数组array name中的所有元素作为一个元素添加到数组中。

array_name=("${array_name[@]}" value1 ...valueN)

使用循环测试 加不加双引号的情况下，使用@和 * 的区别

• 方法四：使用+=进行追加

待添加元素必须用“（）”包围起来，并且多个元素用空格隔开

array_name+=(value1...valueN)

二、将数组作为函数的参数

2.1 将数组传入函数返回新的数组

1.如果将数组作为函数的参数，函数只会取数组变量的第一个值，如下：

2.解决上述的问题：需要将数组变量的值分解成单个的值，然后将这些值作为函数参数使用，在函数内部，再将所有的参数重新组合成一个新的数组变量。

2.2 将数组传入函数进行计算返回结果

结果：

二、数组的排序（冒泡/直接选择/反向）

2.1 冒泡排序

1.概述：类似气泡上涌的动作，会将数据在数组中从小到大或者从大到小不断向前移动。
2.基本思想：冒泡排序的基本思想是对比相邻的两个元素值，如果满足条件就交换元素值，把较小的元素移动到数组前面，把大的元素移动到数组后面(也就是交换两个元素的位置)，这样较小的元素就像气泡一 样从底部上升到顶部。
3.算法思路：冒泡算法由双层循环实现，其中外部循环用于控制排序轮数，一般为要排序的数组长度减1次，因为最后一次循环只剩下一个数组元素，不需要对比，同时数组已经完成排序了。而内部循环主要用于对比数组中每个相邻元素的大小，以确定是否交换位置，对比和交换次数随排序轮数而减少。

# 定义一个数组，内容无序
array_num=(77 20 67 4 35 88 55)
# 输出未排序之前的数组，方便和后面做对比
echo "没有进行排序之前的数组: " ${array_num[*]} 
# 定义一个变量，代表数组的长度
arr_length=${#array_num[*]}
# 外循环作用将数组进行循环，次数为数组的长度-1
for ((i=1;i<$arr_length;i++)){
    # 内循环为数组内相邻两个元素的对比
    for ((j=0;j<$arr_length-i;j++)){
    # 将数组的第一个元素赋予给变量first
    first=${array_num[$j]}
    # 将数组的第二个元素赋予给变量second
    second=${array_num[$[$j+1]]}
        # 进行判断，如果第一个数大于第二个数
        if [ $first -gt $second ]
        then
            # 使用临时变量接收第一个数
            temp=$first
            # 然后将第二个数给第一个数，因为第一个数大，需要换位
            array_num[$j]=$second
            # 最后再将临时变量的值赋给第一个数
            array_num[$[$j]+1]=$temp
        fi
    }
}
echo "从小到大排序后的数组为：  ${array_num[*]}"

结果：

2.1 直接选择排序

1.概述：与冒泡排序相比，直接选择排序的交换次数更少，所以速度会快些。
2.基本思想:将指定排序位置与其它数组元素分别对比，如果满足条件就交换元素值，注意这里区别冒泡排序，不是交换相邻元素，而是把满足条件的元素与指定的排序位置交换(如从最后一 个元素开始排序)，这样排序好的位置逐渐扩大，最后整个数组都成为已排序好的格式。

  6 # 定义数组，无顺序即可
  7 array=(44 22 55 91 4 6 42 100 333 12)
  8 echo "没排序的数组为： ${array[*]}" 
  9 # 将数组的长度赋予变量lg
 10 lg=${#array[*]}
 11 # 确定循环比较的次数
 12 for ((i=1;i<$lg;i++)){
 13     # 定义变量index为0，作为数组的下标
 14     index=0
 15     # 使用循环进行比较,每轮比较的次数为lg-i
 16     for ((j=0;j<$lg-i;j++)){
 17         #对比获取最大值元素的索引位置,如果当前数比index0大
 18         if [ ${array[$j]} -gt ${array[$index]} ];then
 19              # 就把该元素对应的下标索引给index
 20              index=$j
 21         fi
 22     }
 23     # 定义最后每轮最后元素的下标为last
 24     last=$[$lg-$i]
 25     # 定义临时变量用来接受最后的元素的值
 26     temp=${array[$last]}
 27     # 将下标索引为index的数给当前数组的最后一个元素
 28     array[$last]=${array[$index]}
 29     # 将之前临时变量temp的值给下标为index的元素，实现对换
 30     array[$index]=$temp
 31 }
 32 echo "排序后的数组为： ${array[*]}"

结果：

2.1 反转排序

1.概述：以相反的顺序把原有数组的内容重新排序。
2.基本思想:把数组最后一个元素与第一个元素替换，倒数第二个元素与第二个元素替换，以此类推，直到把所有数组元素反转替换。

  6 # 定义数组随便，我这里按顺序方便对比
  7 array=(a b c d e f g)
  8 echo "反转之前的数组为： " ${array[*]}
  9 
 10 # 取出数组的长度
 11 lg=${#array[*]}
 12 # 使用循环，次数为长度的一般即可，因为反转是相互的
 13 for ((i=0;i<lg/2;i++)){
 14     # 每次反转的时候定义一个临时变量用来接受此次反转的第一个变量
 15     temp=${array[$i]}
 16     # 将此次反转操作时的最后一个变量赋予给此次反转的第一个
 17     array[$i]=${array[$lg-$i-1]}
 18     # 然后将临时变量接收的值赋予给此次反转的最后一个
 19     array[$lg-$i-1]=$temp
 20 }
 21 echo "反转之后的数组为： " ${array[*]}

结果：