shell学习从入门到精通

zwjapple2025-07-12 1:36

bShell 语法学习：从入门到精通

Shell 是一个命令解释器，它充当用户与操作系统内核之间的接口。Shell 脚本（Shell Script）则是由一系列 Shell 命令组成的文本文件，用于自动化执行任务。最常用的 Shell 是 Bash (Bourne-Again SHell)，本指南将主要以 Bash 为例。

第一部分：入门基础

1. "Hello World" - 你的第一个脚本

学习任何语言的第一步都是 "Hello World"。

  • 脚本内容 (hello.sh):

    复制代码 
    #!/bin/bash

# 这是一个注释。井号（#）后面的内容会被忽略。
echo "Hello, World!"

  • 关键点解释:

    • #!/bin/bash: 这叫做 "Shebang"。它告诉系统这个脚本应该使用哪个解释器来执行，这里是 /bin/bash。

    • #: 这是注释符号。

    • echo: 这是最常用的命令之一，用于在终端输出文本或变量内容。

  • 如何执行脚本:

    • 方法一：作为 bash 的参数

      复制代码 
      bash hello.sh

    • 方法二：赋予执行权限后直接运行（推荐）

      1. 添加执行权限: chmod +x hello.sh

      2. 执行脚本: ./hello.sh ( ./ 表示当前目录)

2. 变量 (Variables)

变量用于存储数据。Bash 中的变量不需要事先声明类型。

  • 定义和使用:

    • 规则：变量名、等号和值之间 不能有空格。

    • 引用：使用 $ 符号。推荐用双引号 "" 包裹变量，以避免空格等特殊字符引起的问题。

      #!/bin/bash

      定义变量

      NAME="Alice"
      AGE=30

      使用变量

      echo "My name is NAME, and I am AGE years old."

      推荐使用花括号{}来明确变量边界

      echo "This is ${NAME}'s book."

  • 只读变量:

    复制代码 
    CITY="New York"
readonly CITY
# 下面这行会报错: CITY: readonly variable
# CITY="London"

  • 接收用户输入 (read):

    复制代码 
    #!/bin/bash

echo "What is your name?"
read USER_NAME
echo "Hello, $USER_NAME!"

# -p 可以在同一行显示提示信息
read -p "What is your favorite color? " COLOR
echo "I see, your favorite color is $COLOR."
2.1. 变量引用

  • 语法：$变量名 或 ${变量名}（推荐后者，避免歧义）

    #!/bin/bash

    name="Alice"
    echo "Name: name" # 输出：Name: Alice echo "Name: {name}" # 输出：Name: Alice（推荐）

    变量拼接（无需连接符）

    greeting="Hello, {name}!" echo greeting # 输出：Hello, Alice!

    变量作为命令参数

    file="test.txt"
    cat ${file} # 等价于 cat test.txt

2.2. 特殊变量（预定义变量）

Shell 有一系列内置变量，用于获取脚本运行时的信息：

变量 含义 示例（执行 ./script.sh arg1 arg2）
$0 脚本文件名 echo $0 → ./script.sh
$n 第 n 个参数（n≥1） echo $1 → arg1；echo $2 → arg2
$# 参数总数 echo $# → 2
$* 所有参数（作为单个字符串） echo $* → arg1 arg2
$@ 所有参数（作为独立字符串） for i in $@; do echo $i; done → 分别输出 arg1、arg2
$? 上一条命令的退出状态（0 成功，非 0 失败） ls non_exist; echo $? → 2（失败）
$$ 当前脚本的进程 ID（PID） echo $$ → 12345（当前进程 ID）
$! 上一个后台进程的 PID sleep 10 &; echo $! → 后台进程的 PID
复制代码 
#!/bin/bash
# 保存为 args.sh，执行：./args.sh a b c

echo "脚本名：$0"  # 输出：脚本名：./args.sh
echo "第1个参数：$1"  # 输出：第1个参数：a
echo "参数总数：$#"  # 输出：参数总数：3
echo "所有参数（\$*）：$*"  # 输出：所有参数（$*）：a b c

