规范很重要！！学Shell编程之前不得不了解的一些规则

Posted 2021-09-11 老张学coding

Shell编程规范和变量

一、Shell脚本概述

1.1、Shell脚本的概念

• 将要执行的命令按顺序保存到一个文本文件；
• 给该文件可执行权限；
• 可结合各种Shell控制语句以完成更复杂的操作。

1.2、Shell脚本应用场景

• 重复性操作
• 交互性任务
• 批量事务处理
• 服务运行状态监控
• 定时任务执行
• 。。。。。。

1.3、Shell的作用----命令解释器，“翻译官”

Shell (壳程序)是一个特殊的应用程序，它介于操作系统内核与用户之间，充当了一个“命令解释器"的角色，负责接收用户输入的操作指令(命令)并进行解释，将需要执行的操作传递给内核执行，并输出执行结果。

简单说：

• Shell是一个特殊的应用程序，介于系统内核与用户之间，充当解释器，负责解释命令行
• 将用户输入的指令进行解释，传递给内核执行，然后输出结果
• 大多数默认Shell是Bash（bin/bash）

1.4、用户的登录shell

• 登录后默认使用的Shell程序，一般为/bin/bash
• 不同Shell的内部指令、运行环境等会有所区别

查看Shell程序：在/etc/shells里面，以及每个shell程序的作用

[root@localhost shell]# cat /etc/shells
/bin/sh   
/bin/bash 
/sbin/nologin
/usr/bin/sh
/usr/bin/bash 
/usr/sbin/nologin
/bin/tcsh
/bin/csh

#####################各个shell程序的作用
bash:基于GNU的框架下发展出的Shell
csh:语法有点类似C语言的Shell
tcsh:整合了csh,提供了更多的功能
sh:已经被bash所替代
nologin:奇怪的shell,这个shell可以让用户无法登录主机

补充：为什么系统上合法的shell要写入/etc/shells这个文件呢？

因为系统中某些服务运行过程中，会去检查用户用户能够使用的shell，而检查的文件程序就借/etc/shells这个文件

用户什么时候可以取得shell来工作？用户默认会取得那个shell?

当用户登录的时候就用到了shell，并且登录取得的shell记录在/etc/passwd文件里

Shell是一个面向字符串的编程语言，可以跟Python之类的编程语言结合起来，比如某个复杂的功能使用一个python脚本来实现，然后在shell中调用这个脚本来实现较复杂的功能，或者反过来，在python脚本中调用外部的shell脚本来提高自动化效率，也是可以的

1.5、shell脚本的作用

• 自动化运维
• 批量化重复操作可以编写脚本结合计划任务自动周期运行
• 减轻管理员工作量
• 提高处理文本的速度
• 避免配置出错

1.6、Shell脚本的构成

• 脚本申明（解释器）：也就是这个脚本用哪个shell来执行，默认的是 #！/bin/bash这个解释器。还有其他类型的解释器，如#！/usr/bin/python,#!/usr/bin/expect
• 注释信息：以#开头，不会在脚本中执行，写注释是个好习惯
• 执行语句：

例如：

查看python解释器程序

• 编写第一个shell脚本

1.7、shell脚本的执行以及每种执行方法的区别

方法一：指定路径

指定路径的命令，要求文件必须要有#x（执行）权限
chmod u+x /root/shell01.sh #默认是u，可以省略
即：
chmod +x /root/shell01.sh
指定绝对路径：/root/first.sh
指定相对路径：./first.sh

方法二：指定Shell

指定Shell来解释脚本，不要求文件有x权限
1、sh 脚本路径：shell01.sh
2、source 脚本路径：.shell01.sh 或者 source shell01.sh
注：降低权限的方法：chmod -x shell01.sh

二、重定向和管道操作

2.1、交互式硬件设备

• 标准输入：从该设备接收用户输入的数据
• 标准输出：通过该设备向用户输出数据
• 标准错误：通过该设备报告执行出错信息

类型	设备文件	文件描述编号	默认设备
标准输入	/dev/stdin	0	键盘
标准输出	/dev/stdout	1	显示器
标准错误	/dev/stderr	2	显示器

2.2、重定向操作

类型	操作符	用途
重定向输入	<	从指定文件读取数据，而不是从键盘输入
重定向输出	>	将输出结果保存到指定文件（覆盖原有文件）
	>>	将输出结果追加到指定文件的尾部
标准错误输出	2>	将错误信息保存到指定文件（覆盖原有文件）
	2>>	将错误信息追加到指定文件的尾部
混合输出	&>	将标准输出，标准错误的内容保存到同一个文件中
	2>&1	将标准错误输出重定向到标准输出

