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操作系统强化认识之Shell编程学习与总结

news 文章来源：https://blog.csdn.net/Williamtym/article/details/132694617 2025/5/9 20:17:15

1.Shell的概述

2.Shell脚本入门

3.变量

3.1.系统预定义变量

3.2.自定义变量

3.3.特殊变量

4.运算符

5.条件判断

6.流程控制

6.1.if判断

6.2.case语句

6.3.for循环

6.4.while循环

7.read读取控制台输入

8.函数

8.1.系统函数

8.2.自定义函数

9.正则表示式入门

10.文本处理工具

10.1.cut

10.2.awk

11.综合应用案例

11.1.归档文件

11.2.发送消息

1.Shell的概述

Shell是一个命令行解释器，它接收应用程序/用户命令，然后调用操作系统内核。

uTools_1690124669791

Shell还是一个功能强大的编程语言，易编写、易调试、灵活性强。

Linux的shell有多种，常见的有：

Bash：Bash是Linux默认的Shell，也是最常见的Shell之一。
Zsh：Zsh是一个功能强大的Shell，拥有很多特性，可以自动补全命令、支持主题、插件等。
Ksh：Ksh是Unix系统默认的Shell，是一种比较流行的Shell。
Dash：Dash是一种轻量级的Shell，可以在需要快速启动Shell时使用。
Perl：Perl是一种脚本语言，也可以作为Shell使用。

Shell脚本是一个包含一些列命令序列的文本文件，当运行这个脚本文件时，文件中包含的命令序列得到执行。Shell可以将命令组合起来，形成一个复合命令，可以简化操作。

2.Shell脚本入门

1.脚本格式：

脚本以#!/bin/bash开头（指定解释器）

2.第一个Shell脚本：helloworld.sh：

需求：创建一个Shell脚本，输出helloworld
案例实操

首先创建脚本：

touch helloworld.sh
vim helloworld.sh

在写入内容：

#!/bin/bash
echo "hello world"

脚本的常用执行方式

第一种：采用bash或者sh+脚本的相对路径或者绝对路径（不用赋予脚本+x权限）

sh+脚本的相对路径

sh ./helloworld.sh

sh+脚本的绝对路径

sh /home/atguigu/shells/helloworld.sh

bash+脚本的相对路径

bash ./helloworld.sh

bash+脚本的绝对路径

bash /home/atguigu/shells/helloworld.sh

第二种：采用输入脚本的绝对路径或相对路径执行脚本（必须具有可执行权限+x）

首先要赋予helloworld.sh脚本+x权限

chmod +x helloworld.sh

执行脚本

相对路径

./helloworld.sh

绝对路径

/home/atguigu/shells/helloworld.sh

第三种：在脚本路径前面加上"."或者source

cat test.sh
#!/bin/bash
A=5
echo $A

bash test.sh
echo $A

. test.sh
echo $A

source test.sh

我们可以查看source是用来干什么的：

type source

前两种方式都是在当前shell中打开的一个子shell来执行脚本内容，当脚本内容结束，则子shell关闭，回到父shell中。

第三种也就是在使用脚本路径前加上"."或者source的方式，可以使脚本内容在当前shell里执行，而无需打开子shell！这也是为什么我们每次要修改完/ettc/profile文件以后，需要source一下的原因。

开子shell与不开子shell的区别就在于，环境变量的继承关系，如在子shell中设置的当前变量，父shell是不可见的。

3.变量

3.1.系统预定义变量

1）常用系统变量

$HOME

$PWD

$SHELL

$USER

2）实例操作

查看系统变量的值和显示当前shell中所有变量set

echo $HOME
set
BASH=/bin/bash
BASH_ALLASES=()
BASH_ARGC=()
BASH_ARGV=()