# 遍历 $@（每个参数独立处理）
echo "遍历 \$@："
for arg in "$@"; do
  echo "- $arg"
done
# 输出：
# 遍历 $@：
# - a
# - b
# - c
2.3. 环境变量

环境变量是全局变量，用于配置系统环境（如 PATH、HOME），可通过 export 声明。

复制代码 
#!/bin/bash

# 查看环境变量（已存在的）
echo "HOME: $HOME"  # 输出：HOME: /home/user（当前用户家目录）
echo "PATH: $PATH"  # 输出：系统命令搜索路径

# 定义并导出环境变量（子进程可访问）
export MY_VAR="hello"
# 在当前终端执行脚本后，可通过 echo $MY_VAR 查看（仅当前终端有效）

# 临时设置环境变量（仅当前命令有效）
MY_VAR="test" echo $MY_VAR  # 输出：test
3. 命令替换

将一个命令的输出结果赋值给一个变量。

  • 语法: $(command) (推荐) 或 command (旧式)

    复制代码 
    #!/bin/bash

CURRENT_DATE=$(date "+%Y-%m-%d %H:%M:%S")
FILES_IN_DIR=$(ls -l)

echo "Current time is: $CURRENT_DATE"
echo "---"
echo "Files in the current directory:"
echo "$FILES_IN_DIR"

4. 数据类型与扩展

Shell 没有严格的数据类型，但支持字符串、数字、数组、关联数组（字典）。

1. 字符串

Shell 字符串可用单引号 '' 或双引号 ""，区别：

  • 单引号：不解析变量，不转义特殊字符（除单引号本身）。

  • 双引号：解析变量 ，可转义特殊字符（如 \n、\t）。

    #!/bin/bash

    name="Alice"

    单引号（变量不解析）

    echo 'Hello, name' # 输出：Hello, name

    双引号（变量解析）

    echo "Hello, $name" # 输出：Hello, Alice

    转义字符（需双引号）

    echo "Line1\nLine2" # 输出：Line1\nLine2（默认不转义）
    echo -e "Line1\nLine2" # 加 -e 启用转义，输出：

    Line1

    Line2

    字符串长度

    str="hello"
    echo ${#str} # 输出：5

    字符串截取（${变量:起始位置:长度}，起始位置从0开始）

    echo ${str:1:3} # 从索引1开始，取3个字符 → ell

5. 运算符与表达式

Shell 支持算术运算、字符串运算、逻辑运算，需用特定语法（如 $((...))）。

1. 算术运算符

语法：$((表达式)) 或 $[表达式]（推荐前者），支持 +、-、*、/、%（取余）、**（幂）。

复制代码 
#!/bin/bash

a=10
b=3

# 加法
echo $((a + b))  # 输出：13

# 乘法（注意：* 无需转义，在 $((...)) 中直接用）
echo $((a * b))  # 输出：30

# 取余
echo $((a % b))  # 输出：1

# 幂运算（Bash 4.0+ 支持）
echo $((2 **3))  # 输出：8

# 赋值运算（在表达式中修改变量）
$((a += 5))  # 等价于 a = a + 5
echo $a  # 输出：15
2. 比较运算符（数字）

用于条件判断（if 语句中），语法：[ 数字1 运算符 数字2 ] 或 (( 数字1 运算符 数字2 ))。

运算符 含义 示例（a=10, b=5）
-eq 等于 [ $a -eq $b ] → false
-ne 不等于 [ $a -ne $b ] → true
-gt 大于 [ $a -gt $b ] → true
-lt 小于 [ $a -lt $b ] → false
-ge 大于等于 (( a >= b )) → true
-le 小于等于 (( a <= b )) → false
复制代码 
#!/bin/bash

