目录
[二、环境变量 vs 局部变量：作用域的秘密](#二、环境变量 vs 局部变量：作用域的秘密)
[2.1 用实验理解差别](#2.1 用实验理解差别)
[2.2 什么时候用哪种？](#2.2 什么时候用哪种？)
[2.3 查看当前所有环境变量](#2.3 查看当前所有环境变量)
[2.4 持久化环境变量](#2.4 持久化环境变量)
[3.1 readonly：让变量变成"常量"](#3.1 readonly：让变量变成“常量”)
[3.2 什么时候用只读变量？](#3.2 什么时候用只读变量？)
[3.3 查看所有只读变量](#3.3 查看所有只读变量)
[4.1 字符串拼接](#4.1 字符串拼接)
[4.2 获取字符串长度](#4.2 获取字符串长度)
[4.3 截取子字符串](#4.3 截取子字符串)
[4.4 从首尾删除模式匹配](#4.4 从首尾删除模式匹配)
[4.5 字符串替换](#4.5 字符串替换)
[4.6 其他常用判断](#4.6 其他常用判断)
[5.1 整数运算：(()) 和 \[\]](#5.1 整数运算：(()) 和 [])
[5.2 常用的数学场景](#5.2 常用的数学场景)
一、引言：变量不只是"存个值"
写脚本久了你会发现，真正花时间的不是"怎么定义变量"，而是怎么处理变量里的内容：
-
从日志文件中提取出IP地址
-
批量修改文件名后缀（
.jpg→.png） -
检查路径末尾有没有多余的斜杠
-
拼接出带时间戳的备份文件名
Shell是一种"弱类型"语言------变量不需要声明类型，同一个变量可以存数字、存字符串、甚至存命令输出。这种灵活性是便利也是坑：你必须清楚知道"现在这个变量里到底装着什么"。今天的目标就是掌握这些处理技巧。
二、环境变量 vs 局部变量：作用域的秘密
2.1 用实验理解差别
先做一个小实验。打开两个终端，在第一个终端中：
bash
# 终端1
my_var="hello"
echo $my_var # 输出：hello
bash # 启动一个子Shell
echo $my_var # 输出：空！（子Shell访问不到父Shell的局部变量）
exit # 退出子Shell现在改用export：
bash
# 终端1
export my_var="hello"
bash # 启动一个子Shell
echo $my_var # 输出：hello（子Shell能访问到环境变量了）
exit这个实验揭示了局部变量 和环境变量的核心区别：前者只在当前Shell进程内可见，后者会传递给所有子进程。
2.2 什么时候用哪种？
局部变量（默认）：
bash
# 脚本内部的临时变量，用局部变量
temp_file="/tmp/backup_$(date +%s).tar.gz"
counter=0环境变量（需要export）：
bash
# 需要让子进程（如Python脚本、其他Shell）读取的配置
export DATABASE_URL="mysql://localhost:3306/mydb"
export APP_ENV="production"2.3 查看当前所有环境变量
bash
env # 查看所有环境变量
printenv # 同上
printenv HOME # 查看特定环境变量常见预定义环境变量：
| 变量 | 含义 | 示例值 |
|---|---|---|
$HOME |
当前用户家目录 | /home/zhangsan |
$PATH |
命令搜索路径 | /usr/local/bin:/usr/bin:/bin |
$USER |
当前用户名 | zhangsan |
$PWD |
当前工作目录 | /home/zhangsan/project |
$SHELL |
当前Shell | /bin/bash |
$OLDPWD |
上一个工作目录 | /tmp |
$RANDOM |
0-32767的随机数 | 12345 |
$$ |
当前Shell进程的PID | 5678 |
2.4 持久化环境变量
在脚本中用export定义的环境变量只在当前会话生效。要让环境变量永久生效，需要写入Shell配置文件：
bash
# 添加到 ~/.bashrc（每个交互式Shell都会加载）
vim ~/.bashrc
export MY_PROJECT_HOME="/opt/myproject"
# 让配置立即生效
source ~/.bashrc注意 ：
~/.bashrc每次打开终端都会执行，~/.bash_profile只执行一次。一般把环境变量定义在~/.bashrc中，然后在~/.bash_profile里source它。
三、只读变量与常量保护
3.1 readonly：让变量变成"常量"
bash
#!/bin/bash
readonly PI=3.14159
PI=3.14 # 报错：PI: readonly variable3.2 什么时候用只读变量？
bash
#!/bin/bash
# 配置文件路径——不希望在脚本中被意外修改
readonly CONFIG_FILE="/etc/myapp/config.yaml"
readonly LOG_DIR="/var/log/myapp"
readonly MAX_RETRIES=3
# 后续代码中 CONFIG_FILE 绝不会被意外覆盖3.3 查看所有只读变量
bash
readonly # 列出所有只读变量（包括系统预定义的）
readonly -p # 同上你会发现$HOME、$USER等也是只读的------系统不允许你修改这些关键信息。
四、字符串处理：Shell脚本的核心技艺
Shell中一切都是字符串。你输入的IP、文件名、路径、日志内容------全是字符串。掌握字符串处理，就掌握了Shell脚本的半壁江山。
4.1 字符串拼接
Shell的拼接非常直接------把变量挨着写就行：
bash
name="zhangsan"
greeting="Hello, ${name}!"
echo $greeting # Hello, zhangsan!
