Shell 脚本编程学习总结（基础 + 变量 + 条件 + 流程控制 + 函数数组）

一、Shell 基础概述

1. Shell 发展历史

1. 1964 年：贝尔实验室、MIT、通用电气联合研发 Multics 大型多用户系统

2. 1970 年：丹尼斯・里奇、汤普逊启动 UNICS 项目，后续演进为 Unix

3. 1973 年：使用 C 语言重写 Unix，实现跨机型移植

4. 1979 年：首个标准 Bourne Shell(sh) 正式发布

5. 后续衍生：csh/tcsh/ksh/bash/zsh，Linux 默认 Shell 为 bash

2. 查看系统 Shell

# 查看系统所有支持的Shell
cat /etc/shells

# 查看当前登录默认Shell
echo $SHELL

3. Shell 两大核心定位

1. 命令解释器 用户操作 → Shell 解析命令 → 传递内核 → 调度硬件； Shell 是用户与 Linux 内核的中间代理，不属于内核，是独立应用程序。

2. 解释型脚本语言

• 无需编译，直接运行源码，开发部署极简

• 内置两千 + Linux 命令，搭配三剑客可做系统自动化运维

• 对比编译型语言：脚本灵活跨平台；编译型速度快、保密性强

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二、Shell 脚本书写规范与执行

1. 标准书写规范

1. 脚本后缀建议：.sh，见名知意

2. 首行固定声明解析器：#!/bin/bash

3. 注释规则

• 单行注释：# 开头

• 多行注释语法：

:<<'EOF'
这里是多行注释第一行
这里是多行注释第二行
EOF

1. 可配置 ~/.vimrc 新建.sh 自动生成头部版权注释

2. 常用输出命令

echo 命令

• -n：不换行输出

• -e：启用转义字符，可设置字体颜色、高亮、下划线

printf 命令

• 格式化输出，必须手动加 \n 换行

• 支持格式符：%s字符串、%d整型、%f浮点

• 可设置字符宽度、左右对齐、保留小数位数

3. 一行多命令连接符

|------|---------------|
| 符号 | 功能说明 |
| ; | 顺序执行，前后命令互不影响 |
| & | &前命令成功才执行后命令 |
| || | 前命令失败才执行后命令 |
| | | 管道，左输出作为右输入 |

4. 脚本四种执行方式

1. 绝对路径 / 相对路径 ：需 x 执行权限，子 Shell 运行，不影响当前终端

2. bash 脚本名：无需执行权限，子 Shell 运行

3. source 脚本名：当前 Shell 运行，变量 / 目录切换永久生效

4. . 脚本名：等同于 source

核心区别：子 Shell 执行不影响当前环境；source/. 在当前 Shell 执行，环境变更永久生效。

5. 退出状态码

1. 范围：0~255，0 成功，非 0 失败

2. 查看状态码：echo $?

3. 脚本自定义退出：exit 数字

4. 函数返回状态码：return 数字

5. 常见状态码：

• 0：命令执行成功

• 1：未知错误

• 2：命令使用错误

• 126：命令不可执行

• 127：命令未找到

• 130：Ctrl+C 强制终止

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三、Shell 变量全解

1. 变量命名与赋值规则

• 命名：只能字母、数字、下划线，不能数字开头

• 赋值：变量=值，等号两边严禁空格

• 值含空格必须用单 / 双引号包裹

• Shell 是弱类型动态语言，所有变量均以字符串存储

2. 变量定义方式

1. 临时变量：命令行直接定义，退出终端失效

2. 命令赋值：\\var=date``` 或 var=$(date)`

3. 交互式赋值：read -p "提示信息" 变量1 变量2

4. 永久环境变量

   1. 用户级：~/.bashrc、~/.bash_profile

   2. 系统级：/etc/profile、/etc/bashrc、/etc/profile.d/*.sh

3. 特殊位置参数变量

|--------|----------------|
| 变量 | 含义 |
| 0 | 脚本自身名称 | | 19 | 第 1 到第 9 个位置参数 | | {10} | 10 个以上参数必须加大括号 |
| \* | 所有参数视为一个整体 | | @ | 所有参数独立分开 |
| # | 传入参数总个数 | | \\$$ | 当前脚本进程 PID | | ? | 上一条命令退出状态码 |

4. 引号与特殊符号区别

1. 单引号 ''：所有符号原样输出，无任何解析

2. 双引号 "" ：解析$、`````、\，其余字符原样

3. 反引号 `````：将内容当作系统命令执行

4. 反斜线 \：转义特殊字符，取消特殊含义

5. 变量运算

1. 整数运算：$(( ))、$[]、let、expr

2. 小数运算：仅 bc、awk 支持

3. 字符串处理语法

   ${#var}          # 获取字符串长度
   ${var:start:len} # 字符串截取
   ${var/old/new}   # 替换第一个匹配
   ${var//old/new}  # 全局替换
   ${var#*.}         # 从左最短删除
   ${var##*.}        # 从左最长删除
   ${var%.*}         # 从右最短删除
   ${var%%.*}        # 从右最长删除