a=10
b=5

if [ $a -gt $b ]; then
  echo "$a 大于 $b"
fi
# 输出：10 大于 5

# 用 ((...)) 更简洁（支持 >、< 等符号）
if (( a > b )); then
  echo "$a 大于 $b"
fi
# 输出：10 大于 5
3. 字符串运算符

用于字符串比较，语法：[ 字符串1 运算符 字符串2 ] 或 [[ 字符串1 运算符 字符串2 ]]。

运算符 含义 示例（s1="abc", s2="abd"）
= 等于（== 等价） [ "$s1" = "$s2" ] → false
!= 不等于 [ "$s1" != "$s2" ] → true
-z 字符串长度为 0 [ -z "$s1" ] → false
-n 字符串长度不为 0 [ -n "$s1" ] → true
< 字典序小于（需 [[]]） [[ "$s1" < "$s2" ]] → true（abc < abd）
> 字典序大于（需 [[]]） [[ "$s1" > "$s2" ]] → false
复制代码 
#!/bin/bash

s1="abc"
s2="abd"

# 字符串是否相等
if [ "$s1" = "$s2" ]; then
  echo "相等"
else
  echo "不相等"
fi
# 输出：不相等

# 字符串长度是否不为0
if [ -n "$s1" ]; then
  echo "$s1 长度不为0"
fi
# 输出：abc 长度不为0

# 字典序比较（需用 [[ ]]）
if [[ "$s1" < "$s2" ]]; then
  echo "$s1 小于 $s2"
fi
# 输出：abc 小于 abd
4. 逻辑运算符

用于组合条件，支持与（-a 或 &&）、或（-o 或 ||）、非（!）。

复制代码 
#!/bin/bash

a=10
b=5
c=15

# 与运算（两个条件都成立）
if [ $a -gt $b ] && [ $a -lt $c ]; then
  echo "$a 大于 $b 且小于 $c"
fi
# 输出：10 大于 5 且小于 15

# 或运算（至少一个条件成立）
if [ $a -gt $c ] || [ $a -gt $b ]; then
  echo "$a 大于 $c 或大于 $b"
fi
# 输出：10 大于 15 或大于 5

# 非运算（条件取反）
if ! [ $a -eq $b ]; then
  echo "$a 不等于 $b"
fi
# 输出：10 不等于 5

第二部分：核心语法

1. 条件判断 (if-elif-else)

让脚本根据不同条件执行不同操作。

  • 基本结构:

    复制代码 
    if [ condition ]; then
    # command to execute if condition is true
elif [ another_condition ]; then
    # command to execute if another_condition is true
else
    # command to execute if all conditions are false
fi

  • 关键点:

    • if 和 [ 之间必须有空格。

    • [ 和 condition 之间以及 condition 和 ] 之间也必须有空格。

    • then 必须单独一行，或者用分号 ; 与 if 语句放在同一行：if [ condition ]; then ...

    • 推荐使用 [[ ... ]]，它更强大且不易出错，尤其是在处理字符串时。

复制代码 
  #!/bin/bash

  read -p "Enter a number: " NUM

  if [[ $NUM -gt 100 ]]; then
      echo "$NUM is greater than 100."
  elif [[ $NUM -eq 100 ]]; then
      echo "$NUM is exactly 100."
  else
      echo "$NUM is less than 100."
  fi

  • 字符串比较:

    操作符 描述
    == 等于
    != 不等于
    -z 字符串为空
    -n 字符串不为空
    复制代码 
    #!/bin/bash

read -p "Enter 'yes' or 'no': " ANSWER

if [[ $ANSWER == "yes" ]]; then
    echo "You chose 'yes'."
elif [[ $ANSWER != "no" ]]; then
    echo "Invalid input."
else
    echo "You chose 'no'."
fi

  • 文件系统判断:

    操作符 描述
    -f 文件存在且是常规文件
    -d 文件存在且是目录
    -e 文件存在（不区分类型）
    -r 文件可读
    -w 文件可写
    -x 文件可执行
    复制代码 
    #!/bin/bash

