Shell脚本精读 · S08-04 | 命令行与交互输入：`getopts` 与 `select` 菜单

模块：S08 函数与脚本结构

篇号：S08-04 / 42

预计阅读 ：50 分钟

主线：Bash

文章目录

- 本篇目标
- [30 秒速览](#30 秒速览)
- 正文
- - [1. 为何需要 `getopts`](#1. 为何需要 getopts)
  - [2. `getopts` 基本结构](#2. getopts 基本结构)
  - [3. optstring 规则](#3. optstring 规则)
  - [4. `OPTARG` 与 `OPTIND`](#4. OPTARG 与 OPTIND)
  - [5. 错误分支：`\?` 与 `:`](#5. 错误分支：\? 与 :)
  - [6. 完整入口模板](#6. 完整入口模板)
  - [7. `getopts` 的局限与长选项](#7. getopts 的局限与长选项)
  - - [7.1 先用 `case` 处理 `--`，再 `getopts`](#7.1 先用 case 处理 --，再 getopts)
    - [7.2 只用短选项](#7.2 只用短选项)
  - [8. 与 `case` + `shift` 对照](#8. 与 case + shift 对照)
  - [9. `select`：交互菜单](#9. select：交互菜单)
  - [10. `select` 读法要点](#10. select 读法要点)
  - [11. `select` + `PS3` + 无限菜单](#11. select + PS3 + 无限菜单)
  - [12. 读脚本检查清单](#12. 读脚本检查清单)
- 练习
- - 判断题
  - [实操题 1：`getopts`](#实操题 1：getopts)
  - [实操题 2：`select`](#实操题 2：select)
  - 改错题
  - 读脚本题
- [S08 模块小结](#S08 模块小结)
- 下一篇预告

本篇目标

掌握 getopts 解析短选项（-h -o file ），以及 Bash select 做交互菜单。能写出带 usage 、OPTARG/OPTIND 的入口脚本，并在读代码时区分 getopts 与 case+shift 两种风格。本篇为 S08 模块收尾。

30 秒速览

getopts ：POSIX 内置，适合单字符 选项 -h -v -o ；带参选项在 optstring 里写 o:。
循环后执行 shift $((OPTIND - 1)) ，剩下 "$@" 为位置参数。
OPTARG ：当前选项的参数；OPTIND：下一个待处理参数下标。
-- 、--long 长选项 getopts 不直接支持 ，常另用 case 预扫 或只用短选项。
select ：从列表生成编号菜单，用户输入序号；PS3 改提示符。
非交互脚本用 getopts ；运维小工具、本地菜单可用 select。

正文

1. 为何需要 `getopts`

S03-03、S06-02 用 while + case + shift 解析选项，短脚本足够。选项一多，getopts 更规整：

自动处理 -abc 粘在一起（等价 -a -b -c）
统一 OPTARG 取参数
错误时退出码、? 分支一致

bash 复制代码

# 手写要处理 -vh、-hv、-v -h 等多种写法
# getopts 一轮循环即可

2. `getopts` 基本结构

bash 复制代码

verbose=0
outfile=

while getopts ":hvo:" opt; do
  case "$opt" in
    h)
      usage
      exit 0
      ;;
    v)
      verbose=1
      ;;
    o)
      outfile=$OPTARG
      ;;
    \?)
      echo "invalid option: -$OPTARG" >&2
      usage
      exit 2
      ;;
    :)
      echo "option -$OPTARG requires an argument" >&2
      usage
      exit 2
      ;;
  esac
done
shift $((OPTIND - 1))

# 此处 "$@" 为剩余位置参数

部分	含义
`getopts ":hvo:" opt`	合法选项为 `h`、`v`、`o`（`o` 需要参数）
`case "$opt"`	分支处理
`shift $((OPTIND - 1))`	丢掉已消费的选项，保留位置参数

3. optstring 规则

bash 复制代码

while getopts "hf:o:" opt; do

写法	含义
`h`	开关，无参数
`o:`	选项 `-o` 必须跟一个参数（存入 `OPTARG`）
前导 `:`	静默模式：非法选项、缺参时 `getopts` 不打印默认错误，由你在 `?` 、 `:` 分支处理

推荐在 optstring 最前加 : （上例 :hvo:），错误信息自己控制。

示例：

bash 复制代码

./tool.sh -v -o result.txt input1 input2
# 循环结束后 OPTIND 指向 input1，shift 后 $@ = input1 input2

