Linux操作系统-shell编程（1）

一、SHELL简介

Linux Shell种类非常多，常见的SHELL如下：

Bourne Shell（/usr/bin/sh或/bin/sh）
Bourne Again Shell（/bin/bash）
C Shell（/usr/bin/csh）
K Shell（/usr/bin/ksh）
Shell for Root（/sbin/sh）

不同的Shell语言的语法有所不同，最常用的shell是Bash，也就是Bourne Again Shell。我们为什么需要shell呢？用户需要操作硬件，硬件是通过内核驱动的，但用户是不能操作内核的，这时shell就起到一个用户和内核之间沟通的桥梁作用。用户可以输入shell命令执行，又可以利用 Shell脚本编程去运行。

Bash架构

二、命令类型

在Linux系统中，命令可以分为两类：内建命令（Built-in Commands）和外部命令（External Commands）。内建命令是由shell本身提供的，而外部命令则是独立的程序，通常存储在文件系统的某个目录下，比如/bin、/usr/bin等。内建命令的执行速度通常比外部命令快，因为它们不需要加载独立的程序。

type: 查询是否为内建命令

示例 : type [指令]

三、变量定义

在 Linux Shell 中，变量的本质是字符串。定义变量时，等号两边不能有空格；引用变量时，需要在变量名前加上 $ 符号。

var=name

变量的规则：

变量与变量内容之间用"="连接，且两边不能有空格

数字不能作为变量名的开头

变量内容若有空格可使用双引号""或单引号''将变量的内容连接起来。双引号内的特殊字符保留原有特性；单引号内的特殊字符仅为普通字符

可用跳脱字符"\"将特殊字符变成一般字符

执行指令中借由其他指令提供信息时，可用``

扩增变量内容时，可用" $变量名称"累加内容，或$ {变量名称}累加内容

需要在其他子程序中执行：export 变量名称 将变量变成环境变量

通常大写为系统变量，小写为自定义变量

取消变量：unset 变量名称

四、变量读取

可以通过如下命令获取变量值。

echo $变量名 或 echo ${变量名}

五、变量类型

Shell 变量根据其作用域和来源，主要可分为四大类：自定义变量 、环境变量 、位置变量 和特殊变量。

自定义变量 ：由用户自行定义，仅在当前 Shell 会话中有效，子进程无法继承。定义时直接使用 var=value 格式赋值。

环境变量 ：全局有效，当前进程及其子进程均可访问。通过 export var=value 设置，常见的有 PATH、HOME、USER 等。

位置变量 ：在脚本传参时自动接收，以 $1、$2...$n 形式表示，其中 $0 为脚本名，$# 为参数个数。

特殊变量 ：由 Shell 内置，不可手动赋值，例如 $$（当前进程 PID）、$?（上一条命令的退出状态）、$* 和 $@（所有参数）。

1、环境变量

常用的环境变量有PATH、HOME、USER、PS1等

PS1: 提示字符的设定

\d 日期

\H 完整主机名

\h 主机名第一段

\t 24小时，时分秒

\T 12小时，时分秒

\A 24小时，时分

\@ 12小时，am/pm

\u 用户

\V bash版本

\w 完整工作目录

\W 工作目录

\# 第几条指令

\$ 提示字符

HOME: 用户的家目录

PATH: 命令的查找路径，从前往后查找，如果没有找到，输出"command not found"

USER: 当前用户

2、特殊变量

$: 本shell的PID
?: 上一个命令执行的回传值
export : 环境变量，示例: export 变量名称

如上图

echo $? #上一条命令的执行结果成功显示0，非0则表示失败；

echo $$ #表示本shell的进程号；

var=name #定义了一个变量；

export var #转换成一个环境变量；

bash #创建了一个子shell；

然后在子shell中可以获取到父shell的变量var的值，因为在父shell中var被转换成了环境变量，是用env可以查看环境变量。

3、位置变量

在执行脚本时，通常使用*./shell.sh name age score*的形式命令执行脚本。

$0: 表示脚本名称shell.sh；

$1:表示脚本执行的第一个参数；

$2:表示脚本执行的第二个参数；

。。。。。。

$#： 表示为参数个数；

$@: 表示所有参数，每个参数是独立的；

$*: 表示所有参数，所有参数作为一个整体。

六、变量的输入、数组和声明

read [-pt] variable

示例: read -p "please enter yes/no:" -t 30 test

-p: 给出提示信息

-t: 设置超时时间

declare: declare [-aixr] variable

示例: declare -i sum=100+50+50

echo ${sum}

数组: Var[index]=content

示例:

var $0$ ="aa"

var $1$ ="bb"

var $2$ ="cc"

echo " ${var\[0\]},$ {var $1$ },${var $2$ }"