FILE="./hello.sh"

if [[ -f "$FILE" ]]; then
    echo "$FILE is a regular file."
    if [[ -x "$FILE" ]]; then
        echo "And it is executable."
    fi
elif [[ -d "$FILE" ]]; then
    echo "$FILE is a directory."
else
    echo "$FILE does not exist or is not a regular file/directory."
fi
2. case 语句

当有多个分支选择时，case 是比 if-elif-else 更清晰的替代方案。

复制代码 
#!/bin/bash

read -p "Enter a character (a, b, or c): " CHAR

case $CHAR in
    a|A)
        echo "You entered 'a'."
        ;;
    b|B)
        echo "You entered 'b'."
        ;;
    c|C)
        echo "You entered 'c'."
        ;;
    *)
        echo "Invalid character."
        ;;
esac

  • 关键点:

    • | 用于匹配多个模式。

    • *) 是一个通配符，匹配任何其他输入。

    • 每个分支以 ;; 结束。

    • 整个 case 语句以 esac (case反写) 结束。

3. 循环结构

  • for 循环:

    • 遍历列表:

      复制代码 
      #!/bin/bash

for FRUIT in apple banana orange; do
    echo "I like $FRUIT."
done

    • 遍历数字序列:

      复制代码 
      #!/bin/bash

echo "Counting from 1 to 5:"
for i in {1..5}; do
    echo $i
done

    • C 语言风格的 for 循环:

      复制代码 
      #!/bin/bash

for (( i=0; i<5; i++ )); do
    echo "C-style loop, iteration: $i"
done

  • while 循环: 当条件为真时持续循环。常用于逐行读取文件。

    复制代码 
    #!/bin/bash

COUNTER=0
while [[ $COUNTER -lt 5 ]]; do
    echo "Counter is $COUNTER"
    # 必须有改变条件的语句，否则会死循环
    let COUNTER++ 
done

    逐行读取文件（重要用法）:

    复制代码 
    #!/bin/bash

FILENAME="hello.sh"
while IFS= read -r line; do
    echo "Line: $line"
done < "$FILENAME"
    • IFS= read -r line 是读取文件的标准、安全的方式，可以防止 read 命令意外地处理反斜杠和行首行尾的空白字符。

  • until 循环: 当条件为假时持续循环，直到条件为真。

    复制代码 
    #!/bin/bash

COUNTER=0
until [[ $COUNTER -ge 5 ]]; do
    echo "Counter is $COUNTER"
    let COUNTER++
done
4. 函数 (Functions)

将代码块封装成函数，方便复用。

  • 定义和调用:

    复制代码 
    #!/bin/bash

# 定义函数
greet() {
    echo "Hello there!"
}

# 调用函数
echo "Calling the function..."
greet
echo "Function called."

  • 传递参数:

    • 在函数内部，$1, $2, $3, ... 分别代表第一个、第二个、第三个参数。

    • $@ 代表所有参数的列表。

    • $# 代表传递给函数的参数个数。

      #!/bin/bash

      print_info() {
      if [[ $# -eq 0 ]]; then
      echo "Usage: print_info <name> <age>"
      return 1 # 返回一个非零值表示错误
      fi

      复制代码 
        echo "Name: $1"
  echo "Age: $2"
  echo "All arguments: $@"

      }

      print_info "Bob" 42
      print_info # 测试错误处理

  • 返回值:

    • Shell 函数的 return 语句只返回一个 0-255 的整数，称为 退出状态码 。0 通常表示成功，非 0 表示失败。

    • 要 "返回" 数据，通常是在函数中用 echo 输出，然后在调用处用命令替换 $(...) 来捕获输出。

      • local 关键字使变量的作用域仅限于函数内部，这是一个好习惯。

        #!/bin/bash

        get_full_name() {
        local first_name=1 local last_name=2
        # 使用 echo "返回" 结果
        echo "first_name last_name"
        }

