Linux复习笔记（六）shell编程

遇到的问题，都有解决方案，希望我的博客能为你提供一点帮助。

三、shell编程简明教程

一、Shell基础概念

​​1. Shell的作用​​

• 是用户与Linux内核交互的桥梁，既是命令解释器，也是一种脚本语言。
• 运行机制：用户输入命令或脚本 → Shell解析 → 调用内核服务 → 结果返回终端。

​​2. 脚本编写规范​​

• 文件扩展名：.sh

• 框架结构：

  #!/bin/bash               # 指定解析器
  # 注释用#                 # 注释
  var="Hello World"         # 变量定义
  echo $var                 # 输出

​​示例1：Hello World脚本​​

#!/bin/bash
echo "Hello World!"

运行方式：

chmod +x hello.sh
./hello.sh

二、变量

​​1. 变量类型​​

• ​环境变量​ ：系统级全局变量（如$PATH, $HOME）。
• ​自定义变量​ ：用户定义，分全局（export var）和局部。
• ​特殊符号变量​ ：如$0（脚本名）、$#（参数个数）、$?（上条命令状态）。

​​2. 变量操作​​

• 定义变量：VAR=value（等号无空格）。
• 使用变量：echo $VAR 或 ${VAR}。
• 只读变量：readonly VAR。

​​示例2：变量作用域​​

#!/bin/bash
var1="Global"             # 父Shell变量
export var1               # 导出为全局变量
(
  var2="Local"            # 子Shell变量
  echo "子Shell: var1=$var1, var2=$var2"
)
echo "父Shell: var1=$var1, var2=$var2"  # var2不存在

输出：

子Shell: var1=Global, var2=Local
父Shell: var1=Global, var2=

三、运算符

​​1. 算术运算​​

• 使用$(( ))或expr：

  result1=$(( (2+3)*4 ))          # 输出20
  result2=`expr 2 + 3`            # expr需空格
  result3=`expr $result2 \* 4`    # 乘法需转义*

​​示例3：计算1+2+...+100​​

#!/bin/bash
sum=0
for ((i=1; i<=100; i++)); do
  sum=$((sum + i))
done
echo "Sum: $sum"    # 输出5050

​​2. 关系与逻辑运算​​

• 关系运算符：-eq（等于）、-gt（大于）。
• 逻辑运算符：&&（与）、||（或）。

运算符	功能描述	示例（判断 a 和 b 的关系）
-eq	等于（equal）	[ "$a" -eq "$b" ] 或 [[ $a -eq $b ]]
-ne	不等于（not equal）	[ "$a" -ne "$b" ]
-gt	大于（greater than）	[ "$a" -gt "$b" ]
-ge	大于等于（greater than or equal）	[ "$a" -ge "$b" ]
-lt	小于（less than）	[ "$a" -lt "$b" ]
-le	小于等于（less than or equal）	[ "$a" -le "$b" ]

四、流程控制

基本语法

if [ condition ]; then
    # 条件为真时执行的代码
fi

条件表达式

• [] 是传统的条件判断，适用于简单的条件测试。
• [[]] 是 Bash 的扩展条件判断，支持更复杂的逻辑和字符串操作(如正则表达式）。
• ((...)) 用于算术表达式，适合在 if 语句中进行算术比较。

if [[ $var == "value" ]]; then
    echo "变量 var 的值是 value"
fi

sum=10
if ((sum % 2 == 0)); then
    echo "sum is even"
fi
 

比较运算符

Bash 中常用的比较运算符包括：

• 字符串比较：==, !=

• 数值比较：-eq, -ne, -gt, -lt, -ge, -le

• 文件测试：-e, -f, -d, -r, -w, -x

if [ $num -gt 10 ]; then
    echo "数字大于 10"
fi

逻辑运算符

可以使用 && 和 || 来组合多个条件。

if [[ $var1 == "value1" && $var2 == "value2" ]]; then
    echo "两个条件都满足"
fi

if-else 语句

if-else 语句允许在条件不满足时执行另一段代码。

if [ $var == "value" ]; then
    echo "条件为真"
else
    echo "条件为假"
fi

if-elif-else 语句

if-elif-else 语句用于处理多个条件。

if [ $var == "value1" ]; then
    echo "变量等于 value1"
elif [ $var == "value2" ]; then
    echo "变量等于 value2"
else
    echo "变量既不等于 value1 也不等于 value2"
fi

嵌套 if 语句

if 语句可以嵌套使用，以处理更复杂的逻辑。

if [ $var1 == "value1" ]; then
    if [ $var2 == "value2" ]; then
        echo "两个条件都满足"
    fi
fi

