linux shell详解

shell工作原理

Linux系统提供给用户的最重要的系统程序是Shell命令语言解释程序。它不属于内核部分，而是在核心之外，以用户态方式运行。其基本功能是解释并执行用户打入的各种命令，实现用户与Linux核心的接口。系统初启后，核心为每个终端用户建立一个进程去执行Shell解释程序。它的执行过程基本上按如下步骤：
(1)读取用户由键盘输入的命令行。
(2)分析命令，以命令名作为文件名，并将其它参数改造为系统调用execve( )内部处理所要求的形式。
(3)终端进程调用fork( )建立一个子进程。
(4)终端进程本身用系统调用wait4( )来等待子进程完成（如果是后台命令，则不等待）。当子进程运行时调用execve( )，子进程根据文件名（即命令名）到目录中查找有关文件（这是命令解释程序构成的文件），将它调入内存，执行这个程序（解释这条命令）。
(5)如果命令末尾有&号（后台命令符号），则终端进程不用系统调用wait4( )等待，立即发提示符，让用户输入下一个命令，转⑴。如果命令末尾没有&号，则终端进程要一直等待，当子进程（即运行命令的进程）完成处理后终止，向父进程（终端进程）报告，此时终端进程醒来，在做必要的判别等工作后，终端进程发提示符，让用户输入新的命令，重复上述处理过程。

shell语法

变量赋值:
name=value
语法注意:=左右千万不能有空格，不然bash会报错,这个和其它语言不一样,比如javascript,php之类的,之前经常容易犯这个错误，写习惯了别的语言。

变量引用:
弱引用: "", 其内部的变量引用会被替换为变量值；
强引用：''，其变量的变量引用会保持原有字符；
命令引用：`COMMAND`, $(COMMAND)，引用命令的执行结果；

声明为整型：

declare -i name=3
let name=2

运行脚本
事实上是运行一个bash进程，此进程负责从脚本文件中读取一个执行逻辑，而后由bash进程负责解析并运行此逻辑；

启动脚本：

(1) # bash /PATH/TO/SCRIPT_FILE
(2) 给shell脚本一个执行权限,
# ./PATH/TO/SCRIPT_FILE

条件测试：
test EXPRESSION
[ EXPRESSION ]
语法注意:[的右边和]的左边一定要有空格，和赋值刚好相反

整数测试：隐含着做数值大小比较，所以不要给变量引用加引用；
$A -gt $B：是否大于；是则为“真”，否则为“假”；
$A -ge $B: 是否大于等于；
$A -lt $B：是否小于；
$A -le $B: 是否小于等于；
$A -eq $B: 是否等于；
$A -ne $B：是否不等于；

字符串测试：ASCII数值越大，字符比较时其值越大；
"$A" > "$B"：是否大于；
"$A" < "$B"：是否小于；
"$A" == "$B"：是否等于；
"$A" =~ PATTERN:模式匹配；

"$A" != "$B"：是否不等于；
-z "$A"：是否为空；空则为“真”，否则为“假”
-n "$A"：是否不空；不空则“真”，空则为“假”

注意:引用字符串变量$A和$B比较时,变量$A和$B左右两侧都需要加"",这点有和别的语言不一样，像php判断if ($A == $B)即可,而bash必须为if [ "$A" == "$B" ],这个错误之前经常犯

文件测试：测试文件的存在性以及属性；

-e $file: 是否存在；存在则为“真”，否则为“假”；
-a $file: 同上；
-f $file：文件是否存在且为普通文件；
-d $file：文件是否存在且为目录；
-h $file：是否存在且为符号链接文件；
-L $file: 同上
-b $file：是否存在且为块设备文件；
-c $file：是否存在且为字符设备文件；
-S $file：是否存在且为套接字文件；
-p $file: 是否存在且为管道文件；

-r $file: 当前用户对文件是否拥有读权限；
-w $file：当前用户对文件是否拥有写权限；
-x $file：当前用户对文件是否拥有执行权限；

-u $file：文件是否拥有SUID权限；
-g $file：文件是否拥有SGID权限；
-k $file：文件是否拥有sticky权限；

-O $file: 当前用户是否为指定文件的属主；
-G $file: 当前用户是否为指定文件的属组；

双目操作符：
$file1 -nt $file2: file1是否新于file2, file1的最近一次的修改时间戳是否晚于file2的；
$file1 -ot $file2: file1是否旧于file2, file1的最近一次的修改时间戳是否早于file2的；
$file1 -ef $file2：file1与file2是否指向了同一个inode；测试二者是否为同一个文件的硬链接；

组合测试：

与：[ CONDITION1 -a CONDITION2 ] 例子:[ -n "$str" -a "$str" == "haha200142323" ]
或：[ CONDITION1 -o CONDITION2 ]
非：[ ! CONDITION1 ]

多个语句连环执行:

与：COMMAND1 && COMMAND2 如果COMMAND1执行成功,则执行COMMAND2
或：COMMAND1 || COMMAND2 如果COMMAND1执行不成功,则执行COMMAND2
非: ! COMMEND