        使用命令替换捕获函数的输出

        FULL_NAME=(get_full_name "John" "Doe") echo "The full name is: FULL_NAME"

第三部分：高级用法

1. 数组 (Arrays)

  • 索引数组 (Indexed Arrays):

    复制代码 
    #!/bin/bash

# 定义数组
fruits=("Apple" "Banana" "Cherry")

# 访问元素（索引从0开始）
echo "First fruit: ${fruits[0]}"

# 访问所有元素
echo "All fruits: ${fruits[@]}"

# 获取数组长度
echo "Number of fruits: ${#fruits[@]}"

# 添加元素
fruits+=("Orange")

# 遍历数组
for fruit in "${fruits[@]}"; do
    echo "Processing $fruit"
done

  • 关联数组 (Associative Arrays / Hashes): 键值对数组（需要 Bash 4.0+）。

    复制代码 
    #!/bin/bash

# 声明一个关联数组
declare -A user

# 赋值
user["name"]="Alice"
user["id"]="101"
user["email"]="alice@example.com"

# 访问元素
echo "User Name: ${user[name]}"

# 遍历所有的键
echo "All keys: ${!user[@]}"

# 遍历所有的值
echo "All values: ${user[@]}"

# 遍历键值对
for key in "${!user[@]}"; do
    echo "$key: ${user[$key]}"
done

2. 字符串处理

操作 示例 结果
长度 ${#str} 字符串长度
截取 ${str:2:3} 从索引 2 开始取 3 个字符
替换 ${str/old/new} 替换第一个 old 为 new
全替换 ${str//old/new} 替换所有 old 为 new
删除前缀 ${str#prefix} 删除最短前缀
删除后缀 ${str%suffix} 删除最短后缀

示例：

复制代码 
#!/bin/bash
str="hello world"
echo "长度：${#str}"  # 输出：11
echo "截取：${str:3:4}"  # 输出：lo w
echo "替换：${str/world/shell}"  # 输出：hello shell
3. 精细数学计算

Shell 内置的 $((...)) 只支持整数运算。对于浮点数或更复杂的计算，需要借助外部工具。

  • 整数计算:

    复制代码 
    #!/bin/bash

A=10
B=3

SUM=$((A + B))
PRODUCT=$((A * B))
REMAINDER=$((A % B)) # 取余

echo "Sum: $SUM, Product: $PRODUCT, Remainder: $REMAINDER"

  • 浮点数计算 (bc): bc 是一个强大的计算器，-l 参数可以加载数学库，支持高精度计算。

    复制代码 
    #!/bin/bash

# 将表达式通过管道传给 bc
RESULT=$(echo "scale=4; 10 / 3" | bc)
echo "10 / 3 = $RESULT"

# 更复杂的计算
PI=$(echo "scale=10; 4*a(1)" | bc -l) # a() 是反正切函数，4*a(1)是计算pi的经典方法
echo "Pi ≈ $PI"

VAR1=5.5
VAR2=2.2
SUM=$(echo "$VAR1 + $VAR2" | bc)
echo "$VAR1 + $VAR2 = $SUM"

  • 使用 awk 计算: awk 也是一个处理文本和进行计算的强大工具。

    复制代码 
    #!/bin/bash

RESULT=$(awk "BEGIN {printf \"%.4f\", 10/3}")
echo "10 / 3 = $RESULT"
4. 颜色和格式化输出

通过 ANSI 转义序列设置输出颜色，格式：\033[颜色代码m文本\033[0m（0m 重置颜色）

常用颜色代码：

  • 文本色：30（黑）、31（红）、32（绿）、33（黄）、34（蓝）、35（紫）、36（青）、37（白）
  • 背景色：40（黑）、41（红）、42（绿）等

使用 ANSI escape codes 来控制终端输出的颜色和样式。

  • 语法: \e[...m 或 \033[...m

  • 示例:

