Shell脚本编程 - 技术栈

一、程序执行方式（解释 / 编译 / 脚本）全解析

1.脚本与解释器

脚本（比如 .sh、.py 这类文件）本身不能直接运行，必须依赖对应的解释器才能执行。
举个例子：.sh 脚本需要 bash 解释器，.py 脚本需要 python 解释器。
运行方式：你得告诉系统 "用什么工具来跑这个脚本"，比如 bash my.sh 参数。

2. 解释型 vs 编译型

类型	特点	例子
解释型	不需要提前 "翻译" 成机器语言，而是边解释边执行，依赖解释器	`.sh`、`.py`、`.class`（Java）
编译型	需要先通过编译器把代码 "翻译" 成机器能直接看懂的可执行文件，之后就可以独立运行	`.c` → 编译成 `main.exe` / `main`

3. Java 的特殊之处

Java 是 "半编译半解释" 的：
1. 先把 .java 代码编译成中间文件 .class（字节码）
2. 再由 Java 虚拟机（JVM） 这个解释器来执行 .class 文件
好处：一次编译，在任何有 JVM 的平台上都能运行（跨平台性）

通俗讲解

你可以把程序想象成不同的菜谱：

解释型（脚本） ：就像一本用外语写的菜谱，你必须找个翻译（解释器），一句一句念给你听，你才能跟着做。比如 .sh 脚本需要 bash 这个翻译，.py 需要 python 这个翻译。

编译型 ：就像直接把菜谱翻译成了母语的操作手册，你拿到手就能直接照着做，不需要翻译了。比如 .c 代码编译成 main.exe 后，双击就能运行。

Java ：是先把菜谱翻译成一本国际通用的操作指南（.class 字节码），然后到不同国家时，再由当地的翻译（JVM）来念给你听，所以它既能跨平台，又保留了解释执行的灵活性。

二、Bash 变量、引号与内存映射解析

cpp 复制代码

#!/usr/bin/bash

a=100
str="hello world"
echo "a=$a"
echo "str=$str"
a="$str"
echo "a=$a"
echo 'a=$a'

exit 0

变量与内存的映射关系
- 在 Bash 中，变量名（a、str）就像内存图里左侧的标签，它们指向右侧内存块里存储的实际值。
- 当你执行 a=100 时，变量 a 就指向了存储数值 100 的内存块；str="hello world" 时，str 就指向了存储字符串 "hello world" 的内存块。
变量的动态赋值
- 当执行 a="$str" 时，变量 a 会改变指向，从原来指向 100 的内存块，改为指向 str 所指向的 "hello world" 内存块。
- 这就像内存图里，原本连向 100 的 a 箭头，现在被重新连接到了 "hello world" 的位置。
单引号与双引号的核心区别
- 双引号 " ：会解析其中的变量（如 "a=$a" 会把 $a 替换成它的值），相当于 "引用变量的内容"。
- 单引号 ' ：会原样保留所有字符（如 'a=$a' 里的 $a 不会被解析，直接输出 a=$a），相当于 "引用字面文本"。

面试复习总结

✅ Bash 变量本质：变量名是指向内存值的 "标签"，可以随时改变指向。

✅ 赋值规则 ：直接用 变量名=值，注意等号两边不能有空格。

✅ 引号作用：双引号解析变量，单引号保留原样，这是面试高频考点。

✅ 脚本结构 ：#!/usr/bin/bash 是指定解释器的 "谢邦行"，exit 0 表示脚本正常退出。

三、本地变量、环境变量、参数变量这三者的区别和关系

1. 本地变量

定义：你在脚本里自己定义的变量，作用域仅限当前脚本或 Shell 会话，子进程无法访问。
命名惯例 ：按习惯用小写字母（比如 line、name），用来和环境变量区分。
类比：就像你自己写的私人便签，只有你能看，别人（子进程）看不到。

例子：

bash

运行

复制代码

# 这是一个本地变量
user_input="hello"
echo $user_input

2. 环境变量

定义：Shell 启动时就初始化的全局变量，能被当前 Shell 及其所有子进程继承，通常用来配置运行环境。
命名惯例 ：用大写字母（比如 HOME、PATH、PS1），和用户自定义的本地变量区分。
类比：像公司公告栏的通知，所有人（子进程）都能看到。
常见例子 （来自你的课本表 2-2）：
- $HOME：当前用户的家目录
- $PATH：系统搜索命令的目录列表
- $PS1：命令行提示符
- $$：当前脚本的进程号

3. 参数变量

定义：脚本运行时，通过命令行传递给它的参数，或者脚本内部的特殊位置参数。
特殊变量 ：$0（脚本名）、$1（第一个参数）、$#（参数个数）等（你的课本表 2-2 里也提到了）。
类比：就像你去餐厅点的菜，是外部传递给脚本的 "输入材料"。

例子：

bash

运行

复制代码

# 假设脚本名为 test.sh，运行时输入：bash test.sh apple banana
echo "脚本名: $0"          # 输出 test.sh
echo "第一个参数: $1"     # 输出 apple
echo "参数总数: $#"       # 输出 2