注意：重定向输出指定的文件如果不存在会自动创建这个文件

重定向输入操作演示：

[root@localhost shell02]# echo 123456 >pass.txt
[root@localhost shell02]# ls
\\  pass.txt  shell01-1.sh  shell01.sh  shell02-2.sh  shell02.sh  shell03.sh  shell04.sh  shell05.sh  test.sh
[root@localhost shell02]# useradd  zhangsan
[root@localhost shell02]# passwd  --stdin zhangsan < pass.txt
更改用户 zhangsan 的密码 。
passwd：所有的身份验证令牌已经成功更新。
[root@localhost shell02]# su zhangsan
[zhangsan@localhost shell02]$ su
密码：
[root@localhost shell02]# su lisi
[lisi@localhost shell02]$ su zhangsan
密码：
[zhangsan@localhost shell02]$
注意：如果出现鉴定错误，可以关闭防火墙，setenforce 0

重定向输出操作演示：

[root@localhost ~]# echo  abc > abc.txt
[root@localhost ~]# cat abc.txt
abc
[root@localhost ~]# echo  123 > abc.txt
[root@localhost ~]# cat abc.txt
123
[root@localhost ~]# echo  zcq >> abc.txt
[root@localhost ~]# cat abc.txt
123
zcq
[root@localhost ~]#

标准错误输出演示：

[root@localhost ~]# ech 0 2> abc.txt
[root@localhost ~]# cat abc.txt
bash: ech: 未找到命令...
[root@localhost ~]# ecoh 0 2>> abc.txt
[root@localhost ~]# cat abc.txt
bash: ech: 未找到命令...
bash: ecoh: 未找到命令...
相似命令是： 'echo'
[root@localhost ~]# echo 123 2>> abc.txt
123
[root@localhost ~]# cat abc.txt
bash: ech: 未找到命令...
bash: ecoh: 未找到命令...
相似命令是： 'echo'
[root@localhost ~]#

混合输出演示：

[root@localhost ~]# ecoh 0 &> abc.txt
[root@localhost ~]# cat abc.txt
bash: ecoh: 未找到命令...
相似命令是： 'echo'

将ls -lh现实的结果输出到文件里：

[root@localhost ~]# ls -lh > log.txt
[root@localhost ~]# cat log.txt

代码执行过程：

ls -lh > log.txt  等同于 ls -lh &> log.txt
本来是标准输出，要输入到屏幕 就是：本来1-->屏幕（1指向屏幕）
执行>log 后，1-->log.txt (1指向log.txt)
执行2>&1后，2--> (而1指向log.txt,因此2也指向了log.txt)

2.3、管道操作

• 管道操作符：|

功能：将左侧的命令输出结果，作为右侧命令的处理对象

cmd1 | cmd2 | cmd3 .......

[root@localhost ~]# grep "bash$" /etc/passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
zhang:x:1000:1000:zhang:/home/zhang:/bin/bash
lisi:x:1001:1001::/home/lisi:/bin/bash
zhangsan:x:1002:1002::/home/zhangsan:/bin/bash
[root@localhost ~]# grep "bash$" /etc/passwd | awk -F: '{print $1,$7}'
root /bin/bash
zhang /bin/bash
lisi /bin/bash
zhangsan /bin/bash
[root@localhost ~]#

管道符“|”与xargs的区别：

• 管道符 将 “|” 之前的命令标准输出，作为之后命令的标准输入。
• xargs 将上一命令的标准输出，作为后面命令的参数args。

三、Shell脚本变量

3.1、变量的作用

用来存放系统和用户需要使用的特定参数（值）

• 变量名：使用固定的名称，由系统预设或用户定义
• 变量值：能够根据用户设置、系统环境的变化而变化

3.2、变量的分类

• 自定义变量：由用户自己定义、修改和使用
• 特殊变量
  • 环境变量：由系统维护，用于设置工作环境
  • 只读变量：用于变量值不允许被修改的情况
  • 位置变量：通过命令行给脚本程序传递参数
  • 预定义变量：bash中内置的一类变量，不能直接修改

3.3、自定义变量

格式：

变量名=变量值
注意：==变量名以字母或下划线开头，区分大小写，建议全大写==
查看变量的值：echo $变量名

示例：

• 赋值时使用引号

双引号：允许通过$符号引用其他变量值
单引号： 禁止引用其他变量值，$视为普通字符
反撇号： 命令替换，提取命令执行后的输出结果

错误示范：

正确示范：

• 从键盘输入内容为变量赋值

read [-p “提示信息”] 变量名

• 设置变量的作用范围

格式1：export 变量名
格式2：export 变量名=变量值

示例：

• 整数变量的运算

expr 变量1 运算符 变量2 [运算符 变量3] 

常用运算	对应的运算符
加法运算	+
减法运算	-
乘法运算	*
除法运算	/
求模（取余）运算	%

五种运算的操作示例：

• 运算总结

1. 变量值与运算符号之间要有空格
2. 乘法运算要用KaTeX parse error: Undefined control sequence: \\* at position 1: \\̲*̲
3. 将变量值赋给变量名的时候，要用进行引用变量，如：$zz