使用 test 命令

test 命令也可以用于条件判断，通常与 if 语句一起使用。

#[]是test 简写
if test $var == "value"; then
    echo "条件为真"
fi

字符串匹配

[[ ]] 支持正则表达式匹配，可以使用 =~ 运算符。

if [[ $var =~ ^[0-9]+$ ]]; then
    echo "变量只包含数字"
fi

文件测试

if 语句常用于检查文件或目录是否存在。

if [ -f /path/to/file ]; then
    echo "文件存在"
fi

空值检查

可以使用 -z 检查变量是否为空。

if [ -z $var ]; then
    echo "变量为空"
fi

使用 -n 检查变量是否非空。

if [ -n $var ]; then
    echo "变量非空"
fi

多个条件的组合

可以通过 -a 和 -o 组合多个条件。

if [ $var1 == "value1" -a $var2 == "value2" ]; then
    echo "两个条件都满足"
fi

使用 case 语句

对于多个条件的判断，case 语句可能更简洁。

case $var in
    "value1")
        echo "变量等于 value1"
        ;;
    "value2")
        echo "变量等于 value2"
        ;;
    *)
        echo "变量既不等于 value1 也不等于 value2"
        ;;
esac

​​示例4：判断分数是否及格​​

#!/bin/bash
if [ $1 -ge 60 ]; then
  echo "及格"
else
  echo "不及格"
fi

# 测试及格情况
./script.sh 75  # 输出：及格

# 测试不及格情况
./script.sh 59  # 输出：不及格

​​​示例5：根据参数输出星期​​

#!/bin/bash
case $1 in
  1) echo "周一";;
  2) echo "周二";;
  *) echo "Other";;
esac

运行：./script.sh 2 → 输出周二。

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五、正则表达式

基本语法

• .：匹配任意单个字符，除了换行符。
• \d：匹配任意数字，等价于 [0-9]。
• \D：匹配任意非数字字符，等价于 [^0-9]。
• \w：匹配任意字母、数字或下划线，等价于 [a-zA-Z0-9_]。
• \W：匹配任意非字母、非数字、非下划线字符，等价于 [^a-zA-Z0-9_]。
• \s：匹配任意空白字符，包括空格、制表符、换行符等。
• \S：匹配任意非空白字符。
• ^：匹配字符串的开始。
• $：匹配字符串的结束。
• *：匹配前面的子表达式零次或多次。
• +：匹配前面的子表达式一次或多次。
• ?：匹配前面的子表达式零次或一次。
• {n}：匹配前面的子表达式恰好 n 次。
• {n,}：匹配前面的子表达式至少 n 次。
• {n,m}：匹配前面的子表达式至少 n 次，至多 m 次。
• []：匹配方括号中的任意一个字符。
• |：表示"或"，匹配左边或右边的表达式。

基本元字符​​

• ^：行首；$：行尾；.*：任意字符；[0-9]：数字。

• grep示例：

  grep "^root" /etc/passwd     # 查找以root开头的行
  grep "nologin$" /etc/passwd  # 查找以nologin结尾的行