三者核心区别对照表

变量类型	作用域	命名惯例	来源
本地变量	当前脚本 / Shell 内	小写字母	用户在脚本里定义
环境变量	当前 Shell + 所有子进程	大写字母	系统初始化或用户用 `export` 导出
参数变量	脚本内部	特殊符号（`$0`、`$1`等）	命令行传递或系统自动生成

面试高频考法

问：如何让本地变量变成环境变量？→ 答：用 export 命令，比如 export user_input="hello"，这样子进程就能读取到它。
问：$PATH 是什么变量？有什么用？→ 答：是环境变量，用来告诉系统去哪里找可执行命令，避免每次都写绝对路径。
问：$1 和 $# 是什么变量？→ 答：是参数变量，$1 代表第一个命令行参数，$# 代表参数的总个数。

四、Shell if 条件判断（面试核心考点全解析）

1.核心说明

Shell 中的 if 条件判断是面试高频考点，核心分为字符串判断、算术判断、文件测试三类，每类都有专属操作符（不能混用），掌握这三类就能应对 90% 以上的 Shell 条件判断面试题。

先记一个通用语法规则（必考！）

所有 if 条件判断的基础格式：

复制代码

if [ 条件表达式 ]; then
    执行命令
elif [ 条件表达式 ]; then
    执行命令
else
    执行命令
fi

✅ 必记细节：[ 左边、] 右边必须加空格（比如 [ $num -gt 5 ] 正确，[$num -gt 5] 报错）；条件结尾的 ; 不能少，也可以换行写 then。

二、第一类：字符串判断（处理文本 / 变量值）

1. 核心作用

判断两个字符串是否相等、字符串是否为空，是处理用户输入、配置项等文本场景的核心用法。

2. 常用操作符（记口诀：等不等，空非空）

操作符	含义	通俗解释	面试考法示例
`=`	字符串相等	两个文本完全一样	判断用户输入的指令是否为 "exit"
`!=`	字符串不相等	两个文本不一样	判断输入的密码和确认密码是否一致
`-z`	字符串为空（长度 0）	变量里啥都没有	判断用户是否输入了内容
`-n`	字符串非空（长度 > 0）	变量里有内容	验证配置项是否填写

3. 完整示例（可直接运行）

复制代码

#!/usr/bin/bash
# 模拟用户输入场景
read -p "请输入指令（exit/continue）：" cmd

# 1. 判断字符串相等
if [ "$cmd" = "exit" ]; then
    echo "指令相等，退出脚本"
    exit 0
fi

# 2. 判断字符串不相等
if [ "$cmd" != "continue" ]; then
    echo "指令不是continue，请重新输入"
fi

# 3. 判断字符串为空（用户没输入直接回车）
if [ -z "$cmd" ]; then
    echo "你啥都没输入！"
fi

# 4. 判断字符串非空
if [ -n "$cmd" ]; then
    echo "你输入的内容是：$cmd"
fi

4. 面试避坑点（必考！）

变量必须用双引号包裹：比如 [ "$cmd" = "exit" ]，如果 cmd 为空，不加引号会变成 [ = "exit" ]，直接语法报错；
= 两边必须加空格：[ "$cmd"="exit" ] 错误（会把 "$cmd"="exit" 当成一个整体字符串），正确是 [ "$cmd" = "exit" ]；
区分 = 和 -eq：字符串相等用 =，数字相等用 -eq，混用会报错。

三、第二类：算术判断（处理数字比较）

1. 核心作用

判断数字的大小、是否相等，比如判断年龄、分数、进程数等数值场景。

2. 常用操作符（记英文缩写，好记！）

操作符	英文全称	含义	通俗解释	面试考法示例
`-eq`	equal	等于	两数一样	判断输入的数字是否为 100
`-ne`	not equal	不等于	两数不同	判断用户输入的数量是否合法
`-gt`	greater than	大于	左边大	判断分数是否大于 60（及格）
`-ge`	greater than or equal	大于等于	左边≥右边	判断年龄是否≥18（成年）
`-lt`	less than	小于	左边小	判断内存使用是否小于 80%
`-le`	less than or equal	小于等于	左边≤右边	判断文件大小是否≤100M

3. 完整示例（可直接运行）

bash

运行

复制代码

#!/usr/bin/bash
read -p "请输入你的分数：" score

# 1. 判断大于等于60（及格）
if [ $score -ge 60 ]; then
    echo "恭喜，及格了！"
    # 2. 嵌套判断：大于等于90为优秀
    if [ $score -ge 90 ]; then
        echo "优秀！"
    fi
# 3. 判断小于60（不及格）
elif [ $score -lt 60 ]; then
    echo "不及格，需要补考"
fi