粘写：

bash 复制代码

./tool.sh -vh -o out.txt file
# 等价 -v -h -o out.txt

4. `OPTARG` 与 `OPTIND`

变量	含义
`OPTARG`	当前选项的参数（如 `-o FILE` 里的 FILE）；非法选项时可能是非法字符
`OPTIND`	下一个要处理的 `$n` 下标；初始为 1

bash 复制代码

echo "remaining: $*"
echo "OPTIND=$OPTIND"

shift $((OPTIND - 1)) 是固定套路：把 $1...$(OPTIND-1) 选项吃掉，$1 变成第一个非选项参数。

5. 错误分支：`\?` 与 `:`

`case` 分支	触发
`\?`	遇到了 optstring 里没有的选项
`:`	需要参数的选项后面没跟参数（optstring 前导 `:` 时）

bash 复制代码

while getopts ":f:" opt; do
  case "$opt" in
    f) file=$OPTARG ;;
    \?) echo "bad opt: -$OPTARG" >&2; exit 2 ;;
    :)  echo "-$OPTARG needs arg" >&2; exit 2 ;;
  esac
done

6. 完整入口模板

bash 复制代码

#!/usr/bin/env bash
set -euo pipefail

usage() {
  echo "usage: $0 [-hv] [-o outfile] <inputs...>" >&2
}

verbose=0
outfile=

while getopts ":hvo:" opt; do
  case "$opt" in
    h) usage; exit 0 ;;
    v) verbose=1 ;;
    o) outfile=$OPTARG ;;
    \?) usage; exit 2 ;;
    :)  usage; exit 2 ;;
  esac
done
shift $((OPTIND - 1))

(( $# >= 1 )) || { usage; exit 2; }

(( verbose )) && set -x
# 使用 outfile 与 "$@"

与 S01-04 骨架、S08-01 main 可合并：选项解析在 main 开头。

7. `getopts` 的局限与长选项

getopts 只处理单字符 -x ，不识别 -output 为 -o + utput。

长选项常见做法：

7.1 先用 `case` 处理 `--`，再 `getopts`

bash 复制代码

while (( $# > 0 )); do
  case "$1" in
    --help) usage; exit 0 ;;
    --verbose) verbose=1; shift ;;
    --) shift; break ;;
    -*) break ;;          # 交给 getopts
    *) break ;;
  esac
done

while getopts ":ho:" opt; do
  ...
done
shift $((OPTIND - 1))

7.2 只用短选项

许多内部脚本约定 -h -v -o，文档写清即可。

读脚本：见到 --foo ，先看是 case 手写 还是外部 getopt/getopt_long 命令（本专栏以内置 getopts 为主）。

8. 与 `case` + `shift` 对照

	`getopts`	`case` + `shift`
短选项组合 `-vh`	自动拆分	需自己写或多次 shift
长选项 `--help`	不支持	容易写
代码量	选项多时更短	选项少时直观
可移植	POSIX Bash/sh	POSIX

S06-03 里 while case 选项循环 与本篇 getopts 常出现在同一项目的不同脚本中。

9. `select`：交互菜单

bash 复制代码

PS3="Choose action: "
select action in start stop status quit; do
  case "$action" in
    start)  start_svc; break ;;
    stop)   stop_svc; break ;;
    status) show_status ;;
    quit)   break ;;
    "")
      echo "invalid" ;;
    *)
      echo "unknown: $REPLY" ;;
  esac
done

部分	含义
`select var in words...`	把列表编成 1、2、3... 菜单
`PS3`	提示符（默认 `#?`）
`$REPLY`	用户输入的编号或文本
`$action`	选中项的单词；无效选择时往往为空

运行效果示意：

text 复制代码

1) start
2) stop
3) status
4) quit
Choose action: 2

用户输入 2 → action=stop。

10. `select` 读法要点

bash 复制代码

select f in *.sh; do
  [[ -n "$f" ]] || { echo "bad choice"; continue; }
  shellcheck "$f"
  break
done

点	说明
用户输入数字	选对应项；越界时 `$f` 为空
用户输入非数字文本	可能匹配列表中的词（少见用法）
`break`	退出 `select` 循环（S07-03）
非交互	无 stdin 时 `select` 不合适；用参数或配置文件

select 是 Bash 特性 ，#!/bin/sh 脚本里不应出现。

11. `select` + `PS3` + 无限菜单

bash 复制代码

PS3="> "
while true; do
  select cmd in build test clean exit; do
    case "$cmd" in
      build|test|clean) "$cmd"; break ;;
      exit) return 0 2>/dev/null || exit 0 ;;
      *) echo "?" ;;
    esac
  done
done