6. 变量作用域

1. 局部变量

• 普通变量：当前脚本 / 终端生效

• 函数局部：local 变量 仅函数内部有效

1. 全局环境变量

• 定义：export 变量=值

• 特性：当前 Shell 及所有子进程共享

7. 变量默认值扩展语法

|--------------|------------------|--------|
| 语法 | 作用 | 是否修改变量 |
| {var:-word} | 变量为空返回 word，原值不变 | 否 | | {var:=word} | 变量为空赋值为 word | 是 |
| {var:+word} | 变量非空返回 word | 否 | | {var:?word} | 变量为空抛出错误并退出 | 否 |

8. 经典案例

• 两数加减乘除、求余

• 1~100 求和、奇数和、偶数和

• 批量批量重命名文件

• 自动清理 7 天前过期备份

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四、条件测试

1. 四种测试语法

1. test 条件表达式

2. [ 条件表达式 ] 「中括号左右必须有空格」

3. [[ 条件表达式 ]] 支持正则、逻辑更强大

4. (( 整数表达式 )) 仅用于整数判断

2. 三大测试类型

文件测试

-e存在、-d目录、-f普通文件、-L软链接、-r可读、-w可写、-x可执行、-nt文件更新、-ot文件更旧

字符串测试

-z空字符串、-n非空字符串、=相等、!=不等

整数测试

• []/test 使用：-eq -ne -gt -ge -lt -le

• [[]]/(()) 直接使用：> < >= <= == !=

3. 逻辑运算符

|-----------------|-------|-------|-------|
| 使用场景 | 与(并且) | 或(或者) | 非(取反) |
| test / \[\] | -a | -o | ! |
| \[] / (()) | & | &|| | ! |

4. 正则匹配

[[ 字符串 =~ ^[0-9]+$ ]] 可判断是否为纯数字、字母等格式

5. 实战案例

• 统计系统登录用户数

• 判断文件行数阈值

• 检测 SSH 服务是否运行

• Ping 探测主机存活

• 键盘输入两数自动计算

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五、流程控制

1. if 条件判断

• 单分支：满足条件执行

• 双分支：满足执行 A，否则执行 B

• 多分支：if...elif...elif...else...fi

经典场景：root 权限校验、求最大值、内存告警、闰年判断、成绩评级

2. case 多分支匹配

适合固定值、区间匹配，替代多 elif，语法简洁

case 变量 in
值1) 命令 ;;
值2) 命令 ;;
*) 默认命令 ;;
esac

常用于：菜单选择、星期判断、参数匹配

3. 四大循环

for 循环

1. 列表循环：for i in {1..10}

2. 命令结果循环：for i in $(ls)

3. C 语言风格：for((i=1;i<=10;i++))

while 循环

条件为真持续执行，支持死循环 while true / while : 常用于：逐行读取文件、交互式猜数字

until 循环

条件不成立执行，成立终止，与 while 逻辑相反

select 循环

快速生成交互式数字菜单，可自定义 PS3 提示符

4. 循环控制关键字

• break n：跳出当前 / 多层循环

• continue n：跳过本次 / 多层本次循环

• exit n：直接退出整个脚本

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六、Shell 函数

1. 函数优势

代码复用、模块化、结构清晰、易维护、可移植

2. 函数定义语法

# 写法1
function 函数名 {
  命令
}

# 写法2
函数名() {
  命令
}

3. 函数调用与传参

• 同文件直接调用：函数名 参数1 参数2

• 跨文件调用：source 函数库.sh 加载后调用

4. 返回值与作用域

1. 返回值

• return 只能返回 0-255 数字

• echo 可返回字符串、运算结果

1. 变量作用域

• 无 local 默认全局变量

• 函数内 local 变量 仅内部生效

5. 递归函数

函数调用自身，常用于：阶乘计算、递归遍历目录（模拟 tree）

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七、Shell 数组

1. 数组分类

• 普通索引数组：下标为数字

• 关联数组：下标为字符串，需声明 declare -A arr

2. 数组定义方式

# 直接赋值
arr=(a b c d)
# 下标单独赋值
arr[0]=1;arr[1]=2
# 命令结果赋值
arr=$(ls /etc)

3. 数组常用操作

${arr[*]}     # 获取所有元素
${!arr[*]}    # 获取所有下标
${#arr[*]}    # 获取数组长度
unset arr[n]  # 删除指定元素
unset arr     # 删除整个数组

4. 数组遍历

1. 下标循环遍历

2. 直接元素遍历