    复制代码 
    #!/bin/bash

# 为了可读性和复用，最好将颜色代码定义为变量
COLOR_RESET='\e[0m'
COLOR_RED='\e[31m'
COLOR_GREEN='\e[32m'
COLOR_YELLOW='\e[33m'
BG_BLUE='\e[44m'
STYLE_BOLD='\e[1m'

echo -e "${COLOR_RED}This is red text.${COLOR_RESET}"
echo -e "${COLOR_GREEN}This is green text.${COLOR_RESET}"
echo -e "${STYLE_BOLD}${COLOR_YELLOW}This is bold yellow text.${COLOR_RESET}"
echo -e "${BG_BLUE}This text has a blue background.${COLOR_RESET}"

# 组合使用
echo -e "${STYLE_BOLD}${COLOR_RED}${BG_BLUE}DANGER! Critical Error!${COLOR_RESET}"
    • echo -e 是必须的，它让 echo 能够解释转义序列。
5. 强大的命令执行与控制

  • 命令分组:

    • ( ... ): 在一个 子 Shell 中执行命令组。子 Shell 中的变量和目录改变不会影响父 Shell。

    • { ...; }: 在 当前 Shell 中执行命令组。注意 } 前必须有分号或换行。

      子Shell示例

      echo "Before: PWD=PWD" (cd /tmp; echo "Inside subshell: PWD=PWD")
      echo "After: PWD=$PWD" # PWD 没变

      当前Shell示例

      echo "Before: PWD=PWD" { cd /var; echo "Inside group: PWD=PWD"; }
      echo "After: PWD=$PWD" # PWD 变了

  • 输入/输出重定向:

    • >: 重定向标准输出（会覆盖文件内容）。 ls > file.txt

    • >>: 重定向标准输出（追加到文件末尾）。date >> file.txt

    • <: 重定向标准输入。 read -r line < file.txt

    • 2>: 重定向标准错误。command_that_fails 2> error.log

    • &>: 重定向标准输出和标准错误。command &> all_output.log

    • /dev/null: 一个特殊的设备文件，所有写入它的数据都会被丢弃（"黑洞"）。常用于丢弃不想要的输出。command > /dev/null 2>&1

  • 管道 (|): 将前一个命令的标准输出作为后一个命令的标准输入。这是 Shell 的精髓之一。

    复制代码 
    # 统计当前目录有多少个 .sh 文件
ls -l | grep ".sh$" | wc -l

  • 进程替换 (<(command)): 这是一个非常高级的特性，它将一个命令的输出伪装成一个文件，然后可以被另一个需要文件作为输入的命令使用。

    复制代码 
    # 比较两个目录下的文件列表，而无需创建临时文件
diff <(ls /bin) <(ls /usr/bin)

Here 文档（<<）

向命令输入多行文本（无需手动输入），语法

复制代码 
命令 << 分界符
  多行文本
分界符

#!/bin/bash

# 向文件写入多行内容
cat << EOF > info.txt
Name: Alice
Age: 25
City: Beijing
EOF
# info.txt 内容为上述三行

# 作为函数输入
count_lines() {
  wc -l
}

count_lines << EOF
line1
line2
line3
EOF
# 输出：3（行数）

第四部分：编写健壮的脚本

1. set 命令

在脚本开头使用 set 命令可以使其更安全、更健壮。

复制代码 
#!/bin/bash
set -euo pipefail

  • set -e: 脚本中任何命令失败（返回非零退出状态码）时，立即退出。

  • set -u: 尝试使用未定义的变量时，立即退出。

  • set -o pipefail: 在管道中，只要有任何一个命令失败，整个管道的退出状态码就是失败的。

2. 解析脚本选项 (getopts)

用于解析传递给脚本的命令行选项（如 -f, -v）。

复制代码 
#!/bin/bash
set -euo pipefail

VERBOSE=false
FILENAME=""

