Linux 变量的使用

Posted 2021-02-08 刘合栋

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• 1. Shell 脚本规范
• 2. Shell 脚本执行
• 3. Shell 脚本变量
  • 3.1 环境变量
    • 3.1.1 自定义环境变量
    • 3.1.2 显示与取消环境变量
    • 3.1.3 环境变量初始化与对应文件的生效顺序
  • 3.2 普通变量
    • 3.2.1 定义本地变量
    • 3.2.2 shell 调用变量
    • 3.2.3 grep 调用变量
    • 3.2.4 awk 调用变量
  • 3.3 特殊变量
  • 3.4 变量子串
• 4. Shell 运算符
• x.-系统变量列表

1. Shell 脚本规范

一个规范的 Shell 脚本在第一行会指出由哪个程序（解释器）来执行脚本中的内容，这一行内容在 Linux bash 的编程一般为：

#! /bin/bash
# 或者, 不过注意，要在255个字符以内！
#! /bin/sh    

在执行bash脚本的时候，内核会根据“#!”后的解释器来确定该用哪个程序解释这个脚本中的内容，不过注意。这一行必须位于每个脚本顶端的第一行，如果不是第一行则为脚本的注释行。

类似这种的有很多，例如：

1. #! /bin/sh
2. #! /bin/bash
3. #! /usr/bin/awk
4. #! /bin/sed
5. #! /usr/bin/tcl
6. #! /usr/bin/expect
7. #! /usr/bin/perl
8. #! /usr/bin/env python

如果在脚本开头的第一行不指定解释器，那么就要用对应的解释器来执行脚本，这样才能确保脚本正确执行，例如：

如果是 Shell 脚本，就用bash test.sh 执行

如果是Python 脚本，就用 python test.py 执行

如果是expect 脚本，就用 expect test.py 执行

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2. Shell 脚本执行

当 Shell 脚本运行时，它会先查找系统环境变量 ENV，该变量指定了环境文件（加载顺序通常是 /etc/profile、~/.bash_profile、~/.bashrc、/etc/bashrc等），在加载了上述环境变量文件后，Shell 就开始执行 Shell 脚本中的内容。

Shell 脚本是从上到下，从左至右依次执行每一行的命令及语句的，既执行完了一个命令后在执行下一个，如果在 Shell 脚本中遇到子脚本（即脚本嵌套）时，就会先执行子脚本的内容，完成后再返回父脚本继续执行父脚本内后续的命令及语句，

通常情况下，在执行 Shell 脚本时，会向系统内核请求启动一个新的进程，以便在该进程中执行脚本的命令及子Shell脚本，基本流程如下图所示。

设置 Linux 的 crond 任务时，最好能在定时任务脚本中重新定义系统环境变量，否则，一些系统环境变量将不会被加载，这个问题需要注意！

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3. Shell 脚本变量

存放一个值的空间即为变量，

默认情况下，在 bash shell 中是不会区分变量类型的，例如：常见的变量类型为数字、字符串、小数等，这和其他强类型语言（例如：Java/C语言）是有区别的，当然，如果需要指定Shell变量的类型，也可以使用 declare 显示定义变量的类型，但在一般情况下没有这个需求，Shell 开发者在开发脚本时需要自行注意 Shell 脚本中变量的类型。

变量可分为两类：环境变量（全局变量）和普通变量（局部变量）

环境变量也可称为全局变量，可以在创建它们的Shell 及其派生出来的任意子进程 Shell 中使用，环境变量又可分为自定义环境变量和 bash 内置的环境变量。

普通变量也可称为局部变量，只能在创建它们的Shell函数或Shell脚本中使用，普通变量一般由开发者在开发脚本程序时创建。

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3.1 环境变量

环境变量一般是指用 expirt 内置命令导出的变量，用于定义 Shell 的运行环境，保证 Shell 命令的正确执行，Shell 通过环境变量来确定登录用户名、命令路径、终端类型、登录目录等，所有的环境变量都是系统全局变量，可用于所有子进程中，这包括编辑器、Shell 脚本和各类应用。

