bash编程总结

Posted 2020-07-26

bash应该是目前Linux上最流行的shell脚本解释程序了（还有个shell叫dash，我太讨厌这个东东了。），只要你在linux上工作，并且希望自己能够工作得更愉悦，那么你应该熟悉最基本的bash编程，因为它将给你的工作带来足够的幸福感。本文将总结一些我自己平时使用的bash基本编程知识，和大家分享，也便于自己查询。

 

变量

1、bash的变量名是区分大小写的，并且变量名首字符不能是数字。看的各种代码也不少了，说实话，我还真没见到谁的代码用数字开头的变量名，我认为即使语言允许，这样做的人也很少，除非你真的很特别。

 

2、变量定义与赋值

aaa=123

这里需要注意定义变量时等号前后都不能有空格，必须紧靠着写。虽然等号后面有空格的情况，语法可能不会出错，但结果绝对是错误的。

 

3、变量拼接

bbb=${aaa}123

很多时候，我们可能需要用一些变量、常量字符串等来拼接出一个新的变量，这时需要注意用来拼接的变量可能需要加上{}，否则可能会出现变量识别错误从而找不到变量的情况。这种情况，我倾向于所有变量一股脑的全加上{}。

 

4、local和export

变量定义时还有两个常用的关键字——local和export。export在下文再说，定义局部变量的local，我却基本不用，等我使用的时候再来补上总结。

 

变量的定义也就那么回事，不去咬文嚼字的吭细节的话，懂这么一点点就够用了。如果，你的目标是成为shell高手，那么就需要专业级的学习，linux系统中有不少庞大的shell可以学习。

 

条件判断

if条件表达中长涉及到的比较有字符串、整数和文件属性比较等。

if语句格式有：

if [ expr ] ; then

      do something

fi

 

if [ expr ] ; then

      do something

else

      do something

fi

 

if [ expr ] ; then

     do something

elif [ expr ] ; then

     do something

else

     so something

fi

 

if语句和其他语言（c,Java）相比，是行不同但神似。then关键可以另起一行，那样条件表达式后的分号就可以省略了。这里最需要注意的是 " [ " 和 " ] "前后至少需要一个空格来分割。

 

1、整数比较

整数大小比较涉及的操作符有—— -lt、-le、-eq、-gt、-ge和 -ne。

例子：

 

a=1
b=2

if [ $a -lt $b ] ; then
    echo "a < b"
else
    echo "a >= b"
fi

if [ $a -ne 3 ] ; then
    echo "a != 3"
else
    echo "a == 3"
fi


if [ 1 -gt 3 ] ; then
    echo "1 > 3"
else
    echo "1 <= 3"
fi

 

使用整数大小比较的6个操作符时，涉及到的两个操作数将会作为数值来处理，而不是字符串，即使你使用双引号将比较对象给引起来，也是如此。

 

2、字符串比较

字符串比较可能用到的操作符有—— =、！=、>、<、-n和-z。

例子：
s1=aaa
s2=bbb

if [ $s1 \< $s2 ] ; then
    echo "$s1 < $s2"
else
    echo "$s1 >= $s2"
fi

if [[ $s1 < $s2 ]] ; then
    echo "$s1 < $s2"
else
    echo "$s1 >= $s2"
fi

if [ $s1 = $s2 ] ; then
    echo "$s1 == $s2"
else
    echo "$s1 != $s2"
fi

if [ -n $s1 ] ; then
    echo $s1
fi

用于字符串大小比较的>和<两个操作符比较特别，在[ ]中书写时需要转义，否则可以使用[[ ]]来替代[ ]。不转义，>和<会被解释为IO重定向操作。其次，if语句体不能为空，必须至少做一件事情。

 

操作符-n 用于判断字符串不为空，即长度不为0。-z判断字符串为空，即长度为0。

 

3、文件属性判断

文件属性判断涉及到的操作符比较多，如下：

-e、-a：文件存在

-d：是目录

-f：是文件

-r：可读

-w：可写

-x：可执行

f1 -nt f2：f1比f2新

f1 -ot f2：f1比f2老

 

这些操作符的使用方法和字符串操作符基本一致，在这几个操作符中我最常用的还是-e和-f，其他用得较少。

其实，除了这三类常用的判断以外，还应该有执行命令结果的判断也比较常用，本文将不予总结了。

 

for循环

常用的for循环有两种主要形式

形式一

for e in [list]

do

    do something

done

这种格式的for常用来遍历一个list集合中的所有元素，并加以处理。比如：

1、遍历一个目录中的所有文件

for file in `ls dir`

do

     echo $file

done

 