七、语系设定

‌Linux locale 就是系统用来决定显示什么语言、怎么排日期数字的一套规则‌。如果没有设置合适的编码，可能会导致显示乱码问题。

locale -a
locale
LANG=en_US.UTF-8
LC_ALL=en_US.UTF-8

八、命令别名与历史命令

alias, unalias:

alias 别名='命令选项' #设置命令别名

unalias 别名 #取消别名设定

历史命令

history [n]

history [-c]

history [-raw] histfiles

!number #执行第多少条命令

!command #执行包含command的命令

!! #执行上一条命令

九、Bash欢迎信息

/etc/issue:

\d: 本地端的日期

\l: 第几个终端

\m: 显示硬件的等级

\n: 显示主机名称

\O: 显示domain name

\r: 作业系统的版本

\t: 本地端时间

\S: 作业系统名称

\v: 作业系统版本

/etc/motd: 登陆后的提示信息

十、Bash快捷键

Ctrl+D #在空行时退出 Shell

Ctrl+M #回车键（Enter）

Ctrl+A #移动到命令行首

Ctrl+E #移动到命令末尾

Ctrl+U #冲当前光标位置删到行首

Ctrl+K #从当前光标位置删到行尾

十一、通配符

*: 0到无穷个任意字符

?: 匹配1个字符

\[\]: 匹配括号内的一个字符

$-$ : 匹配范围内的一个字符

$\^$ : 匹配非括号内的一个字符

#: 注释

\: 转义字符

|: 管道符

;: 连续下达多条命令

~: 家目录

$: 变量读取

&: 进程变成后台运行

!: 逻辑运算非

/: 目录符号

>, >>: 输出，>表示覆盖，>>表示追加

<, <<: 输入

'': 单引号内为纯文字

"": 双引号内可有变量功能

``: 先执行命令

(): 子shell起始与结束的组合

{}: 中间为命令区块的组合

十二、重定向

>, >> # 输出重定向，>表示覆盖，>>表示追加。
<, << # 输入重定向，< 将‌现有文件的内容‌作为命令的标准输入（stdin），替代键盘输入; <<在命令行中直接定义‌多行文本块‌作为命令的输入，直到遇到指定的结束标记（如 EOF）。
2>, 2>> #2>‌（覆盖模式）：将命令执行产生的‌错误信息‌重定向到指定文件。如果文件已存在，会‌清空原内容并覆盖‌；如果文件不存在，则创建新文件; 2>>‌（追加模式）：将命令执行产生的‌错误信息‌重定向到指定文件的‌末尾‌。如果文件已存在，内容会‌累加‌而不覆盖；如果文件不存在，则创建新文件。

实例：

十三、连续执行多条命令

;: 连续下达多条指令
&&: 前一条指令执行成功，才能执行后一条指令
||: 前一条指令没有执行成功才能执行后一条指令

十四、管道命令

|: 前一个命令的输出作为后面命令的输入

十五、截取命令

cut -d '分隔字符' -f fields filename

-d：指定分割符号

-f：指定需要选取的字段

十六、排序命令

**sort**命令用于对文本文件内容进行排序

-r：逆序排序（降序）。

-n：按数值进行排序。

-k 字段：按指定的字段进行排序。该参数可指定多个字段，使用逗号分隔。默认字段分隔符为制表符或空格。

-t 分隔符：指定字段的分隔符。

-u：去除重复行，仅保留第一次出现的行。

-f：忽略大小写进行排序。

-b：忽略行首的空白字符进行排序。

-c：检查文件是否已经排好序，如果未排序则输出第一个不符合排序顺序的行。

-f：忽略大小写进行排序。例如，sort -f file.txt 将忽略行首字母的大小写进行排序。

-b：忽略行首的空白字符进行排序。

-c：检查文件是否已经排好序，如果未排序则输出第一个不符合排序顺序的行。

**uniq**是Linux中专门用来处理重复行的命令

-c：在每行前面添加该行在文件中出现的次数；

-d：仅显示有重复的行；

-u：仅显示没有重复的行；

-i：在比较行时忽略字符大小写。

**wc**命令用于统计文件中的字节数、字数、行数等

-l:选项表示只统计行数

-w:统计单词数

-c:统计字节数

举例：统计地址列表中重复次数最多的前10个地址

十七、其他命令

双向重定向: tee -a file 输出到文件和屏幕
字符转换命令: tr/col/join/paste/expand
分割命令: split

本节介绍了一些shell命令的用法，是shell编程的基础，下一节将介绍shell文本处理"四剑客"：grep、sed、awk、find。欢迎关注留言交流。