# 多个变量拼接
src="/var/log"
app="nginx"
filename="error.log"
full_path="${src}/${app}/${filename}"
echo $full_path # /var/log/nginx/error.log避免歧义的拼接：
bash
prefix="super"
echo "${prefix}man" # superman（推荐）
echo "$prefix"man # superman（也可，但不够清晰）
echo $prefix"man" # superman
echo $prefix man # super man（空格被保留了，不是拼接！）4.2 获取字符串长度
bash
str="Hello World"
echo ${#str} # 11实用场景：判断用户输入是否为空：
bash
if [ ${#input} -eq 0 ]; then
echo "输入不能为空！"
exit 1
fi4.3 截取子字符串
格式：${变量:起始位置:长度}（起始位置从0开始）
bash
str="Hello World"
echo ${str:0:5} # Hello （位置0开始，取5个字符）
echo ${str:6} # World （位置6开始，取到末尾）
echo ${str:6:3} # Wor （位置6开始，取3个）
echo ${str: -5} # World （从末尾倒数5个，注意冒号后有空格）实用场景：
bash
# 从日期时间戳中提取年月日
timestamp="20260426_153000"
date_part=${timestamp:0:8} # 20260426
time_part=${timestamp:9} # 153000
# 去掉文件扩展名
filename="report.tar.gz"
base=${filename:0:10} # 依赖硬编码位置，不够通用
# 更好的方法见下一节的模式匹配4.4 从首尾删除模式匹配
这是Shell字符串处理中最强大的功能，有四种模式：
| 语法 | 含义 | 记忆 |
|---|---|---|
${var#pattern} |
从开头 删除最短匹配 | #像一个井号，开头的标记 |
${var##pattern} |
从开头 删除最长匹配 | ##多删 |
${var%pattern} |
从末尾 删除最短匹配 | %像百分号，结尾的标记 |
${var%%pattern} |
从末尾 删除最长匹配 | %%多删 |
实战：处理文件路径
bash
path="/home/zhangsan/project/report.tar.gz"
# 获取文件名（删除最后一个/之前的所有内容）
filename=${path##*/}
echo $filename # report.tar.gz
# 获取目录名（删除文件名部分）
dirname=${path%/*}
echo $dirname # /home/zhangsan/project
# 获取文件扩展名（删除最后一个.之前的所有内容）
ext=${path##*.}
echo $ext # gz（注意不是 tar.gz）
# 获取不带扩展名的文件名
base=${filename%%.*}
echo $base # report（删除了 .tar.gz）实战：批量处理日志文件
bash
# 把所有 .log 文件重命名为 .log.bak
for file in *.log; do
base=${file%.log} # 去掉 .log 后缀
mv "$file" "${base}.log.bak"
done4.5 字符串替换
格式：${变量/旧内容/新内容}
bash
url="http://example.com/index.html"
# 替换第一个匹配
echo ${url/http/https} # https://example.com/index.html
# 替换所有匹配（加一个/）
path="/usr/local/bin:/usr/bin:/bin"
echo ${path//\/usr/\/opt} # /opt/local/bin:/opt/bin:/bin单斜杠与双斜杠的区别：
bash
text="aaaa"
echo ${text/a/A} # Aaaa（只替换第一个）
echo ${text//a/A} # AAAA（替换所有）4.6 其他常用判断
| 语法 | 含义 | 示例 |
|---|---|---|
${var:-默认值} |
如果var为空，返回默认值 | ${user:-root} |
${var:=默认值} |
如果var为空，赋值为默认值并返回 | ${count:=1} |
${var:+替代值} |
如果var不为空，返回替代值 | ${debug:+verbose} |
${var:?错误信息} |
如果var为空，打印错误并退出 | ${config:?未设置} |
bash
#!/bin/bash
# 使用默认值，避免变量未定义
DB_HOST=${DB_HOST:-"localhost"}
DB_PORT=${DB_PORT:-3306}
echo "连接数据库 ${DB_HOST}:${DB_PORT}"五、数字运算：Shell的"计算器"
Shell默认把变量值当字符串处理，要做数学运算需要特殊语法。
5.1 整数运算：(()) 和 \[\]
bash
a=10
b=3
echo $((a + b)) # 13
echo $((a - b)) # 7
echo $((a * b)) # 30
echo $((a / b)) # 3（整数除法，向下取整）
echo $((a % b)) # 1（取余）
echo $((a ** b)) # 1000（指数）也可以写成：
bash
echo $[a + b] # 老式写法，仍然可用但不推荐
let "c = a + b" # 使用let命令5.2 常用的数学场景
bash