2、遍历一个给定的集合

list="a b c d e f g"

for e in $list

do

    echo $e

done

 

for in格式在遍历集合时，其实是根据空白字符来分隔字符串，取得每个元素的，上例中的`ls dir`和$list得到的都是一个带空白字符的字符串。

 

形式二

for ((i = 0; i < n; i++))

do

    do something

done

这一种for的形式和C语言基本一致，只是需要双括号罢了，它更擅长做确定次数的循环计算。比如：

 

for ((i = 0; i < 10; i++))

do

    echo $i

done

 

for (( ; ; ))

do

    echo "aaaa"

done

没有计数器的for循环就是一个死循环的实现，这和C语言的写法也是一致的，真有亲切感。

 

掌握了这点for循环语句，我们就可以做很多的事情了，基本足够我们玩了。

 

while循环

这鸟蛋，我平时基本不用，一切需要循环的地方都用for。在这里列举while循环的原因，就是想借它喷一下各种语言里的各种while, do while，还有什么until等。一个循环非得搞出各种不同的表达方式不可，这一点还是Golang做得最到位。语法糖太多，总有一天会腻死你。哈哈。

 

case语句

case语句相当于绝大多数语言里的switch语句。这玩意除了具备if-elif的功能外，还支持通配符，这个相当有用。我们直接看例子。

例子：

url=www.tmall.com

case $url in
    www.taobao.com)  echo 1;;
    *.taobao.com)         echo 2;;
    *.tmall.com)             echo 3;;
    www.tmall.com)      echo 4;;
    *)                               echo 5;;
esac

 

上例中条件分支不光有常量字符串，还有含通配符的字符串，这一点用来进行模式匹配非常便利。其次，需要注意case语言在匹配的过程中是从第一个开始逐一匹配，所有上例的输出结果是3,而不是精确匹配的4。我认为这算一个小小的遗憾，要是支持精确匹配优先就更好玩了。

 

其次，需要注意的是每个条件分支体的结束必须用双分号。

 

好了，case语言比较简单，但很实用。

 

函数

函数定义

function hello()

{

      echo "hello world"

}

函数定义实用关键字function，函数名后面的括号可有可无。

 

函数调用

无参数的函数调用只需要给出函数名就ok了，上面定义的函数直接用hello调用即可。有参数的函数，只需要将参数依次在函数名后面给出即可，如：func_name arg1 arg2。

 

函数参数

函数调用的时候可以给函数传递参数，那么函数体中又如何获取这些参数呢？ 函数参数的获取和脚本程序参数的获取一致，都是通过$1、$2等来取得。比如：

 

function add()
{
    n=$1
    m=$2
    echo $((n + m))
}

调用add 1 2，将输出3。

在函数中，可以通过$#的值来判断函数调用的时候，传递了几个参数。

 

bash函数里很少使用return这种方式来返回值。不过可以这样调用函数来获取计算结果，比如：

 

res=`add 1 2`

变量res的值就是3了。注意上面不是单引号，而是数字1旁边的字符。

 

字符串处理

字符串处理差不多是整个计算机世界里做得最频繁的一件事情了。玩C语言的人很多事情都是在编写字符串处理程序。玩java的人大多数时候虽然不用自己去编写字符串处理程序，但也基本总是在调用字符串处理方法。linux其实有着非常强大的工具让我们去做字符串处理，不熟悉之前，每个工具貌似长得都非常复杂的样子。这里简单的总结一下自己使用过的字符串相关的东东。

 

1、求子串

str=abcdefg

echo ${str:2:3} 将得到bcd，表达式中的2代表偏移量，3代表长度。

 

2、求字符串长度

str=123456

echo ${#str}

 

3、字符串替换

${变量/pattern/xx}   将变量中的第一个匹配替换为xx。

${变量//pattern/xx} 将变量中的所有匹配替换为xx。

 

str=aaabbbccc

echo ${str/aaa/xxx}

echo ${str/a/x}

 

有关字符串的处理，有着很多的工具，比如：你可以使用cut, awk等程序去拆分一个字符串等。

 

整数运算

整数运算一般使用$(( expr ))来进行。比如：

echo $((1 + 2))
a=1
echo $((a + 2))
echo $((a++))
echo $((++a))
b=2
echo $(((a + b) / 2))

可以看到只需要将计算表达式塞到$(())中就可以了，参与计算的变量并不需要$符号。整数运算涉及到的运算符有：++ 、--、+、-、*、/、%、+=、**(幂运算); 还有不常用的：<<、 >>、 ^、 &、 !、 |、 ~，这些在C语言中倒挺常用的，shell用来做这些位运算的需求也太2b了。 除了这些运算还支持逻辑：<、>、<=、>=、==、!=、&&、||。

 

$(( expr ))表达式只能计算整数，不能用于小数的计算。如果，要做小数的计算，可以使用linux上的命令行计算器bc来完成。

例子：

echo "1.5 + 1" | bc

 