环境变量可以在命令行中设置和创建，但用户退出命令时这些变量值就会丢失，因此，如果希望永久保存环境变量，可在用户家目录下的.bash_profile 或 .bashrc（非用户登录模式特有，例如远程 SSH）文件中，或者全局配置/etc/bashrc（非用户登录模式特有，例如远程 SSH）或 /etc/profile 文件中定义，在将环境变量放入上述的文件中后，每次用户登录时这些变量都将被初始化。

按照系统规范，所有环境变量的名字均采用大写形式，在将环境变量应用于用户进程程序之前，都应该用 expirt 命令导出定义，例如：正确的环境变量定义方法为 exprot OLDGIRL=1

有一些环境变量，比如 HOME、PATH、SHELL、UID、USER 等，在用户登录之前就已经被 /bin/login 程序设置好了，通常环境变量被定义保存在用户家目录下的.bash_profile 文件或全局的配置文件/etc/profile中。

在查看设置的变量时，有3个命令可以显示变量的值：set、env 和 declare（替代早期 typeset）set 命令输出所有的变量，包括全局变量和局部变量，env 命令只显示全局变量，declare 命令输出所有的变量、函数、整数和已经导出的变量，set -o 命令显示 bash Shell 的所有参数配置信息

系统变量表见系统环境变量表

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3.1.1 自定义环境变量

（1）设置环境变量

如果想要设置环境变量，就要在给变量赋值之后或在设置变量时使用 export 命令，另外，除了 export 命令。带 -x 选项的 declare 内置命令也可以完成同样的功能（注意：此处不要再前面加 $）

export 命令和 declare 命令的格式如下：

export 变量名=value
变量名=value ; export 变量名
declare -x 变量名=value

例如：

[root@www ~]$ export NAME=oldboy
[root@www ~]$ NAME=oldboy ; export NAME
[root@www ~]$ declare -x NAME=oldboy

（2）设置环境变量(永久生效)

用户的环境变量配置：

[root@www ~]$ ls /root/.bashrc			# 推荐再此文件中优先设置
/root/.bashrc
[root@www ~]$ ls /root/.bash_profile
/root/.bash_profile

全局的环境变量配置

[root@www ~]$ /etc/profile
[root@www ~]$ /etc/bashrc
[root@www ~]$ /etc/profile.d/

若要在登陆后初始化或显示加载内容，则把脚本文件放在 /etc/profile.d/ 下即可（无需加载执行权限）

（3）设置登录提示的两种方式

第一种是在/etc/motd里增加提示的字符串，如下：

[root@www ~]$ cat /etc/motd
welcome to Linux.

第二种是在/etc/profile.d/下面增加如下脚本：

[root@www ~]$ cat /etc/profile.d/login_info.sh
echo "welcome to Linux."

以下是在生产场景下（在Java环境中），自定义环境变量的示例。

export JAVA_HOME=/application/jdk
export CLASSPATH=$CLASSPATH:$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/lib
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$JAVA_HOME/jre/bin:$PATH:$HOME/bin
export RESIN=/applaction/resin

提示

上述的环境变量设置通常放在/etc/profile全局环境变量里，

如果是写Java的脚本，那么最好是把上述 Java 环境配置放入脚本内重新定义，特别是作为定时任务执行的脚本。

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3.1.2 显示与取消环境变量

（1）通过 echo 或 printf 打印环境变量

[root@www ~]$ echo $HOME
/root
[root@www ~]$ echo $UID
0
[root@www ~]$ echo $PWD
/root
[root@www ~]$ echo $SHELL
/bin/bash
[root@www ~]$ echo $USER
root
[root@www ~]$ printf "$HOME\\n"
/root

提示

在写Shell 脚本时可以直接使用系统默认的环境变量，一般情况下是不需要重新定义的，在使用定时任务等执行 Shell 脚本时建议在脚本中重新定义。

（2）用 env 或 set 显示默认的环境变量

[root@www ~]$ env
XDG_SESSION_ID=17
HOSTNAME=www.oliven.com
TERM=xterm
...

[root@www ~]$ set
BASH=/bin/bash
...

[root@www ~]$ declare | head 
BASH=/bin/bash
...