# f: 表示-f选项需要一个参数
# v 表示-v选项不需要参数
while getopts 'vf:' OPTION; do
  case "$OPTION" in
    v)
      VERBOSE=true
      ;;
    f)
      FILENAME="$OPTARG"
      ;;
    ?)
      echo "Usage: $(basename $0) [-v] [-f filename]"
      exit 1
      ;;
  esac
done

if [[ $VERBOSE == true ]]; then
    echo "Verbose mode is ON."
fi

if [[ -n "$FILENAME" ]]; then
    echo "Processing file: $FILENAME"
else
    echo "No filename provided."
fi

  • 执行示例:

    • ./myscript.sh -v -f data.txt

    • ./myscript.sh -f report.csv

3. 信号陷阱 (trap)

允许你在脚本接收到特定信号（如 Ctrl+C）时执行一段代码，常用于清理临时文件。

复制代码 
#!/bin/bash
set -euo pipefail

# 创建一个临时文件
TMP_FILE=$(mktemp)
echo "Created temporary file: $TMP_FILE"

# 定义清理函数
cleanup() {
    echo "Caught signal! Cleaning up..."
    rm -f "$TMP_FILE"
    echo "Cleanup finished."
    exit 1
}

# 设置陷阱：当接收到 INT(Ctrl+C) 或 TERM 信号时，执行 cleanup 函数
trap cleanup INT TERM

# 主逻辑
echo "Script is running, press Ctrl+C to test the trap."
sleep 60 # 模拟长时间运行的任务
echo "Script finished normally."

# 正常退出前也要清理
rm -f "$TMP_FILE"

捕获系统信号（如 Ctrl+C 发送的 SIGINT），执行自定义操作。

复制代码 
#!/bin/bash

# 捕获 SIGINT 信号（Ctrl+C）
trap 'echo " 不要按 Ctrl+C！"; exit 1' SIGINT

echo "运行中（按 Ctrl+C 测试）..."
while true; do
  sleep 1
done

4. 正则表达式与文本处理

Shell 结合 grep（搜索）、sed（编辑）、awk（分析）可强大处理文本。

1. grep：文本搜索

  • 语法：grep [选项] 模式 文件

  • 常用选项：-i（忽略大小写）、-v（反向匹配）、-n（显示行号）、-E（扩展正则）。

    #!/bin/bash

    在文件中搜索包含 "error" 的行（区分大小写）

    grep "error" log.txt

    忽略大小写搜索，显示行号

    grep -in "warning" log.txt

    反向匹配（不包含 "debug" 的行）

    grep -v "debug" log.txt

    扩展正则（-E），匹配 "apple" 或 "banana"