# 4. 判断等于100（满分）
if [ $score -eq 100 ]; then
    echo "满分！太牛了"
fi

4. 面试避坑点（必考！）

不能用 >/<：Shell 里 > 是重定向符号，< 是输入重定向，比如 [ $score > 60 ] 会创建一个叫 60 的空文件，完全偏离本意；
变量必须是数字：如果 score 输入的是字母，会报错 integer expression expected，面试常问 "如何避免？"------ 可以先判断是否为数字（扩展：if [[ $score =~ ^[0-9]+$ ]]; then）；
支持整数，不支持小数：Shell 算术判断只认整数，比较小数需要用 bc 命令（面试扩展考点）。

四、第三类：文件测试（检查文件 / 目录状态）

1. 核心作用

判断文件 / 目录是否存在、是什么类型、有没有读写执行权限，是脚本操作文件的基础（比如备份、删除、执行脚本前的校验）。

2. 常用操作符（记高频，其余了解）

操作符	含义	通俗解释	面试考法示例
`-e`	文件 / 目录存在	路径是有效的	判断配置文件是否存在
`-f`	是普通文件（非目录 / 设备）	是实实在在的文件（比如 .sh/.txt）	判断是不是脚本文件
`-d`	是目录	是文件夹	判断备份目录是否存在
`-r`	文件可读	当前用户能看这个文件	判断是否有权限读取日志
`-w`	文件可写	当前用户能修改这个文件	判断是否有权限写入配置
`-x`	文件可执行	当前用户能运行这个文件	判断脚本是否有执行权限

3. 完整示例（面试经典场景：文件操作前校验）

复制代码

#!/usr/bin/bash
read -p "请输入文件/目录路径：" path

# 1. 先判断路径是否存在
if [ ! -e "$path" ]; then  # ! 表示取反
    echo "路径 $path 不存在！"
    exit 1
fi

# 2. 判断是否为目录
if [ -d "$path" ]; then
    echo "$path 是目录，里面的文件有："
    ls "$path"  # 列出目录内容
fi

# 3. 判断是否为普通文件
if [ -f "$path" ]; then
    echo "$path 是普通文件"
    # 4. 判断文件是否可读
    if [ -r "$path" ]; then
        echo "你有权限读取这个文件"
    fi
    # 5. 判断文件是否可执行（比如脚本）
    if [ -x "$path" ]; then
        echo "你有权限执行这个文件，执行结果："
        "$path"  # 运行这个可执行文件
    fi
fi

4. 面试避坑点（必考！）

路径用双引号包裹：如果路径包含空格（比如 My Documents），不加引号会被当成多个参数，报错；
优先用 -e 判存在：先判断路径是否存在，再判断类型 / 权限，避免 "判断不存在的文件的权限" 导致逻辑错误；
! 的用法：取反操作（比如 ! -e "$path" 表示路径不存在），面试常考 "如何判断文件不存在？"。

五、面试高频问答（直接背，能直接答）

1. 问：Shell 中 if 条件里的 [ ] 前后为什么要加空格？

答：因为 [ 是 Shell 的内置命令（等价于 test 命令），空格是用来分隔命令和参数的，如果不加空格，Shell 会把 [$num -gt 5] 当成一个整体字符串，无法识别为条件判断。

2. 问：字符串比较时，变量为什么要加双引号？

答：防止变量为空导致语法错误。比如 cmd 为空时，[ $cmd = "exit" ] 会变成 [ = "exit" ]，Shell 无法解析；加双引号后变成 [ "" = "exit" ]，能正常判断字符串为空，不会报错。

3. 问：为什么数字比较不能用 >/<，而要用 -gt/-lt？

答：因为 Shell 中 > 是重定向符号，< 是输入重定向符号，比如 [ $score > 60 ] 会创建一个名为 60 的空文件，而不是比较数字大小；-gt/-lt 是 Shell 专门定义的算术比较操作符，能正确识别数字比较逻辑。

4. 问：如何判断一个路径是文件还是目录？

答：先通过 -e 判断路径是否存在，再用 -f 判断是否为普通文件，用 -d 判断是否为目录，示例：

bash

运行

复制代码

if [ -e "$path" ]; then
    if [ -f "$path" ]; then echo "是文件"; fi
    if [ -d "$path" ]; then echo "是目录"; fi
else
    echo "路径不存在"
fi

5. 问：Shell 算术判断支持小数吗？如果不支持，怎么解决？

答：不支持，Shell 算术判断只处理整数。比较小数可以用 bc 命令，示例（判断 3.5 是否大于 2.8）：

bash

运行

复制代码

if [ $(echo "3.5 > 2.8" | bc) -eq 1 ]; then
    echo "3.5 大于 2.8"
fi

六、复习记忆口诀（快速记核心）

字符串：等不等（=!=），空非空（-z-n），变量要套双引号；
算术数：eq/ne 判等否，gt/lt 比大小，别用 >< 用符号；
文件测：e 判存在，f 判文件，d 判目录，rwx 判权限；
语法上：[] 两边留空格，分号换行都能写。

总结

Shell if 条件判断核心分三类：字符串（文本）、算术（数字）、文件测试（路径），操作符不能混用；
语法细节（[] 空格、变量双引号）是面试必考点，一定要记牢；
避坑点（不用 >/<、先判存在再判类型）能体现你的实操经验，面试加分。