3.4、特殊变量

3.4.1、环境变量

由系统提前创建，用来设置用户的工作环境

配置文件：/etc/profile、~/.bash_profile

放在这里的环境变量才能一直有效

常见的环境变量有：
PWD、PATH
USER、SHELL、HOME

export PATH定义的变量全局有效，不过重启之后就没有了作用

######临时设置
export PATH="$PATH:/root"

env查看当前工作环境下的环境变量

3.4.2、只读变量

作用：用于变量值不允许被修改的情况

总结：只读变量只能查看，不能修改，不能删除

3.4.3、位置变量

表示为$n,n为1~9之间的数字
如果是$10的话就是$1表示的参数后面跟个0

如果非要把第十一个参数显示出来的话可以用${11}

==注意:$11 ==

与${11}的区别

3.4.4、预定义变量

$*、$@：表示命令或脚本要处理的参数。
$*:把所有参数看成以空格分隔的一个==字符串整体==，代表"$1 $2 $3 $4"。
$@:把各个参数加上双引号==分隔成n份==的参数列表，每个参数是独立 的，代表"$1" "$2" "$3" "$4"。
$#:表示命令或脚本要处理的参数的个数。
$0:表示当前执行的脚本或命令的名称
$?:表示前一条命令或脚本执行后的返回状态码，返回值为0表示执行正确，返回任何非0值均表示执行出现异常

$*

$@区别

操作：in后面不加双引号的情况，两者没有区别

结果：

操作：in后面的变量加双引号之后的情况，功能不同了

结果：

四、3种整数运算

4.1、expr运算

格式：

######第一种
expr 变量1 运算符 变量2
########常用的运算表达式
i=$(expr 12 \\* 5) ### ==expr和变量之间要有空格==

常用的运算表达式：

[root@localhost ~]# a=$(expr 12 \\* 5)
[root@localhost ~]# b=$((12\\*5))
-bash: 12\\*5: 语法错误: 无效的算术运算符 （错误符号是 "\\*5"）
[root@localhost ~]# b=$((12*5))
[root@localhost ~]# c=$[12*5]
[root@localhost ~]# let d=12*5
[root@localhost ~]# echo  $a $b $c $d
60 60 60 60

注：只有在expr中,乘法才用==“反斜杠加*”==

4.2、let运算

格式：

[root@localhost ~]# let d=12*5
[root@localhost ~]# echo  $d
60 

4.3、自增自减

i++相当于 i=$[$i+1]
i--相当于 i=$[$i-1]
i+=2相当于 i=$[$i+2]

[root@localhost ~]# let d++
[root@localhost ~]# echo $d
61
[root@localhost ~]# let d++
[root@localhost ~]# echo $d
62
[root@localhost ~]# let d--
[root@localhost ~]# echo $d
61
[root@localhost ~]# let d+=2
[root@localhost ~]# echo $d
63
[root@localhost ~]#

注意：bash 不支持浮点运算，如果要进行浮点运算，需要借助bc,awk处理（bc工具要安装），awk功能非常强大

4.4、运用bc工具进行浮点运算

格式：

#!/bin/bash
#+
a=$(echo "4.3 + 2.5"|bc)
 echo "4.3+2.5=$a"

#-
b=$(echo "4.3 - 2.5"|bc )
    echo "4.3-2.5=$b"

#*
c=$(echo "4.30 *  2.50"|bc)
    echo "4.30*2.50=$c"

#/
d=$(echo "scale=3;4.3 / 2.5"|bc)
    echo "4.3/2.5=$d"

#混合运算
e=$(echo "2.2/(2.2-1.1)*2+1.1"|bc)
    echo "2.2/(2.2-1.1)*2+1.1=$e"

4.5、运用awk文本工具进行浮点运算

格式：

#!/bin/bash
#awk工具进行浮点运算

#+
a=$(awk 'BEGIN{print 4.5 + 3.4}')
    echo "4.5+3.4=$a"

#-
b=$(awk 'BEGIN{print 4.5 - 3.4}')
    echo "4.5-3.4=$b"

#*
c=$(awk 'BEGIN{print 4.5 * 3.4}')
    echo "4.5*3.4=$c"

#/
d=$(awk 'BEGIN{print 4.5 / 3.4}')
    echo "4.5/3.4=$d"

#混合运算
e=$(awk 'BEGIN{print (4.5 - 3.4)*2+3}')
    echo "(4.5-3.4)*2+3=$e"

总结：三种符号的区别以及作用

单引号：$当作普通字符输出

双引号：当成变量输出

反撇号： 命令替换，提取命令执行后的输出结果

还有就是shell重要的一点就是语法错误，shell脚本是一行一行执行，注意一个符号或者一个空格错了都执行不了。