shell学习从入门到精通（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。 #!/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

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

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。
复制代码
```
#!/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
 
    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):

#!/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

AI写代码

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

#!/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

AI写代码
1. 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：

#!/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

AI写代码
1. 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:

#!/bin/bash

A=10

B=3

SUM=$((A + B))

PRODUCT=$((A * B))

REMAINDER=$((A % B)) # 取余

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

AI写代码

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。

#!/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"

AI写代码

使用 awk 计算: awk 也是一个处理文本和进行计算的强大工具。

#!/bin/bash

RESULT=$(awk "BEGIN {printf \"%.4f\", 10/3}")

echo "10 / 3 = $RESULT"

AI写代码
1. 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:

#!/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}"

AI写代码

echo -e 是必须的，它让 echo 能够解释转义序列。
1. 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

AI写代码

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。

统计当前目录有多少个 .sh 文件

ls -l | grep ".sh$" | wc -l

AI写代码

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。

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)

AI写代码

Here 文档（<<）

向命令输入多行文本（无需手动输入），语法

命令 << 分界符

多行文本

分界符

AI写代码

#!/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）

AI写代码

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。

#!/bin/bash

set -euo pipefail

AI写代码

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。
1. 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）。

#!/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

AI写代码

执行示例:

./myscript.sh -v -f data.txt

./myscript.sh -f report.csv
1. 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。

#!/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"

AI写代码

捕获系统信号（如 Ctrl+C 发送的 SIGINT），执行自定义操作。

#!/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

AI写代码
1. 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

AI写代码
1. 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

AI写代码
1. 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。

#!/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

AI写代码
1. 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）

AI写代码
1. 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。

#!/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

AI写代码
1. 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"

AI写代码

第五部分：综合脚本示例

案例 1：批量重命名文件

#!/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： $file \to prefix_$ {count}.txt"

((count++))

done

AI写代码

案例 2：系统监控脚本

#!/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

AI写代码

总结

掌握 Shell 脚本是一个循序渐进的过程。

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。

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。

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。

版权声明：本文为CSDN博主「zwjapple」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。

原文链接：https://blog.csdn.net/zwjapple/article/details/149243023

shell学习从入门到精通（第二部分）

核心语法

1. 条件判断 (if-elif-else)

2. case 语句

3. 循环结构

4. 函数 (Functions)

使用 echo "返回" 结果

使用命令替换捕获函数的输出

定义数组

访问元素（索引从0开始）

访问所有元素

获取数组长度

添加元素

遍历数组

声明一个关联数组

赋值

访问元素

遍历所有的键

遍历所有的值

遍历键值对

将表达式通过管道传给 bc

更复杂的计算

为了可读性和复用，最好将颜色代码定义为变量

组合使用

子Shell示例

当前Shell示例

统计当前目录有多少个 .sh 文件

比较两个目录下的文件列表，而无需创建临时文件

向文件写入多行内容

info.txt 内容为上述三行

作为函数输入

输出：3（行数）

f: 表示-f选项需要一个参数

v 表示-v选项不需要参数

创建一个临时文件

定义清理函数

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

主逻辑

正常退出前也要清理

捕获 SIGINT 信号（Ctrl+C）

在文件中搜索包含 "error" 的行（区分大小写）

忽略大小写搜索，显示行号

反向匹配（不包含 "debug" 的行）

扩展正则（-E），匹配 "apple" 或 "banana"

替换文件中 "old" 为 "new"（仅输出，不修改原文件）

全局替换并修改原文件（-i 选项，备份用 -i.bak）

删除空行（d 命令删除匹配行）

打印文件第2列和第4列

按条件过滤（第3列数值 > 100 的行）

自定义分隔符（-F 选项），按逗号分隔，打印第1列

后台运行长时间任务（输出重定向到文件）

查看后台进程

终止进程（kill）

kill -9 $pid # 强制终止（SIGKILL，无法捕获）

比较两个命令的输出（无需临时文件）

将输出同时发送到终端和文件（tee 命令）

功能：将当前目录所有 .txt 文件重命名为 "prefix_数字.txt"（如 prefix_1.txt）

跳过非文件（如目录）

重命名

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）

获取 CPU 使用率（取整数）

获取内存使用率

获取磁盘使用率（根目录）

检查 CPU

检查内存

检查磁盘

1. 条件判断 (`if-elif-else`)

2. `case` 语句