3.2.自定义变量

1）基础语法

定义变量：变量名=变量值，注意，=号前后不能有空格

撤销变量：unset 变量名

声明静态变量：readonly 变量，注意：不能unset

2）变量定义规则

变量名称可以由字母、数字、下划线组成，但是不能以数字开头，环境变量名建议大写。

等号两侧不能有空格

在bash中，变量默认类型都是字符串类型，无法直接进行数值运算。

变量的值如果有空格，需要使用双引号或者单引号括起来。

3）案例实操

a=2
echo $a
b=$(1+5) # $()就会计算
unset a # 撤销a变量
readonly b=5 # 变为只读变量，无法修改b的值

注意不要在等号前后写入空格的形式。

子shell里的变量退出exit之后，对于父shell是没有任何影响和改变的。

echo $PATH

如果将我们的代码文件放置在PATH路径下，那么就可以直接运行helloworld.sh文件，无需在前面添加bash、"."路径等操作了。

# vim内
#!/bin/bash
echo "hello world"
echo "hello,$1" #$1作为一个变量

./hello.sh
./hello.sh xiaoming # 就会输出变量

3.3.特殊变量

1.$n

基本语法：$n

n为数字

$0代表该脚本名称

$ 1 ~ 9 代表第一个到第九个参数，10以上的参数需要用大括号包含

如${10}

touch parameter.sh
vim parameter.sh
#!/bin/bash
echo '--------$n--------'
echo $0
echo $1
echo $2

chomd 777 parameter.sh
./parameter.sh cls xz
--------$n--------
./parameter.sh
cls
xz

2.$#

获取所有输入参数个数，常用于循环，判断参数的个数是否正确以及加强脚本的健壮性

touch parameter.sh
vim parameter.sh
echo '=========$n========='
echo $0
echo $1
echo $2
echo '=========$n========='
echo parameter numbers : $#

chomd 777 parameter.sh
./parameter.sh cls xz
=========$n=========
parameter.sh
cls
xz
echo '=========$n========='
parameter numbers : 2

3.$*

$* 这个变量代表命令行中所有的参数，它把所有的参数看成一个整体

$@这个变量也代表命令行中所有的参数，不过它能把所有参数区分对待

vim parameter.sh
echo '=========$n========='
echo $0
echo $1
echo $2
echo '=========$n========='
echo parameter numbers : $#
echo '=========$n========='
echo $@

chomd 777 parameter.sh
./parameter.sh cls xz
=========$n=========
parameter.sh
cls
xz
echo '=========$n========='
parameter numbers : 2
=========$n=========
cls xz

4.$?

最后一次执行的命令的返回状态，如果这个变量的值为0，证明上一个命令正确执行：如果这个变量的值为非0（具体是哪个数，由命令行自己来解决），则证明上一个命令行执行不正确了。）

案例操作：

./helloworld.sh
echo $?
0

4.运算符

expr表达式

a=1+2
echo $a
1+2

expr 1+2
1+2
expr 1 + 3
4
expr 5 - 2
3
expr 5 * 2 # 会报错
expr: 语法错误
expr 5 \* 2 # 这才是正确的
10

$(运算式)

或者$[运算式]

S=$[(2+3)*4]
echo $S
20

a=$(expr 5 \* 2) # 等价替换
echo $a
10
a=`expr 5  \* 4`
echo $a
20

实验案例：

touch add.sh
vim add.sh

# vim下的代码编写
#!/bin/bash
sum=$[$1 + $2]
echo sum=$sum

# 保存退出以后运行
chmod +x add.sh
./add.sh 25 89
sum=114

5.条件判断

1.基本语法

test condition
[condition]（注意condition前后要有空格0

注意：条件非空即为true，[atguigu]返回true，[ ]返回false

a=hello
echo $a
hello
test $a = hello
echo $?
0 # 证明a和hello是相等的

test $a = Hello
echo $?
1 # 说明a和hello是不相等的

[condition]

$a=Hello
[$a = Hello]
echo $?
0

[$a=hello]
echo $?
0 # 这说明没有空格就会导致值被替换

[$a = Hello]
echo $?
1

[$a = hello]
echo $?
0

[$a != hello]