（3）用 unset 消除本地变量和环境变量

[root@www ~]$ echo $USER
root
[root@www ~]$ unset USER
[root@www ~]$ echo $USER

[root@www ~]$

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3.1.3 环境变量初始化与对应文件的生效顺序

在登录Linux系统并启动一个 bash shell 时，默认情况下 bash 会在若干个文件中查找环境变量的设置，这些文件可统称为系统环境文件，bash 检查的环境变量文件的情况取决于系统运行 Shell 的方式，系统运行 Shell 的方式有 3 种。

（1）通过系统用户登录后默认运行的 Shell

（2）非登录交互式运行 Shell

（3）执行脚本运行非交互是 Shell

当用户登录 Linux 系统时，Shell 会作为登录 Shell 启动，此时的登录 Shell 加载环境变量的顺序如上图。

用户登录系统后首先会加载 /etc/profile 全局环境变量文件，这是 Linux 系统上默认的 Shell 主环境变量文件，系统上每个用户登录都会加载这个文件。

当加载完 /etc/profile 文件后，才会执行 /etc/profile.d/目录下的脚本文件，这个目录下的脚本文件由很多，例如：系统的字符集设置（/etc/sysconfig/i18n）等，以便用户登录后即可运行脚本

之后开始运行 $HOME/.bash_profile（用户环境变量文件），在这个文件中，又会去找 $HOME/.bashrc（用户环境变量文件），如果有，则执行，如果没有，则不执行，在$HOME/.bashrc文件中又会去找/etc/bashrc（全局环境变量文件），如果有，则执行，如果没有，则不执行。

如果用户的Shell 不是登录时启动的（比如手动敲下 bash 时启动或者其他不需要输入密码的登录及远程 SSH 连接情况）那么这种非登录 Shell 只会加载 $HOME/.bashrc（用户环境变量文件），并会去找 /etc/bashrc（全局环境变量文件），因此如果希望在非登录 Shell 下也可读到设置的环境变量等内容，就需要将变量设定写入 $HOME/.bashrc 或者 /etc/bashrc，而不是 $HOME/.bash_profile或/etc/profile。

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3.2 普通变量

3.2.1 定义本地变量

变量的赋值，一般有五种写法：

name=value
name1=\'value\'
name_2="value"
_name_3=`cmd`
_na_me_4=$(cmd)

变量名一般是由字母、数字、下划线组成的，可以以字母或下划线开头，

符号	作用
	无引号，
\'	单引号，输出时，将单引号内的所有内容都原样输出，这称为强引用
"	双引号，输出双引号内的所有内容，如果内容中有变量，特殊转义符等，会先把变量，转移符等解析出结果，然后再输出最终内容，这成为强引用
`	反引号，一般用于引用命令，执行的时候命令会被执行，与$()作用相同，
$()	与`作用相同

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3.2.2 shell 调用变量

要想调用变量，方法是：

[root@www ~]$ echo $name
[root@www ~]$ printf $name

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3.2.3 grep 调用变量

[root@www ~]$ cat grep.log
oliven
china
[root@www ~]$ echo $name
oliven

[root@www ~]$ grep $name grep.log 
oliven
[root@www ~]$ grep \'$name\' grep.log 
[root@www ~]$ grep "$name" grep.log 
oliven

由此得出：

符号	意义
grep 无引号	调用的变量（不推荐）
grep 单引号	使用的是自身，\'$name\'，是使用的是$name这个5字符串进行匹配而不是，变量
grep 双引号	调用的变量（推荐使用）

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3.2.4 awk 调用变量

[root@www ~]$ x=some
[root@www ~]$ awk \'BEGIN {print $x}\'

[root@www ~]$ awk \'BEGIN {print \'$x\'}\'

[root@www ~]$ awk \'BEGIN {print "$x"}\'
$x
[root@www ~]$ awk \'BEGIN {print "\'$x\'"}\'
some

awk	x=some	x=\'some\'	x="some"	x=`cmd`
awk 加双引号	本身	本身	本身	本身
awk 不加引号	空	空	空	空
awk 加单引号	正确输出	空	空	报语法错
awk 加单引号后在同时加双引号	正确输出	正确输出	正确输出	正确输出

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3.3 特殊变量

在 Shell 中存在一些特殊且重要的变量，例如：$0、$1、$#，我们称之为特殊位置参数变量。要从命令行、函数或脚本执行等处传递参数时，就需要在 Shell 脚本中使用位置参数变量。下表为常用特殊位置参数变量的说明。

