从 0 开始学 Linux：Bash Shell 脚本入门

从 0 开始学 Linux：Bash Shell 脚本入门

CatIsNotFound 定期更新
  2024-06-09 13:15:33 2024-06-09 13:15:33 创建   2024-10-19 22:59:35 2024-10-19 22:59:35 更新      

Bash 是一个支持脚本的命令行解释器，你可以利用脚本来自动化执行一些重复性的任务。

本文将在已有的基础上，学习 Bash Shell 脚本的基本语法和使用方法。若你对 Bash Shell 还不熟悉，请先阅读以下文章：

从 0 开始学 Linux：Bash Shell 快速入门

脚本文件

脚本文件以 .sh 结尾，并包含一系列命令。

若要运行脚本，需为脚本文件添加可执行权限并执行，也可以通过 bash 命令以执行。

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chmod +x <脚本文件路径>
./<脚本文件路径>
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bash <脚本文件路径>

定义解释器

脚本文件第一行必须指定脚本的解释器，即 /bin/bash。

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#!/bin/bash

当然，你也可以指定其它的 Shell 解释器，如 /bin/sh、/bin/zsh等。甚至，你还可以使用 Python 解释器以执行 Python 脚本。

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#!/bin/python

注释

注释以 # 开头，表示后面的内容为注释。

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# 这是一行注释

变量

变量是存储数据的容器，可以用来保存字符串、数字、列表等数据。

定义变量

变量名只能包含字母、数字和下划线，且不能以数字开头。

你可以利用 ` … ` 来包裹命令，或者用 $(command) 定义变量。其中的 command 为执行的命令，将输出结果赋值给变量。

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# 定义变量
name="John"
age=30
pwd=`pwd` # 获取当前目录路径
file_list=$(ls) # 获取当前目录下的文件列表
list="1 4 7 10" # 列表，用空格分隔

# 输出变量
echo name=$name
echo age=$age
echo pwd=$pwd
echo file_list=$file_list
# 循环输出列表
echo "List:"
for num in $list; do
    echo $num
done

利用用户输入赋值

你可以利用 read 命令从用户输入中获取值并赋值给变量。

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# 利用 read 命令获取用户输入并赋值给变量
read -p "Please enter your name: " name
echo "Your name is $name."

-p 参数表示提示用户输入，name 为用户所赋值的变量。

特殊变量

在 Bash 中，有一些特殊的变量，可以用来获取系统信息等，大致如下：

  • $0： 当前脚本的文件名。
  • $n： 传递给脚本或函数的参数。其中，n 需要代替为对应的参数序号。
  • $#： 传递给脚本或函数的参数个数。
  • $*： 传递给脚本或函数的所有参数。
  • $@： 传递给脚本或函数的所有参数，每个参数以空格分隔。
  • $?： 上个命令的退出状态。0 表示命令成功，否则表示失败。
  • $$： 当前 Shell 进程的进程 ID。
  • $!： 当前 Shell 最后运行的后台进程的进程 ID。
  • $HOME： 当前用户的主目录。
  • $PWD： 当前工作目录。
  • $OLDPWD： 上一个工作目录。
  • $UID： 当前用户的 UID。
  • $EUID： 当前用户的有效 UID。
  • $USER： 当前用户的用户名。
  • $GROUPS： 当前用户的组列表。
  • $PATH： 查找命令的路径。

运算变量

变量还可以用来执行简单的运算。

你可以利用 expr 命令进行基本的运算，也可以利用 $((...)) 或 $[...] 进行更复杂的运算。

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# 定义变量
num1=10
num2=5

# 运算
result1=$((num1 + num2))
result2=$[num1 - num2]
result3=`expr $num1 \* $num2`

# 输出结果
echo "num1 + num2 = $result1"
echo "num1 - num2 = $result2"
echo "num1 * num2 = $result3"

注意：

使用 * 运算符时，需要使用反转义符 \ 来转义。即 \* 而不是 *。

条件语句

条件语句可以根据条件执行不同的代码块。

语句结构

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# if 语句
if [ <条件> ]; then
    <代码块>
fi