2.常用判断条件

两个整数之间的比较

-eq等于（equal）

-ne不等于（not equal）

-lt小于（less than）

-le小于等于（less equal）

-gt大于（greater than）

-ge大于等于（greater equal）

注意：如果是字符串之间的比较，用等号"="判断相等；用"!="判断不相等

[2 -gt 9]
echo $?
1

按照文件权限进行判断

-r 有读的权限（read）

-w 有写的权限（write）

-x 有执行的权限（execute）

touch test
[ -r hello.sh]
echo $?
0
[ -w hello.sh]
echo $?
0
[ -x hello.sh]
echo $?
0

按照文件类型进行判断

-e 文件存在（existence）

-f 文件存在并且是一个常规的文件（file）

-d 文件存在并且是一个目录（directory）

[ -e /home/tang/desktop/tang.sh ]
echo $?
0
[ -f /home/tang/desktop/tang.sh ]
echo $?
0
[ -d /home/tang/desktop/tang.sh ]
echo $?
1

多逻辑判断

&& 表示前一条命令执行成功时，才执行后一条命令

|| 表示上一条命令执行失败后，才执行下一条命令

a=15
[ $a -lt 20 ] && echo "&a < 20" || echo "$a >= 20"
&a < 20

6.流程控制

6.1.if判断

单分支：

if [ 条件判断式 ]; then程序
fi

或者

if [ 条件判断式 ]
then程序
fi

实验：

a=25
if [ $a -gt 10 ]; then echo Ok

多分支：

if [ 条件判断式 ]
then程序
elif [ 条件判断式 ]
then程序
else
then程序
fi

实验：

vim if_test.sh

#!/bin/bash

if [ $1 = atguigu ]
thenecho "welcome, atguigu"
fi

chmod +x if_test.sh
./if_test.sh xiaoming
./if_test.sh atguigu
welcome atguigu

a=15
if [ $a -gt 18 ] && [ $a -lt 35 ]; then echo OK; fi
echo $a
15

a=25
if [ $a -gt 18 ] && [ $a -lt 35 ]; then echo OK; fi
OK

a=36
if [ $a -gt 18 ] && [ $a -lt 35]; then echo OK; fi

vim if_test.sh

#!/bin/bash

if [ $1 -lt 18 ]
thenecho "未成年"
elif [ $1 -lt 35 ]
thenecho "成年"
elseecho "老年"
fi

6.2.case语句

case $变量 in
"值 1")如果变量值等于值1，则执行程序1
;;
"值 2")如果变量值等于值2，则执行程序2
;;__省略其他分支__
*)如果变量值都不是以上的值，则执行此程序
;;
esac

注意事项：

case行尾必须为单词“in”，每一个模式匹配必须以有括号")"结束
双分号";;"表示命令序列结束，相当于java中的break
最后的"*)"表示默认模式，相当于java中的default

6.3.for循环

基本语法1：

for ((初始值;循环控制条件;变量变化))
do程序
done

从1加到100

touch for1.sh
vim for1.sh

#!/bin/bash

sum=0
for(( i=0;i<=100;i++))
dosum=$[ $sum + $i ]
done
echo $sum

chmod 777 for1.sh
./for1.sh
5050

基本语法2：

for 变量 in 值1 值2 值3...
do程序
done

输出一行：

for os in linux windows macos; do echo $os; done
linux
windows
macos

$*和$@表示传递给函数或者脚本的所有参数，不被双引号包含时，都以$1、$2....$n的形式输出所有参数。

touch for3.sh
vim for3.sh

#!/bin/bash
echo '=============$============='
for i in $*
doecho "ban zhang love $i"
done

echo '=============$============='
for j in $@
doecho "ban zhang love $j"
done

chmod 777 for3.sh
./for3.sh cls mly wls
ban zhang love cls
ban zhang love mly

在Shell中，*和∗和@都表示命令行参数（positional parameters）的引用。它们之间的主要区别在于处理参数时的方式。

$*：

当使用$*时，它将把所有的命令行参数看作一个整体，并以字符串的形式展开。

可以使用它来迭代所有的参数，但无法单独引用某个参数。
$@：

当使用$@时，它将把每个命令行参数都视为独立的字符串，并以数组的形式展开。

可以使用它来单独引用某个参数，或者通过循环来迭代所有的参数。

总结：*将所有命令行参数视为一个整体，而∗将所有命令行参数视为一个整体，而@将每个命令行参数视为独立的字符串。选择使用哪个变量取决于你的需求，如果你需要迭代所有的参数，或者需要单独引用某个参数，那么可以使用相应的变量。