特殊设备：
/dev/null: 空，bit buckets，吞下所有数据，并直接丢弃；
/dev/zero：吐出一堆0；

位置参数变量:
#bash test10.sh($0变量值) 123($1变量值) 333($2变量值)

特殊变量：
$?: 命令的状态结果；
$#: 传递给脚本或函数的参数的个数；
$*和$@: 引用传递给脚本或函数的参数列表；

算术运算:

+, -, *, /, %(求余), **（乘方）

-=, *=, /=, %=,++,--
例子:let count++,let count+=1,let count++

语法:
1.$[$A+$B], 例子:echo $[1+4],输出5
2.$(($A+$B)),例子:echo $((1+4)),输出5,我也经常用该方式运行复杂运算。比如(1+4)*5，用该方式为$(((1+4)*5)),输出25

3.let c=$a+$b

4.$(expr $a + $b) 注意:+左右两边一定都要有空格

流程控制语句

if语句

if [ CONDITION1 ]; then
片段1
elif [CONDITION2]; then
片段2
else
片段3
fi

case语句

case $VARIABLE in
PATTERN1)
语句1
;;
PATTERN2)
语句2
;;
PATTERN3)
语句3
;;
*)
语句4
;;
esac

注意PATTERN1,PATTERN2,PATTERN3可使用glob模式的通配符:
*: 任意长度的任意字符；
?: 任意单个字符；
[]: 指定范围内的任意单个字符；
a|b: 多选1；

for语句

方式一:

for i in $var; do
echo $i
done

方式二:

cnt=100
for (( i=1;i<=$cnt;i++ )); do
echo $i
done

while语句

方式一:

while [ $n -lt 100 ]; do
echo $n
done

方式二:

while read line; then
echo $line
done < /etc/passwd

该方式可以取文件中的每一行（$line即为每行的内容）

until语句

i=0
until [ $i -lt 100 ]; do
echo $i
let i++
done

函数

function fname() {
语句块
}

这里我使用其他编程语言通用的方式把

函数返回的内容只可以用$?返回,但貌似只支持0-255的返回值，而且不能用=将函数返回结果赋值给变量，比如:

#!/bin/bash

function sum() {
return $(($1+$2))
}

sum 1 2

echo $?

v=$(sum 1 2)

echo $v

返回结果:

[root@localhost ~]# bash test10.sh
3

[root@localhost ~]#

由此可以看出$?能够返回函数的结果,而复制的$v变量为空。

对于$?只支持0-255返回值，我们再来一个实例

#!/bin/bash

function sum() {
return $(($1+$2))
}

sum 100 200

echo $?

返回结果:

[root@localhost ~]# bash test10.sh
44
[root@localhost ~]#

这个结果一看怎么可能为44.
为解决这个情况，我又将脚本改了下:

#!/bin/bash

declare v
function sum() {
v=$(($1+$2))
}

sum 100 200

echo $v

我们再来看看返回结果：

[root@localhost ~]# bash test10.sh
300
[root@localhost ~]#

结果正确了,我的思路是申请了一个全局变量v,再在函数中将函数结果赋值给v。

吐槽:bash对于这块实在太坑爹了，有没有更好的方法将函数返回值赋值个变量，欢迎大神告诉我一下，哈哈!

数组

申明变量:
传统数组：索引为数字，从0开始编号；
declare -a ARRAY_NAME
关联数组：索引可以自定义，可以使用任意字符串做索引；
declare -A ARRAY_NAME
支持稀疏格式

赋值:
一次只赋值一个元素
array[index]=value
一次赋值全部元素
array=("val1" "val2" ...)
指定索引进行赋值
array=([0]="val1" [3]="val2")
read -a array

获取数组长度:
${#a[@]}或者${#a[*]}

得到整个数组:
${a[@]}或者${a[*]}

读取数组指定位置:
${a[index]}

删除数组指定位置:
unset a[index]

切分数组:
${a[@]:起始位置:长度}

替换数组:
${a[@]/查找字符/替换字符}

循环数组

#!/bin/bash

a=(1 2 30 4 5)

for i in ${a[@]}; do
echo $i
done

小练习:利用bash生成10个随机数值，保存于数组中；要此些数组从大到小降序排列；

#!/bin/bash

declare -a a

declare -i sum=10

for (( i=0;i<$sum;i++ )); do
a[$i]=$RANDOM
done

count=${#a[@]}

for (( i=0;i<$count;i++ )); do
for (( j=i+1;j<$count;j++ )); do
if [ ${a[i]} -lt ${a[j]} ]; then
temp=${a[i]}
a[i]=${a[j]}
a[j]=$temp
fi
done
done

echo ${a[@]}

返回结果:

[root@localhost ~]# bash test10.sh
31870 27033 25714 22587 21793 12488 11529 7180 4051 1751
[root@localhost ~]#

read命令
作用:和用户交互输入数值到一个变量中去
-a:上面已经提到,读一个数组
-p:提示用户输入变量之前输出的字符

-t:用户输入变量的超时时间

实战演练
如果某路径不存在，则将其创建为目录；否则显示其存在，并显示内容类型；

#!/bin/bash

file=$1

if [ -z "$file" ]; then
echo "params error!";
exit 1
fi

if [ ! -e "$file" ]; then
mkdir -p $file
else
echo "$file is exist.."
file $file
fi

2.写一个脚本，完成如下功能；判断给定的两个数值，孰大孰小；给定数值的方法：脚本参数，命令交互；

#!/bin/bash

read -p 'please input two integer value:' a b

if [ -z "$a" ]; then
echo 'please input a value'
exit 1
fi

if [ -z "$b" ]; then
echo 'please input two params'
fi

if [ $a -eq $b ]; then
echo "${a} is equal to ${b}"
elif [ $a -gt $b ]; then
echo "${a} is greater than ${b}"
else
echo "${a} is smaller than ${b}"
fi

3.求100以内所有奇数之和（至少用3种方法）

#/bin/bash

declare -i sum=0

declare -i i=1

while [ $i -lt 100 ]; do
let sum+=$i
let i+=2
done

echo $sum

4.写一个脚本实现如下功能：
(1) 传递两个文本文件路径给脚本；
(2) 显示两个文件中空白行数较多的文件及其空白行的个数；
(3) 显示两个文件中总行数较多的文件及其总行数；

#!/bin/bash

read -p 'please input two file path:' file1 file2

if [ -z "${file1}" ]; then
echo "file1 param is empty.."
exit 1
fi
if [ ! -f "$file1" ]; then
echo "$file1 is not a file"
exit 2
fi

if [ -z "$file2" ]; then
echo 'file2 param is empty..'
exit 3
fi
if [ ! -f "$file2" ]; then
echo "${file2} is not a file"
exit 4
fi

kb_num1=$(grep -E '^$' $file1 | wc -l | cut -d' ' -f1)
kb_num2=$(grep -E '^$' $file2 | wc -l | cut -d' ' -f1)

total_num1=$(wc -l $file1 | cut -d' ' -f1)
total_num2=$(wc -l $file2 | cut -d' ' -f1)

if [ $kb_num1 -gt $kb_num2 ]; then
echo "the more space lines is ${file1}, space lines is ${kb_num1}"
elif [ $kb_num1 -lt $kb_num2 ]; then
echo "the more space lines is ${file2}, space lines is ${kb_num2}"
else
echo "${file1} space lines is equal to ${file2}. and the space lines is ${kb_num1}";
fi

if [ $total_num1 -gt $total_num2 ]; then
echo "the more total lines is ${file1}, total lines is ${total_num1}"
elif [ $kb_num1 -lt $kb_num2 ]; then
echo "the more total lines is ${file2}, total lines is ${total_num2}"
else
echo "${file1} total lines is equal to ${file2}. and the total lines is ${total_num1}";
fi

5.写一个脚本
(1) 提示用户输入一个字符串；
(2) 判断：
如果输入的是quit，则退出脚本；
否则，则显示其输入的字符串内容；

#!/bin/bash

read -p 'please input a string:' str

if [ -z "$str" ]; then
echo 'the string can not be empty'
exit 1
fi

if [ "$str" == "quit" ]; then
exit 0
else
echo $str
fi

6.写一个脚本，打印2^n表；n等于一个用户输入的值

#!/bin/bash

read -p "please input a integer value:" -n1 n

for (( i=0;i<=$n;i++ )); do
let cv=2**$i
echo "2^${i}=${cv}"
done

7.写一个脚本，写这么几个函数：
函数1、实现给定的两个数值的之和；
函数2、取给定两个数值的最大公约数；
函数3、取给定两个数值的最小公倍数；关于函数的选定、两个数值的大小都将通过交互式输入来提供。

#!/bin/bash
declare -i totalvalue
declare -i my
declare -i mb
function add() {
totalvalue=$(($1+$2))
}

#求最大公约数
function maxyin() {
declare -i m
if [ $1 > $2 ]; then
m=$2
else
m=$1
fi
while [ $m -gt 1 ]; do
if [ $(($1 % $m)) -eq 0 ] && [ $(($2 % $m)) -eq 0 ]; then
my=$m
break;
fi
let m--
done
my=1
}
#求最小公倍数
function minbei() {
declare -i n
if [ $1 > $2 ]; then
n=$1
else
n=$2
fi

while true; do
if [ $(($n % $1)) -eq 0 ] && [ $(($n % $2)) -eq 0 ]; then
mb=$n
break;
fi
let n++
done
}

read -p "please input two integer value to calculate the sum:" i1 j1

add $i1 $j1

echo "${i1}+${j1}=${totalvalue}"

read -p "please input two integer value to get max gongyueshu:" i2 j2

maxyin $i2 $j2

echo "${i2} with ${j2} the max gongyueshu is ${my}"

read -p "please input two integer value to get min beishu:" i3 j3

minbei $i3 $j3

echo "${i3} with ${j3} the min beishu is ${mb}"