# 计数器（循环中常用）
count=0
count=$((count + 1))
# 计算百分比
total=100
used=35
percent=$((used * 100 / total)) # 35
echo "使用率：${percent}%"
# 随机数生成
random_num=$((RANDOM % 100)) # 0-99的随机数
echo $random_num六、综合实战：Nginx日志解析器
把今天学的字符串处理技巧整合到一个实用脚本中：
bash
#!/bin/bash
# 练习脚本：简单Nginx访问日志解析
# 模拟一条Nginx日志（实际使用时应从文件读取）
log_line='192.168.1.100 - - [26/Apr/2026:15:30:00 +0800] "GET /index.html HTTP/1.1" 200 1024 "http://example.com" "Mozilla/5.0"'
echo "原始日志："
echo "${log_line}"
echo ""
# 1. 提取IP地址（第一个字段）
ip=${log_line%% *}
echo "IP地址：${ip}"
# 2. 提取请求时间（[]之间的内容）
# 先删除 [ 之前的所有内容
time_bracket=${log_line#*[}
# 再删除 ] 之后的所有内容
time=${time_bracket%%]*}
echo "请求时间：${time}"
# 3. 提取请求方法和路径（引号之间的内容）
request_part=${log_line#*\"}
request=${request_part%%\"*}
echo "请求内容：${request}"
# 4. 提取HTTP状态码（请求行后面的三个数字）
# 先找到"开始的第一次出现，去掉它
after_request=${log_line#*\"}
# 再去掉中间的 HTTP版本"部分
status_part=${after_request#*\" }
# 取第一个字段（状态码）
status_code=${status_part%% *}
echo "状态码：${status_code}"
# 5. 判断状态码类型
if [ ${#status_code} -eq 3 ]; then
case ${status_code:0:1} in
2) echo " → 请求成功" ;;
3) echo " → 重定向" ;;
4) echo " → 客户端错误" ;;
5) echo " → 服务器错误" ;;
esac
fi
# 6. 统计：请求路径中包含home的请求次数（实际使用时应循环处理所有行）
path_part=${request#* }
path=${path_part%% *}
if [ "${path:0:5}" = "/home" ]; then
echo " → 这是首页请求"
fi该练习展示了：日志提取字段 + 字符串截取 + 长度判断 + 条件分支的组合使用。实际生产场景中只需把输入改为while read line; do ... done < access.log循环即可。
七、本篇小结
环境变量 vs 局部变量：
-
局部变量只在当前Shell内可见
-
export让变量传递给所有子进程 -
永久生效写到
~/.bashrc
只读变量：
-
readonly定义不可修改的常量 -
适用于配置文件路径、限制参数等
字符串处理核心技巧：
| 操作 | 语法 | 示例 |
|---|---|---|
| 长度 | ${#var} |
echo ${#name} |
| 子串截取 | ${var:pos:len} |
${str:0:5} |
| 开头删最短 | ${var#pattern} |
${path#*/} |
| 开头删最长 | ${var##pattern} |
${path##*/} |
| 结尾删最短 | ${var%pattern} |
${path%.*} |
| 结尾删最长 | ${var%%pattern} |
${path%%.*} |
| 替换首个 | ${var/old/new} |
${url/http/https} |
| 替换所有 | ${var//old/new} |
${text//a/A} |
| 默认值 | ${var:-默认值} |
${user:-root} |
记忆口诀：
#从左删，%从右删；一个删最短，两个删最长；
/替换，//全换；:-给默认，:=设默认。
动手练习
bash
#!/bin/bash
# 练习：文件路径处理
# 给定文件路径
file="/var/log/nginx/access.log"
echo "原始路径：${file}"
# 1. 提取文件名
echo "文件名：${file##*/}"
# 2. 提取目录路径
echo "目录：${file%/*}"
# 3. 提取不带扩展名的文件名
basename="${file##*/}"
echo "文件名（无扩展名）：${basename%.*}"
# 4. 修改扩展名为 .bak
echo "备份文件名：${file%.log}.bak"
# 5. 练习字符串默认值
read -p "请输入你的名字（直接回车使用默认值）：" name
echo "你好，${name:-访客}！"八、下篇预告
掌握了字符串和变量，脚本还缺少一项关键能力：判断。没有判断的脚本只能顺序执行，遇到不同情况无法做出不同反应。
下一篇我们将进入条件判断的世界，学习：
-
test命令与[ ]、[[ ]]的用法和区别 -
文件测试（是否存在、是否是目录、是否可写）
-
字符串比较与数字比较
这是构建脚本逻辑能力的第一个台阶。学会条件判断，你的脚本就拥有了"大脑"。
延伸思考 ：有些运维脚本里你会看到${var:=default}这种写法。它和${var:-default}有什么区别？提示：前者不仅返回默认值，还会把默认值赋给变量。试试看，这是很多生产环境脚本用来自动初始化配置变量的技巧。