外层 while true 执行完一次操作后再显示菜单（运维小工具常见）。

12. 读脚本检查清单

选项解析后是 shift $((OPTIND-1)) 了吗？
带参选项在 optstring 里是 o: 吗？
--long 是 getopts 还是 case 处理的？
usage 是否与真实选项一致？
select 是否处理了空选择 、break 退出？

练习

判断题

getopts 可以直接解析 --output=file 这种长选项。
-o 需要参数时，optstring 应包含 o:。
getopts 循环结束后应 shift $((OPTIND-1)) 再处理位置参数。
select 中用户选无效编号时，循环变量常为空串。
PS3 用来设置 select 的提示字符串。

参考答案

错（内置 getopts 只管单字符 -x；长选项另处理）。
对。
对。
对。
对。

实操题 1：`getopts`

为脚本补全选项：-h 帮助，-n count 重复次数（默认 1），剩余参数为要 echo 的字符串。

./say.sh -n 3 hello → 打印三行 hello。
参考答案

bash 复制代码

#!/usr/bin/env bash
set -euo pipefail

usage() { echo "usage: $0 [-n count] message" >&2; }

count=1
while getopts ":hn:" opt; do
  case "$opt" in
    h) usage; exit 0 ;;
    n) count=$OPTARG ;;
    \?) usage; exit 2 ;;
    :)  usage; exit 2 ;;
  esac
done
shift $((OPTIND - 1))
(( $# >= 1 )) || { usage; exit 2; }
msg=$1
for (( i = 0; i < count; i++ )); do
  echo "$msg"
done

实操题 2：`select`

写菜单：项为 list、show、quit；选 list 打印 listing，选 show 打印 status，选 quit 退出；无效输入提示 ? 并重新显示菜单。
参考答案

bash 复制代码

PS3="menu> "
select act in list show quit; do
  case "$act" in
    list) echo listing; break ;;
    show) echo status; break ;;
    quit) break 2 ;;
    *) echo "?" ;;
  esac
done

（单次执行后 break；若要反复菜单可外包 while true。）

改错题

bash 复制代码

while getopts "hv:o" opt; do
  case $opt in
    o) out=$OPTARG ;;
    v) verbose=1 ;;
  esac
done
shift $OPTIND
file=$1

参考

o 应写作 o: （getopts "hv:o:"）。
shift $OPTIND → shift $((OPTIND - 1))。
建议 optstring 前导 : ，并处理 \? 、 :。
case $opt → case "$opt"。

读脚本题

下面片段执行 ./tool.sh -o a.txt -v b.txt 后，outfile 和第一个位置参数分别是什么？

bash 复制代码

while getopts ":o:v" opt; do
  case "$opt" in
    o) outfile=$OPTARG ;;
    v) verbose=1 ;;
  esac
done
shift $((OPTIND - 1))

参考答案

outfile=a.txt，verbose=1，$1 为 b.txt （-v 后的 b.txt 被当作位置参数，不是 -v 的参数）。

S08 模块小结

篇号	主题	读脚本时
S08-01	函数	`main`、`usage`、`return`/`exit`
S08-02	`local`	函数内变量是否污染全局
S08-03	`source`	库 vs 入口、`BASH_SOURCE` 路径
S08-04	`getopts`/`select`	选项怎么解析、有无交互菜单

下一模块 S09 进入进程、管道与重定向。

下一篇预告

S09-01 ：《重定向基础：> >> 2> &> 与 here-doc》--- 标准输出/错误、追加写文件与 here 文档。

Shell脚本精读 · S08-04 | 命令行与交互输入：`getopts` 与 `select` 菜单

文章目录

本篇目标

30 秒速览

正文

1. 为何需要 getopts

2. getopts 基本结构

3. optstring 规则

4. OPTARG 与 OPTIND

5. 错误分支：\? 与 :

6. 完整入口模板

7. getopts 的局限与长选项

7.1 先用 case 处理 --，再 getopts

7.2 只用短选项

8. 与 case + shift 对照

9. select：交互菜单

10. select 读法要点

11. select + PS3 + 无限菜单

12. 读脚本检查清单

练习

判断题

实操题 1：getopts

实操题 2：select

改错题

读脚本题

S08 模块小结

下一篇预告

1. 为何需要 `getopts`

2. `getopts` 基本结构

4. `OPTARG` 与 `OPTIND`

5. 错误分支：`\?` 与 `:`

7. `getopts` 的局限与长选项

7.1 先用 `case` 处理 `--`，再 `getopts`

8. 与 `case` + `shift` 对照

9. `select`：交互菜单

10. `select` 读法要点

11. `select` + `PS3` + 无限菜单

实操题 1：`getopts`

实操题 2：`select`