位置变量	作用说明
$0	获取当前执行的 Shell 脚本的文件名，如果包含路径，那么就包括路径
$n	获取当前执行的 Shell 脚本的第 n 个参数值，如果 n 大于9，则用大括号括起来，例如${10}，与空格分隔
$#	获取当前执行的 Shell 脚本后面接的参数的总个数
$*	获取当前 Shell 脚本所传参的参数，不加引号和 $@ 相同，如果加上双引号，例如："$*"，则表示将所有的参数视为单个字符串，相当于"$1 $2 $3"
$@	获取当前 Shell 脚本所有传参的参数，不加引号和 $* 相同，如果加上双引号，例如："$@"，则表示将所有的参数视为不同的独立字符串，相当于"$1" "$2" "$3" "..."，这是将多参数传递给其他程序的最佳方式，因为他会保留所有的内嵌在每个参数里的任何空白，当"$@"和"$*"都加上 双引号时，两者时有区别的，都不加双引号时，两者无区别
$?	获取执行上一个指令的执行状态返回值（0未成功，非零为失败），这个
$$	获取当前执行的 Shell 脚本的进程号（PID），这个变量不常用，了解即可
$!	获取上一个在后台工作的进程的进程号（PID），这个变量不常用，了解即可
$_	获取再次之前执行的命令或脚本的最后一个参数，这个变量不常用，了解即可

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3.4 变量子串

Shell 变量子串的常用操作见下表，也可以在执行 man bash 命令之后，搜索Parameter Expansion 找到相应的帮助。

ID	表达式	说明
1	${parameter}	返回变量parameter的内容
2	${#parameter}	返回变量parameter内容的长度
3	${parameter:offset}	在变量parameter中，从offset之后开始提取子串到结尾
4	${parameter:offset:length}	在变量parameter中，从位置offset 之后开始提取长度为length的子串
5	${parameter#word}	从变量parameter开头开始删除最短匹配的 word 子串
6	${parameter##word}	从变量parameter开头开始删除最长匹配的 word 子串
7	${parameter%word}	从变量parameter结尾开始删除最短匹配的 word 子串
8	${parameter%%word}	从变量parameter结尾开始删除最长匹配的 word 子串
9	${parameter/pattern/string}	使用 string 代替第一个匹配的 pattern
10	${parameter//pattern/string}	使用 string 替换所有匹配的 pattern
11	${parameter:-word}	如果 parameter 的变量值为空或未赋值，则会返回 word 字符串并替代变量的值，用途：如果变量未定义，则返回备用的值，防止变量为空值或因未定义而导致异常
12	${parameter:=word}	如果 parameter 的变量值为空或未赋值，则设置这个变量值为 word，并返回其值，位置变量和特殊变量不适用
13	${parameter:?word}	如果 parameter 变量值为空或未赋值，那么 word 字符串将被作为标准错误输出，否则输出变量的值
14	${parameter:+word}	如果 paraneter 变量值为空或未赋值，则什么都不做，否则 word 字符串将替代变量的值

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4. Shell 运算符

如果要执行算术运算，就会离不开各种运算符号，和其他编程语言类似，Shell 也有很多算术运算符，如下表所示：

算术运算符	意义
+、-	加发、减法
*、/、%	乘法、除法、取余
**	幂运算
++、--	增加、减少
!、&&、||	逻辑非、逻辑与、逻辑或
<、<=、>、>=	小于、小于大雨、大于、大于等于
==、!=、=	相等、不相等、对于字符串"="也可以表示相当于
<<、>>	向左移位、向右移位
~、|、&、^	按位取反、按位异或、按位与、按位或
=、+=、-=、*=、/=、%=	赋值运算符例如，a+=1相当于a=a+1， a-=1 相当于a=a-1*

运算命令	意义
(())	用于整数运算的常用运算符，效率很高
let	用于整数运算，类似于(())
expr	可用于整数运算，但还有很多其他的额外功能
bc	Linux 下的一个计算器程序（适合整数及小数运算）
$[]	用于整数运算
awk	awk 既可用于整数运算，也可以用于小数运算
declare	定义变量值和属性，-i 参数可以用于定义整形变量，做运算
()	括号中的命令将会新开一个子shell顺序执行，所以括号内的变量不能被余下的部分使用，多个命令由分号;分隔
$()	执行该命令，与`相同，
((n#y))	进制转换，例如$((2#10100101))、$((16#5f))
((a++))	整数重新赋值并自动增长，((a++))同等于let a++
{}	不创建子shell执行命令，例如{ echo "Hello Linux."; }

