（一）Linux Shell编程——简介、变量、字符串、数组

1. Shell简介

1.1 Shell出现背景

Shell 既是一种脚本编程语言，也是一个连接内核和用户的软件。

对于图形界面，用户点击某个图标就能启动某个程序；对于命令行，用户输入某个程序的名字（可以看做一个命令）就能启动某个程序。这两者的基本过程都是类似的，都需要查找程序在硬盘上的安装位置，然后将它们加载到内存运行。然而，真正能够控制计算机硬件（CPU、内存、显示器等）的只有操作系统内核（Kernel），图形界面和命令行只是架设在用户和内核之间的一座桥梁。

由于安全、复杂、繁琐等原因，用户不能直接接触内核（也没有必要），需要另外再开发一个程序，让用户直接使用这个程序；该程序的作用就是接收用户的操作（点击图标、输入命令），并进行简单的处理，然后再传递给内核。如此一来，用户和内核之间就多了一层“代理”，这层“代理”既简化了用户的操作，也保护了内核。用户界面和命令行就是这个另外开发的程序，就是这层“代理”。在Linux下，这个命令行程序叫做 Shell。

1.2 Shell作用

Shell 除了能解释用户输入的命令，将它传递给内核，还可以：

调用其他程序，给其他程序传递数据或参数，并获取程序的处理结果；
在多个程序之间传递数据，把一个程序的输出作为另一个程序的输入；
Shell 本身也可以被其他程序调用。

由此可见，Shell 是将内核、程序和用户连接了起来。
Shell 本身支持的命令并不多，但是它可以调用其他的程序，每个程序就是一个命令，这使得 Shell 命令的数量可以无限扩展，其结果就是 Shell 的功能非常强大，完全能够胜任 Linux 的日常管理工作，如文本或字符串检索、文件的查找或创建、大规模软件的自动部署、更改系统设置、监控服务器性能、发送报警邮件、抓取网页内容、压缩文件等。

常见的 Shell 有 sh、bash、csh、tcsh、ash 等。这里使用Linux默认的bash shell （兼容sh），对其他Shell不加探究。

2. Shell语法

2.1 helloWorld及授权

编写shell脚本，输出hello world

[root@centoszang testShell]# vim myShell.sh 

#!/bin/bash
echo "hello world!!!"

通过上面代码，可以看出：“#!” 是一个约定的标记，它告诉系统这个脚本需要什么解释器来执行，即使用哪一种Shell。echo命令用于向窗口输出文本。

编写之后，运行该文件会提示权限不够

[root@centoszang testShell]# ./myShell.sh
-bash: ./myShell.sh: 权限不够

授给该文件x（执行）权限

[root@centoszang testShell]# chmod 744 ./myShell.sh 
[root@centoszang testShell]# ls -l
总用量 4
-rwxr--r--. 1 root root 34 6月  10 20:47 myShell.sh

输入该脚本文件的相对路径和绝对路径都可以执行该脚本

[root@centoszang testShell]# ./myShell.sh 
hello world!!!
[root@centoszang testShell]# /home/testShell/myShell.sh 
hello world!!!

2.2 Shell变量

2.2.1 Shell变量分类

Shell变量分为环境变量和用户自定义变量（局部变量）。

局部变量在脚本或命令中定义，仅在当前shell实例中有效，其他shell启动的程序不能访问局部变量；环境变量是所有的程序，包括shell启动的程序都能访问的变量，有些程序需要环境变量来保证其正常运行。必要的时候shell脚本也可以定义环境变量。

2.2.2 变量定义

在 Bash shell 中，每一个变量的值都是字符串，无论你给变量赋值时有没有使用引号，值都会以字符串的形式存储。

v1=hello
v2='hello'   #如果 value 包含了空白符，那么就必须使用引号包围起来
v3="hello"   #解析变量的话需要加双引号

赋值号的周围不能有空格。

2.2.3 变量使用

address="中关村"
echo $address
echo ${address}
echo "海淀${address}百度大厦"

变量的使用是通过 "$var"，“${var}”的方式来调用，推荐给所有变量加上花括号{ }，这是个良好的编程习惯。

2.2.4 单引号和双引号的区别

name=" world!!!"
v1='hello ${name}'   
v2="hello ${name}"   #解析变量的话需要加双引号
echo "v1 is ${v1}"
echo "v2 is ${v2}"

执行上面代码，通过输出可以看出单引号和双引号的区别

[root@centoszang testShell]# ./myShell.sh 
v1 is hello ${name}
v2 is hello  world!!!