# if-else 语句
if [ <条件> ]; then
    <代码块>
else
    <代码块>
fi

# if-elif-else 语句
if [ <条件1> ]; then
    <代码块1>
elif [ <条件2> ]; then
    <代码块2>
else
    <代码块3>
fi

运算符

条件语句中可以使用以下运算符：

  • -eq：等于 equals。
  • -ne：不等于 not equal。
  • -gt：大于 greater than。
  • -lt：小于 less than。
  • -ge：大于等于 greater than or equal。
  • -le：小于等于 less than or equal。

这里假设 x 和 y 分别等于 10 和 20，则：

示例 结果
[ $x -eq $y ] false
[ $x -ne $y ] true
[ $x -gt $y ] false
[ $x -lt $y ] true
[ $x -ge $y ] false
[ $x -le $y ] true

注意：

这里的 -eq 等运算符前后都需要有空格。且 -eq 等运算符只能用于数字比较，不能用于字符串比较。

字符串比较

条件语句也可以比较字符串。通常，字符串比较使用 == 、 !=、=~ 等运算符。

  • 字符串相等关系可以使用 == 运算符，表示任意字符串相等关系。

  • 字符串包含关系可以使用 =~ 或者 *string* 运算符，表示任意字符串包含关系。

  • 字符串不匹配关系可以使用 != 运算符，表示任意字符串不匹配关系。

  • 字符串不包含关系可以使用 != 运算符和 * 运算符，表示任意字符串不包含关系。

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# 定义变量
str1="helloworld"
str2="owo"
str3="world"

# 字符串比较
if [ $str1 == $str3 ]; then
    echo "str1 is equal to str2"
fi

# 字符串包含
if [[ $str1 =~ $str2 ]]; then
    echo "str2 is included in str1"
fi

if [[ $str1 == *$str3* ]]; then
    echo "str3 is included in str1"
fi

# 字符串不匹配
if [[ $str1 != $str2 ]]; then
    echo "str1 is not equal to str2"
fi

# 字符串不包含
if [[ $str2 != *$str3* ]]; then
    echo "str2 is not included in str1"
fi

逻辑运算符

条件语句还可以使用逻辑运算符 && 和 || 来组合多个条件。

  • &&： 逻辑与 and。
  • ||： 逻辑或 or。

示例：判断 var1 和 var2 是否都在 vars 列表中， var2 或 var3 两者之中是否有一元素在 vars 列表中。

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# 定义变量
var1="apple"
var2="banana"
var3="orange"
vars="[apple banana cherry]"

if [[ $var1 =~ $vars ]] && [[ $var2 == *$vars* ]]; then
    echo "var1 and var2 are in vars"
fi

if [[ $var2 =~ $vars ]] || [[ $var3 =~ $vars ]]; then
    echo "var2 or var3 are in vars"
fi

示例

示例 1：判断 ~/apt/history.log 文件是否存在，若不存在，则复制 /var/log/apt/history.log 文件到 ~/apt/history.log 中。

注意：你还需要判断 ~/apt 目录是否存在。

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# 判断 ~/apt 目录是否存在
if [ ! -d ~/apt ]; then
    mkdir ~/apt
fi

# 判断 ~/apt/history.log 文件是否存在
if [ ! -f ~/apt/history.log ]; then
    cp /var/log/apt/history.log ~/apt/history.log
fi

示例 2：判断当前用户是否为 root，若不是，则提示用户输入密码。

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#!/bin/bash
# 判断当前用户是否为 root
# 方法一：利用 $UID 变量，若等于 0，则当前用户为 root
if [ $UID -ne 0 ]; then
    echo "Please use root account to run this script."
else
    echo "You are root."
fi

# 方法二：利用 $EUID 变量，若等于 0，则当前用户为 root
if [ $EUID -ne 0 ]; then
    echo "Please use root account to run this script."
else
    echo "You are root."
fi

# 方法三：利用 $USER 变量，若等于 root，则当前用户为 root
if [ $USER != "root" ]; then
    echo "Please use root account to run this script."
else
    echo "You are root."
fi