扩展正则表达式​​

• +：1次以上；?：0或1次；|：或。

• egrep示例：

  egrep "(root|admin)" /etc/passwd  # 匹配root或admin

grep+正则表达式用法：

grep "pattern" file.txt

该命令会在 file.txt 中搜索包含 pattern 的行。

正则表达式匹配

grep "^start" file.txt

该命令会匹配以 start 开头的行。

grep "end$" file.txt

该命令会匹配以 end 结尾的行。

匹配任意字符

grep "a.b" file.txt

该命令会匹配包含 a 后跟任意一个字符再跟 b 的行，例如 aab、acb 等。

匹配多个字符

grep "[abc]" file.txt

该命令会匹配包含 a、b 或 c 的行。

匹配重复字符

grep "a*" file.txt

该命令会匹配包含零个或多个 a 的行。

grep "a\+" file.txt

该命令会匹配包含一个或多个 a 的行。

匹配特定次数

grep "a\{2\}" file.txt

该命令会匹配包含恰好两个 a 的行。

grep "a\{2,\}" file.txt

该命令会匹配包含两个或更多 a 的行。

匹配单词边界

grep "\bword\b" file.txt

该命令会匹配包含完整单词 word 的行。

忽略大小写

grep -i "pattern" file.txt

该命令会忽略大小写，匹配 pattern 的行。

反向匹配

grep -v "pattern" file.txt

该命令会匹配不包含 pattern 的行。

递归搜索

grep -r "pattern" /path/to/directory

该命令会在指定目录及其目录中递归搜索包含 pattern 的文件。

显示匹配行号

grep -n "pattern" file.txt

该命令会显示匹配行的行号。

显示匹配文件名

grep -l "pattern" /path/to/directory

该命令会显示包含匹配内容的文件名。

使用扩展正则表达式

grep -E "pattern" file.txt

该命令会使用扩展正则表达式进行匹配，支持更多元字符和操作符。

示例

grep -E "^[A-Za-z]+$" file.txt

该命令会匹配仅包含字母的行。

grep -E "[0-9]{3}-[0-9]{2}-[0-9]{4}" file.txt

该命令会匹配类似 123-45-6789 格式的社会安全号码。

六、循环结构

​​1. for循环​ ​

​​示例6：遍历参数​​

#!/bin/bash
for arg in "$@"; do
  echo "参数: $arg"
done

"$@"：双引号包裹的特殊变量 ，表示所有命令行参数，且保留参数中的空格

运行：./script.sh A B C → 输出三个参数。

​​2. while循环​ ​

​​示例7：求1~n的和​​

#!/bin/bash
sum=0
i=1
while [ $i -le $1 ]; do
  sum=$((sum + i))
  i=$((i + 1))
done
echo "Sum: $sum"

运行：./script.sh 100 → 输出5050。

3.数组遍历

通过元素遍历：

arr=("apple" "banana" "cherry")
for fruit in "${arr[@]}"
do
    echo "$fruit"
done

通过索引遍历：

arr=("red" "green" "blue")
for index in "${!arr[@]}"
do
    echo "元素 $index 是 ${arr[$index]}"
done

注意要点：

• 数组声明使用()包裹元素，元素间用空格分隔
• ${arr[@]}获取所有数组元素
• ${!arr[@]}获取所有数组索引
• 双引号"可防止带空格的元素被拆分
• 索引从0开始计数

示例输出：

apple
banana
cherry
元素 0 是 red
元素 1 是 green
元素 2 是 blue

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七、输入输出

​​1. echo格式化输出​​

echo -e "\e[1;31m红色文字\e[0m"   # 红色文字
printf "%-10s %5d\n" "Tom" 90    # 对齐输出

​​2. read交互输入​​

read -p "请输入用户名: " user
read -s -t 10 -p "密码(10秒内): " pass
echo "用户: $user, 密码: $pass"

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八、文件判断

​​示例8：检查文件属性​​

#!/bin/bash
if [ -e "$1" ]; then
  echo "文件存在"
  [ -r "$1" ] && echo "可读"
else
  echo "文件不存在"
fi

运行：./script.sh test.txt → 检查文件状态。

---

九、综合案例

​​示例9：系统信息菜单​​

#!/bin/bash
clear
echo -e "\e[1;34m系统信息菜单\e[0m"
echo "1. 查看网卡信息"
echo "2. 查看内存信息"
read -p "输入选项[1-2]: " choice
case $choice in
  1) ifconfig | head -2;;
  2) free -h | grep Mem;;
  *) echo "无效选项";;
esac

[ -r "$1" ] && echo "可读"：

• -r ：文件可读测试（readable）。
• &&：逻辑与运算符，当前面的命令成功（返回状态码 0）时才执行后面的命令。

示例10： 遍历和统计 /etc/ftp下的文件/目录数

文件测试操作符

在Shell脚本中，通过 -d 和 -f 可以判断文件类型：

• ​-d <file>​：判断是否为目录文件。

• ​-f <file>​：判断是否为普通文件（如文本、二进制文件）。

  #！/bin/bash
  #记录文件和目录的数量
  f_count=0
  d_count=0
  #遍历/etc/ftp/下所有文件
  for file in /etc/ftp/*; do
  if [ -d "file"]; then ((d_count++)) elif [ -f "file" ]; then
  ((f_count++))
  fi
  done

  #输出
  echo "文件数：f_count" echo "目录数：d_count"

  chmod +x count_files.sh
  ./count_files.sh

  输出示例：

  目录文件数量: 3

  普通文件数量: 8

示例11：读取文件并操作 users.txt

users.txt

#!/bin/bash
count=0
while IFS= read -r line; do
    ((count++))
    # 读取账户（奇数行）密码（偶数行）
    if ((count%2==0)); then
        u_passwd="$line"
        # 判断账户是否存在
        if id "$u_name" &>/dev/null; then
            echo "用户 $u_name 已存在，正在修改密码..."
            echo "$u_name:$u_passwd" | chpasswd
        else
            echo "用户 $u_name 不存在，正在创建账户和密码..."
            useradd "$u_name"
            echo "$u_name:$u_passwd" | chpasswd
        fi
    else
        u_name="$line"
    fi
done < users.txt

  

示例12： 判断服务类型以及对服务进行操作

#!/bin/bash
# 服务数组
service=("htp" "http" "vsftpd")
for i in "${service[@]}"; do
    if systemctl is-active --quiet "$i"; then
        echo "[OK] $i 服务已运行"
    else
        echo "[修复] $i 服务未启动，正在尝试启动..."
        sudo systemctl start "$i"
        sudo systemctl enable "$i" # 可选：设置开机自启
    fi
done