测试表达式符号	[]	test	[[]]	(())
便捷是否需要空格	需要	需要	需要	需要
逻辑操作符	!、-a、-o	!、-a、-o	!、&&、||	!、&&、||
整数比较操作符	-eq、-gt、-lt、-ge、-le	-eq、-gt、-lt、-ge、-le	-eq、-gt、-lt、-ge、-le 或者 =、>、<、>=、<=	=、>、<、>=、<=
字符串比较操作符	=、==、!=	=、==、!=	=、==、!=	=、==、!=
是否支持通配符匹配	不支持	不支持	支持	不支持

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x.-系统变量列表

CDPATH			# 冒号分割的目录列表，最为cd命令的搜索路径
HOME			# 当前用户的主目录
IFS				# shell用来将文本字符串分割成字段的一系列字符
MAIL			# 当前用户手机哪像的文件名（bash shell会检查这个文件，看看有没有新邮件）
MAILPATH		# 冒号分割的当前用户收件箱的文件名列表（bash shell会检查这个文件，看有没有新邮件）
OPTARG			# getopts命令处理的最后一个选项参数值
OPTIND			# getopts命令处理的最后一个选项参数的索引号
PATH			# shell查找命令的目录列表，由冒号分隔
PS1				# shell命令行界面的主提示符
PS2				# shell命令行界面的次提示符
BASH			# 当前shell实例的全路径名
BASH_ALIASES	# 含有当前已设置别名的关联数组
BASH_ARGC		# 含有传入子函数或shell脚本的参数总数的数组变量
BASH_ARCV		# 含有传入子函数或shell脚本的参数的数组变量
BASH_CMDS		# 关联数组，包含shell执行过的命令的所在位置
BASH_COMMAND	# shell正在执行的命令或马上就执行的命令
BASH_ENV		# 设置了的话，没个bash脚本会在运行前先尝试运行该变量定义的启动文件
BASH_EXECUTION_STRING	# 使用bash -c选项传递过来的命令
BASH_LINENO		# 含有当前执行的shell函数的源代码行号的数组变量
BASH_REMATCH	# 只读数组，在使用正则表达式的比较运算符=~进行肯定匹配（positive match）时，包				  含了匹配到的模式和子模式
BASH_SOURCE		# 含有当前正在执行的shell函数所在源文件名的数组变量
BASH_SUBSHELL	# 当前子shell环境的嵌套级别（初始值是0）
BASH_VERSINFO	# 含有当前运行的bash shell的主版本号和次版本号的数组变量
BASH_VERSION	# 当前运行的bash shell的版本号
BASH_XTRACEFD	# 若设置成了有效的文件描述符（0,1,2），则\'set -x\'调试选项生成的跟踪输出可被重定向。通常用来跟踪输出到一个文件中
BASHOPTS		# 当前启用的bash shell选项的列表
BASHPID			# 当前bash进程的PID
COLUMNS			# 当前bash shell实例所用终端的宽度
COMP_LINE		# 当前命令行
COMP_POINT		# 当前光标位置相对于当前命令起始的索引
COMP_KEY		# 用来调试shell函数不全功能的最后一个键
COMP_TYPE		# 一个整数值，表示所尝试的不全类型，用以完成shell函数补全
COMP_WORDBREAKS	# Readline库中用于单词补全的词分隔字符
COMP_WORDS		# 含有当前命令行所有单词的数组变量
COMPREPLY		# 含有由shell函数生成的可能填充代码的数组变量
COPROC			# 占用未命名的协进程的I/O文件描述符的数组变量
DIRSTACK		# 含有目录栈当前内容的数组变量
EMACS			# 设置为\'t\'时，表明emasc shell缓冲区正在工作，而编辑功能被禁止
ENV				# 如果设置了该环境变量，在bash shell脚本运行之前会先执行已定义的启动文件（仅用于当bash shell以POSIX模式被调用时）
EUID			# 当前用户的有效用户ID（数字形式）
FCEDIT			# 供fc命令使用的默认编辑器
FIGNORE			# 在进行文件名不全时可以忽略后缀名列表，由冒号分分隔