2.2.5 将命令的结果赋值给变量

variable=`ls`   #`非'
echo ${variable}
variable=$(ls)
echo ${variable}

第一种方式把命令用反引号包围起来，反引号和单引号非常相似，容易产生混淆，所以不推荐使用这种方式；第二种方式把命令用$()包围起来，区分更加明显，所以推荐使用这种方式。

2.2.6 删除变量

name="world"
unset name
echo ${name}   #无输出

2.2.7 只读变量

readonly name="world"    #声明方式一：直接声明

address="中关村"
readonly address         #声明方式二：定义之后再声明

echo "name is ${name} and address is ${address}"

name="hello"   #修改变量值
unset address   #删除变量

通过执行输出可以看到，只读变量不能修改和删除。

[root@centoszang testShell]# ./myShell.sh 
name is world and address is 中关村
./myShell.sh: line 9: name: readonly variable
./myShell.sh: line 10: unset: address: cannot unset: readonly variable

2.3 特殊变量

通常来讲，变量名只能包含数字、字母和下划线，某些包含其他字符的变量有特殊含义，这样的变量被称为特殊变量。

2.3.1 $* 和 $@ 的区别

$* 和 $@ 都表示传递给函数或脚本的所有参数，不被双引号(" ")包含时，都以"$1" "$2" … "$n" 的形式输出所有参数。但是当它们被双引号(" ")包含时，"$*" 会将所有的参数作为一个整体，以"$1 $2 … $n"的形式输出所有参数；"$@" 会将各个参数分开，以"$1" "$2" … "$n" 的形式输出所有参数。

echo "$*=" $*
echo ""$*"=" "$*"
echo "$@=" $@
echo ""$@"=" "$@"

echo "print each param from $*"
for var in $*
do
    echo "$var"
done
echo "print each param from $@"
for var in $@
do
    echo "$var"
done
echo "print each param from "$*""
for var in "$*"
do
    echo "$var"
done
echo "print each param from "$@""
for var in "$@"
do
    echo "$var"
done

输出

[root@centoszang testShell]# ./tsbl.sh a b c
$*= a b c
"$*"= a b c
$@= a b c
"$@"= a b c
print each param from $*
a
b
c
print each param from $@
a
b
c
print each param from "$*"
a b c
print each param from "$@"
a
b
c

2.3.2 退出状态

$? 可以获取上一个命令的退出状态。所谓退出状态，就是上一个命令执行后的返回结果。退出状态是一个数字，一般情况下，大部分命令执行成功会返回 0，失败返回 1。

2.4 Shell替换

2.4.1 转义字符

如果表达式中包含特殊字符，Shell 将会进行替换。例如，在双引号中使用变量就是一种替换，转义字符也是一种替换。

a=10
echo -e "Value of a is $a 
"
echo "Value of a is $a 
"

输出

[root@centoszang testShell]# ./myShell.sh 
Value of a is 10 

Value of a is 10

常用转义字符如下

2.4.2 变量替换

变量替换可以根据变量的状态（是否为空、是否定义等）来改变它的值。

echo ${var:-"Variable is not set"}
echo "1 - Value of var is ${var}"

echo ${var:="Variable is not set"}
echo "2 - Value of var is ${var}"

unset var
echo ${var:+"This is default value"}
echo "3 - Value of var is $var"

var="Prefix"
echo ${var:+"This is default value"}
echo "4 - Value of var is $var"

echo ${var:?"Print this message"}
echo "5 - Value of var is ${var}"

结果

[root@centoszang testShell]# ./myShell.sh 
Variable is not set
1 - Value of var is 
Variable is not set
2 - Value of var is Variable is not set

3 - Value of var is 
This is default value
4 - Value of var is Prefix
Prefix
5 - Value of var is Prefix

2.5 Shell字符串

2.5.1 单双引号

Shell中最常用的数据类型就是字符串了，字符串可以用单引号，也可以用双引号，也可以不用引号。学过拍黄片的会发现，单双引号的区别跟PHP类似。

my_name='Richard'
hello_word="Hello, I know your are "$my_name"! 
"

之前已介绍过了，这里再整理一下

单引号字符串的限制：

单引号里的任何字符都会原样输出，单引号字符串中的变量是无效的；
单引号字串中不能出现单引号（对单引号使用转义符后也不行）。

双引号的优点：

双引号里可以有变量
双引号里可以出现转义字符

2.5.2 拼接字符串

your_name="Jenny"
greeting="hello, "$your_name" !"
greeting_1="hello, ${your_name} !"

2.5.3 获取字符串长度

string="abcd"
echo "the length of string is ${#string}" #输出 4

2.5.4 截取字符串

string="alibaba is a great company"
echo ${string:1:4} #输出liba

2.5.6 查找子字符串

string="alibaba is a great company"
echo `expr index "$string" is`      #输出3
echo `expr index "$string" 'is'`     #输出3
echo `expr index "$string" "is"`    #输出3

这里发现Shell该语法只截取第一个字符的位置。

2.6 数组

2.6.1 定义数组

定义数组有如下三种方法

my_array=(arr1 arr2 arr3)

your_array=(
arr1
arr2
arr3
)

our_array[0]=arr1
our_array[1]=arr2
our_array[2]=arr3

2.6.2 读取数组

echo "my_array[0] is ${my_array[0]}"  #读取单个元素
echo "all of your_array's elements are ${your_array[*]}"  #读取所有元素
echo "all of our_array's elements are ${our_array[@]}"     #读取所有元素

2.6.3 获取数组长度

# 取得数组元素的个数
length=${#our_array[@]}   #3
# 或者
length=${#our_array[*]}   #3
# 取得数组单个元素的长度
length=${#our_array[2]}   #4