循环语句

循环语句可以重复执行代码块。

语句结构

在使用 for 循环时，变量的取值可以是列表、范围或命令的输出结果。

其中的 <命令> 可以用反引号 ` … ` 包裹，也可以用 $() 包裹。

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# for 循环
for <变量> in <值1> <值2>...; do
    <代码块>
done

for <变量> in {<值1>..<值2>}; do
    <代码块>
done

for <变量> in [`<命令>` || $(<命令>)]; do
    <代码块>
done

# while 循环
while [ <条件> ]; do
    <代码块>
done

# until 循环
until [ <条件> ]; do
    <代码块>
done

循环控制

循环语句还可以控制循环的次数。

  • break： 跳出循环。
  • continue： 跳过当前循环，继续下一次循环。

示例

示例 1：打印 1 到 10 的偶数。当遇到 6 时，跳出循环。

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# for 循环
for i in {1..10}; do
    if [ $((i%2)) -eq 0 ]; then
        echo $i
    fi
    if [ $i -eq 6 ]; then
        break
    fi
done

若你对 Java 熟悉，你可能还会发现 for 循环的语法类似于 Java 中的 for 循环。

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# for 循环
for ((i=1; i<10; i+=2)); do
    echo $i
    if [ $i -eq 6 ]; then
        break
    fi
done

示例 2：打印 1 到 10 的所有偶数，当遇到 6 时，跳过当前循环，继续下一次循环。

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# while 循环
count=0
while [ $count -lt 10 ]; do
    count=$((count+2))
    if [ $count -eq 6 ]; then
        continue
    fi
    echo $count
done

示例 3：打印 1 到 10 的所有偶数，当遇到 4 时，跳过当前循环；当遇到 6 时，跳出循环。

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# until 循环
count=0
until [ $count -eq 10 ]; do
    count=$((count+1))
    if [ $count -eq 4 ]; then
        continue
    fi
    if [ $count -eq 6 ]; then
        break
    fi
    echo $count
done

选择语句

选择语句可以根据用户的选择执行不同的代码块。

语句结构

select 语句可以让用户从列表、范围、命令输出结果中选择一个值，并赋值给变量。

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# select 语句
select <变量> in [<值1> <值2>... || {<值1>..<值2>}]; do
    <代码块>
done

select <变量> in [`command` || $(command)]; do
    <代码块>
done

case 语句也可以根据变量的值执行不同的代码块。使用 case 语句时需要注意以下几点：

  1. case 语句必须与 esac 配对使用。
  2. case 语句中的 in 必须与 ) 配对使用。
  3. case 语句中的 ;; 必须与 ) 配对使用。
  4. case 语句中的 *) 表示其他情况。
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case <变量> in
    <值1>)
        <代码块1>
        ;;
    <值2>)
        <代码块2>
        ;;
    *)
        <代码块3>
        ;;
esac

注意：

选择语句只能在交互式 Shell 中使用，如 bash 或 zsh。

注意每条命令的结尾必须以 ;; 结尾，表示选择结束。

示例

示例 1：提示用户输入数字，并根据输入执行不同的操作。

  • 输入 start 时启动服务器；
  • 输入 stop 时停止服务器；
  • 输入 restart 时重启服务器；
  • 输入 exit 时退出脚本。
  • 输入其他内容时显示错误信息。
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# select 语句
echo "Please select an option:"
# select 语句
echo "Please select an option:"
select option in start stop restart exit; do
    case $option in
        start)
            echo "Starting the server..."
            ;;
        stop)
            echo "Stopping the server..."
            ;;
        restart)
            echo "Restarting the server..."
            ;;
        exit)
            echo "Exit..."
            break
            ;;
        *)
            echo "Invalid option"
            ;;
    esac
done

注意：

当执行 select 语句时，脚本会持续循环，直到用户输入 exit 选项才能退出循环。

若用户需要直接退出程序，按下 Ctrl+C 即可。

示例 2：提示用户输入数字，并根据输入执行不同的操作。

  1. 输入 1 时，打印 You entered 1。
  2. 输入 2 时，打印 You entered 2。
  3. 输入 3 时，打印 You entered 3。
  4. 输入其他值时，打印 Invalid input。
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# case 语句
echo "Please enter a number:"
read num
case $num in
    1)
        echo "You entered 1"
        ;;
    2)
        echo "You entered 2"
        ;;
    3)
        echo "You entered 3"
        ;;
    *)
        echo "Invalid input"
        ;;
esac