    grep -E "apple|banana" fruits.txt

2. sed：文本替换与编辑

  • 语法：sed [选项] '命令' 文件

  • 常用命令：s/原字符串/新字符串/（替换，默认替换每行第一个匹配）、s/.../.../g（全局替换）。

    #!/bin/bash

    替换文件中 "old" 为 "new"（仅输出，不修改原文件）

    sed 's/old/new/' text.txt

    全局替换并修改原文件（-i 选项，备份用 -i.bak）

    sed -i 's/hello/HELLO/g' greet.txt # 所有 hello 替换为 HELLO

    删除空行（d 命令删除匹配行）

    sed '/^/d' input.txt # ^ 匹配空行

3. awk：文本分析与处理

擅长按列处理文本（默认空格分隔），语法：awk '模式 {动作}' 文件。

复制代码 
#!/bin/bash

# 打印文件第2列和第4列
awk '{print $2, $4}' data.txt

# 按条件过滤（第3列数值 > 100 的行）
awk '$3 > 100 {print $0}' data.txt  # $0 表示整行

# 自定义分隔符（-F 选项），按逗号分隔，打印第1列
awk -F ',' '{print $1}' csvfile.txt

5. 进程管理

Shell 可启动、查看、终止进程。

1. 后台运行与 jobs

  • &：在命令后加 & 使其后台运行。

  • jobs：查看当前终端的后台进程。

  • fg %n：将第 n 个后台进程调回前台。

  • bg %n：将暂停的后台进程继续运行。

    #!/bin/bash

    后台运行长时间任务（输出重定向到文件）

    sleep 30 > sleep.log 2>&1 &
    echo "后台进程 ID：!" # ! 是后台进程 PID

    查看后台进程

    jobs

    终止进程（kill）

    pid=! kill pid # 发送 SIGTERM 信号

    kill -9 $pid # 强制终止（SIGKILL，无法捕获）

2. 进程替换（<(命令)、>(命令)）

将命令输出作为临时文件，用于需要文件参数的命令。

复制代码 
#!/bin/bash

# 比较两个命令的输出（无需临时文件）
diff <(ls dir1) <(ls dir2)  # 比较 dir1 和 dir2 的文件列表

# 将输出同时发送到终端和文件（tee 命令）
ls -l | tee >(grep ".sh" > sh_files.txt)  # 筛选 .sh 文件到 sh_files.txt，同时显示所有
6. 调试脚本

  • bash -n 脚本：检查语法错误（不执行）。

  • bash -x 脚本：执行并输出每一行命令（调试细节）。

  • 在脚本中用 set -x（开启调试）、set +x（关闭）。

    #!/bin/bash

    set -x # 开启调试
    a=5
    b=3
    echo $((a + b))
    set +x # 关闭调试
    echo "调试结束"

第五部分：综合脚本示例

案例 1：批量重命名文件
复制代码 
#!/bin/bash
# 功能：将当前目录所有 .txt 文件重命名为 "prefix_数字.txt"（如 prefix_1.txt）

count=1
for file in *.txt; do
  # 跳过非文件（如目录）
  if [ ! -f "$file" ]; then
    continue
  fi
  # 重命名
  mv "$file" "prefix_${count}.txt"
  echo "重命名：$file → prefix_${count}.txt"
  ((count++))
done
案例 2：系统监控脚本
复制代码 
#!/bin/bash
# 功能：监控系统 CPU、内存、磁盘使用率，超过阈值则报警

# 阈值（百分比）
CPU_THRESHOLD=80
MEM_THRESHOLD=80
DISK_THRESHOLD=90

# 获取 CPU 使用率（取整数）
cpu_usage=$(top -bn1 | grep "Cpu(s)" | awk '{print $2 + $4}' | cut -d. -f1)

# 获取内存使用率
mem_usage=$(free | grep Mem | awk '{print $3/$2 * 100}' | cut -d. -f1)

# 获取磁盘使用率（根目录）
disk_usage=$(df -h / | grep / | awk '{print $5}' | sed 's/%//')

# 检查 CPU
if (( cpu_usage > CPU_THRESHOLD )); then
  echo "报警：CPU 使用率过高（$cpu_usage%）"
fi

# 检查内存
if (( mem_usage > MEM_THRESHOLD )); then
  echo "报警：内存使用率过高（$mem_usage%）"
fi

# 检查磁盘
if (( disk_usage > DISK_THRESHOLD )); then
  echo "报警：磁盘使用率过高（$disk_usage%）"
fi

总结

掌握 Shell 脚本是一个循序渐进的过程。

  1. 入门: 从 echo、变量、read 和简单的 if 开始，学会编写和执行基础脚本。

  2. 进阶: 熟练运用循环、函数、case 语句和各种条件判断，能够编写逻辑复杂的脚本。

  3. 高级: 掌握数组、bc 计算、颜色输出、进程替换、getopts 和 trap 等高级特性，编写出功能强大、交互友好且非常健壮的专业脚本。

最重要的是 多写、多练、多看。尝试用脚本去自动化你日常工作中的重复性任务，这是最好的学习方式。

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