FUNCNAME		# 当执行的shell函数的名称
FUNCNEST		# 当设置成非零值时，表示所允许的最大函数嵌套及数（一旦超出，当前命令即被终止）
GLOBIGNORE		# 冒号分隔的模式列表， 定义了在进行文件名扩展时可以忽略一组文件名。
GROUPS			# 含有当前用户属组列表的数组变量
histchars		# 控制历史记录扩展，最多可有3个字符
HISTCMD			# 当前命令在历史记录中的编号
HISTCONFTROL	# 控制哪些命令留在历史记录列表中
HISTFILE		# 保存shell历史记录列表的文件名（默认是 .bash_history）
HISTFILESIZE	# 最多在历史文件中存多少行
HISTTIMEFORMAT	# 如果设置了且非空，就用作格式化字符串，以显示bash历史中每条命令的时间戳
HISTIGNORE		# 由冒号分隔的模式列表，用来决定历史文件中哪些命令会被忽略
HISTSIZE		# 最多在历史文件中存多少条命令
HOSTFILE		# shell在补全主机名时读取的文件名称
HOSTNAME		# 当前主机的名称
HOSTTYPE		# 当前运行bash shell的机器
IGNOREEOF		# shell在退出前必须受到连续的EOF字符的数量（如果这个值不存在，默认是1）
INPUTRC			# Readline初始化文件名（默认是.inputrc）
LANG			# shell的语言环境类别
LC_ALL			# 定义了一个语言环境类别，能够覆盖LANG变量
LC_CTYPE		# 决定如何解释出现在文件名扩展和模式匹配中的字符
LC_COLLATE		# 设置字字符串时用的排序规则
LC_MESSAGES		# 在解释前面带有$的双引号字符时，该环境变量决定了所采用的语言环境设置
LC_NUMERIC		# 决定着格式化数字时采用的语言环境设置
LINENO			# 当前执行的脚本的行号
LINES			# 定义了终端上可见的行数
MACHTYPE		# 用\'CPU-公司-系统\'(CPU-company-system)格式定义的系统类型
MAPFILE			# 一个数组变量，当mapfile命令未指定数组变量作为参数时，它存储了mapfile所读入的文本
MAILCHECK		# shell查看新邮件的频率（以秒为单位，默认值是60）
OLDPWD			# shell之前的工作目录
OPTERR			# 当设置为1时，bash shell会显示getopts命令产生的错误
OSTYPE			# 定义了shell 所在的操作系统
PIPESTATUS		# 含有前台进程的退出状态列表的数组变量
POSIXLY_CORRECT	# 设置了的话，bash会以POSIX模式启动
PPID			# bash shell父进程的PID
PROMPT_COMMAND	# 设置了的话，在命令行主提示符显示之前会执行这条命令
PROMPT_DIRTRIM	# 用来定义当启用\\w或\\w提示符字符串转移时显示的尾部目录名的数量，被删除的目录名会用一组英文据点替换。
PS3				# select 命令的提示符
PS4				# 如果使用了bash的-x选项，在命令行之前显示的提示信息
PWD				# 当前工作目录
RANDOM			# 返回一个0 ~ 32767的随机数（对其的赋值可作为随机数生成器的种子）
READLINE_LINE	# 当使用bind -x命令时，存储Readline缓冲区的内容
READLINE_POINT	# 当使用bind -x命令时，表示Readline缓冲区内容插入点的当前位置
REPLY			# read命令的默认变量
SECONDS			# 自从shell启动到现在的秒数（对其赋值将会重置计数器）
SHELL			# bash shell 的全路径名
SHELLOPTS		# 已启用bash shell 选项列表，列表项之间以冒号分割
SHLVL			# shell的层级，每次启动一个新bash shell，该值增加1
TIMEFORMAT		# 指定了shell的时间显示格式
TMOUT			# select和read命令在没输入的情况下等待多久（以秒为单位），默认值为0，表示无限长
TMPDIR			# 目录名，保存bash shell创建的临时文件
UID				# 当前用户的真实用户ID（数字形式）

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