函数

函数可以将一系列命令封装成一个整体，可以重复使用。

语法结构

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# 定义函数
function <函数名 1>() {
    <代码块>
    return <返回值>  # 可选语句，但必须在函数体最后一行
}

# 或者可以省略 function 关键字
<函数名 2>() {
    <代码块>
    <函数名 1> [<参数>]   # 可以调用其他函数
    return <返回值>    
}

# 调用函数
<函数名>

注意： 关于函数定义，你需要注意以下几点：

  1. 函数定义时，函数名只能包含字母、数字和下划线，且不能以数字开头。

  2. 函数调用时，函数名后面可以加上参数，参数之间用空格分隔。

  3. 函数定义时，函数体必须用花括号 {} 包裹。

  4. 函数定义时，函数体内的变量作用域为局部变量，函数执行结束后，局部变量会被销毁。

  5. 函数可以返回值，使用 return 语句。但必须将 return 语句置于函数体最后一行。否则，函数将立即结束。

  6. 函数可以调用其他函数。

示例

示例 1：定义一个函数 hello()，要求用户输入姓名，并打印 Hello, <姓名>!。

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# 定义函数
function hello() {
    echo "Hello, $1!"
}

# 调用函数
read -p "Please enter your name: " name
hello $name

示例 2：定义一个函数 times() 和一个函数 sum()，要求用户输入一个数字，并打印 The sum is <结果>。

参考输入输出：

  • 3 –> The sum is 6
  • 5 –> The sum is 120
  • 10 –> The sum is 3628800
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# 定义函数
times() {
    echo $(( $1 * $2 )) # 即 $total * $i，计算阶乘
}

sum() {
    total=1
    for (( i=1; i<=$1; i++ )); do
        total=`times $total $i`  # 调用 times 函数，计算阶乘
    done
    echo "The sum is $total"
}

# 调用函数
read -p "Please enter a number: " num
sum $num

示例 3：定义一个函数 install_packages()，要求用户输入软件包名，并安装指定的软件包。定义一个函数 package_manager()，用于搜寻系统中可用的软件包管理工具，并安装指定的软件包。

注意：针对 Arch Linux 使用的 pacman 的命令有所不同，需要进行单独修改。

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# 定义函数
function install_packages() {
    # 假如没有输入软件包名
    if [ ! $2 ]; then
        echo "Error: Please enter a package name."
        return 1
    fi
    # 假如使用的是 pacman
    if [ $1 == pacman ];then
        sudo pacman -S $2 --noconfirm
    else
        sudo $1 install $2 -y
    fi
}

function package_manager() {
    for manager in apt dnf pacman yum zypper; do
        which $manager &> /dev/null
        # 假如对应的包管理工具存在，则安装软件包
        if [ $? -eq 0 ]; then
            echo "Using $manager to install $1"
            install_packages $manager $1 
            return 0
        fi
    done
    echo "No package manager found"
    return 1
}
    
# 调用函数
read -p "Please enter a package name: " package
package_manager $package
  • 标题: 从 0 开始学 Linux：Bash Shell 脚本入门
  • 作者: CatIsNotFound
  • 创建于 : 2024-06-09 13:15:33
  • 更新于 : 2024-10-19 22:59:35
  • 链接: https://catisnotfound.github.io/2024/06/从-0-开始学-Linux-Bash-Shell-脚本入门/
  • 版权声明: 本文章采用 CC BY-NC-SA 4.0 进行许可。
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目录
从 0 开始学 Linux：Bash Shell 脚本入门
  1. 脚本文件
  2. 定义解释器
  3. 注释
  4. 变量
    1. 定义变量
    2. 利用用户输入赋值
    3. 特殊变量
    4. 运算变量
  5. 条件语句
    1. 语句结构
    2. 运算符
    3. 字符串比较
    4. 逻辑运算符
    5. 示例
  6. 循环语句
    1. 语句结构
    2. 循环控制
    3. 示例
  7. 选择语句
    1. 语句结构
    2. 示例
  8. 函数
    1. 语法结构
    2. 示例