代码生成

程序员应该是”懒惰“的，”懒惰“的程序员可以创造出更多的自动化工具。我喜欢用bash来辅助我完成一些代码的自动生成，当然不是所有的代码都可以自动生成，如果那样也就不需要程序员了。我认为好的程序一定是可扩展的，最好的可扩展程序是”完成程序框架等开发后的功能需求开发阶段不再需要过分的写代码，只需要填代码“，能够填的代码，一定是可以自动生成的，这样的程序开发就将形成一个良性的循环。最近我非常热衷于重构我的代码，尽量让我的代码可以用bash脚本来自动生成，这将极大的提高我的开发效率。

 

如何自动生成代码，生成什么样的代码，是根据自己的实际情况来完成的，这里没法介绍具体的代码生成，只能介绍bash用来完成代码生成的工具——cat。使用过linux的人都知道cat，这里就不详细说明了，只展示一段简单的bash脚本输出hello world程序。

 

#!/bin/sh

 

cat <<  END  > hello.c
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("hello world\n");
    return 0;
}
END

在cat到END之间，你可以像在编辑器里一样编写自己的代码，这里写成什么样子，输出到源文件里就是什么样子，包括缩进等格式。当然，真正有意义的代码生成不会像这里的hello world这么简单，你必须得根据自己的实际情况去”拼凑“出自动化的代码。这里仅仅是展示使用cat来生成一个源码文件而已。要想自动生成真正有意义的，能提高自己开发效率的代码，必须得学习绝大多数的bash编程知识。

 

source(.)与export

         使用linux的人都知道，我们敲打命令的终端其实就是运行在一个shell里的，这个shell里定义了很多的环境变量，比如：PATH，HOME等。然后，我在终端运行一个bash脚本程序后，这个bash脚本其实是运行在终端所在的shell fork出来的一个子shell进程里。那么这个子shell为什么也能够取得PATH，HOME这样的环境变量呢？这就是因为这些变量在其父shell里被声明为了export。export指令可以让变量传递到子shell里，这在一个bash程序调用另外一个bash程序时，共享变量是非常的有用的。

        export可以让变量传递到子shell里，但却不能让子shell的变量传递到父shell里，写到这里，我觉得我这个转折句说的很屁话。不过，bash中可以使用source命令来完成类似的功能。比如：我们可以在终端里用source来运行一个bash程序，那么这个程序中定义的变量，在程序结束后，依然存在。这是因为，通过source来执行一个脚本，并不会去fork出一个子shell来执行，而是直接在当前的shell里执行脚本中的所有语句。说到这里，我想你也会和我一样认为，source就相当于C语言中的include指令。

        当一个脚本过大时，我热衷于将它模块化，然后将一些模块独立出来作为一个单独的文件，再在主文件中通过source指令来执行之。如果，你和我一样的懒，懒得连source都不想写，那你完全可以使用点号（.）来替代source。

 

逐行读文件

当你在做文本处理的时候，可能需要将一个文件的内容一行一行的依次读出，然后加以处理，bash做这个事情是非常的方便的。

例子：

while read line
do
    echo $line
done < txt.log

例子展示的是从文件txt.log中逐行的读出来赋值给变量line。如果，你的文件内容是结构化的，比如：每行都是两列，你想单独的处理每一列的内容，那么bash提供了更友好的方式去逐行读文件。

例子：

while read c1 c2

do

    echo $c1 : $c2

done

这样read文件，第一列就赋值给了c1，第二列就赋值给了c2。这有点ruby，Python，go等优秀语言支持的多变量赋值的味道。

 

格式化输出

bash中最常用的输出莫过于echo了，可是echo不能格式化的输出，在自动生成代码这样的情况下，我想你有可能需要格式化输出，让代码更加的整齐美观。C语言有函数printf支持格式化输出，linux也有printf工具，让你如C语言一般随心所欲的输出。

printf的大致用法举例：

printf "my name is %s， I am %d years old.\n"  skoo 25

我想linux printf的使用和C语言几乎没太大的区别，详细的用法可以man printf去。

 

附：sed和awk

我想sed和awk，绝对是两大神器，不过真正能驾驭它们的人并不多。我也只是略知皮毛，因此就不在这里废话了。学习任何一门编程语言，到体现生产力的时候，都是拼库。bash没有库函数的说法，但却有着丰富的linux命令，要写出真正强大有意义的bash程序，不得不学习一些linux命令，只有掌握了足够的linux命令，才能驾轻就熟。就像大多数java程序员一样，没有丰富的库，只掌握语法的他们也许什么有意义的事情都干不了。C/C++程序员也不例外，虽然他们热衷于用仅有的一点语法去重造轮子。