6.4.while循环

while [ 条件判断式 ]
do程序
done

1~100的和

touch while.sh
vim while.sh

#!/bin/bash
sum=0
i=1
while [ $i -le 100 ]
dosum=$[$sum+$i]i=$[$i+1]# 另一种方式# let sum+=i# let i++
done

echo $sum

chmod 777 while.sh
./while.sh
5050

7.read读取控制台输入

read (选项) (参数)

选项：

-p：指定读取值的提示符
-t：指定读取值时等待的时间（秒）如果-t不加表示一直等待

参数：

变量：指定读取值的变量名

案例实操：

提示7秒内，读取控制台输入的名称

touch read.sh
vim read.sh

#!/bin/bash

read -t 7 -p "Enter your name in 7 seconds :" NN
echo $NN

chmod 777 read.sh
./read.sh
Enter your name in 7 seconds :HI
HI

8.函数

8.1.系统函数

basename：

basename [string/pathname][suffix]

功能描述：basename命令会删掉所有的前缀包括最后一个（'/'）字符，然后将字符串显示出来。

basename可以理解为取路径里的文件名称

选项：suffix为后缀，如果suffix被指定了，basename会将pathname或string中的suffix去掉。

案例实操：

截取该/home/tang/desktop/my.txt

basename /home/tang/desktop/my.txt
my.txt

vim cmd_test.sh

#!/bin/bash

filename="$1"_log_date$(date +%s)

操作2：

vim parameter.sh

#!/bin/bash
echo '===========$==========='
echo script name: $(basename $0 .sh)
echo script path: $(cd $(dirname $0); pwd)
echo lst parameter: $1
echo 2nd parameter: $2
echo '===========$==========='
echo parameter number: $#
echo '===========$==========='
echo $*
echo '===========$==========='
echo $@

./parameter.sh a b
===========$===========
script name: parameter
script path: /root/scripts
lst parameter: a
2nd parameter: b
===========$===========
parameter number: 2
===========$===========
a b
===========$===========
a b

basename和dirname都是Unix-like操作系统中常用的命令或函数。

basename用于从给定的路径中提取文件名部分。它会将文件路径作为输入，然后返回不包含路径的文件名。如果路径是"/home/user/file.txt"，那么basename将返回"file.txt"作为结果。

dirname用于从给定的路径中提取目录部分。它会将文件路径作为输入，然后返回不包含文件名的路径。如果路径是"/home/user/file.txt"，那么dirname将返回"/home/user"作为结果。

8.2.自定义函数

[ function ] funname[()]
{Action;[return int;]
}

经验技巧：

必须在调用函数地方之前，先声明函数，shell脚本是逐行运行的，不会像其他语言一样先编译。
函数返回值，只能通过$?系统变量获得，可以显示加：return返回，如果不加，将以最后一条命令运行结果，作为返回值。return后跟数值n(0~255)

案例实操

touch fun_test.sh
vim fun_test.sh

#!/bin/bash
function add()
{s=$[$1 + $2]return $s
}

read -p "请输入第一个整数：" a
read -p "请输入第二个整数：" b

add $a $b
echo "和："$?

chmod +x fun_test.sh
./fun_test.sh
请输入第一个整数：35
请输入第二个整数：67
和：102

但是上面如果和超过255的话，就不满足相应的答案

所以可以修改：

touch fun_test.sh
vim fun_test.sh

#!/bin/bash
function add()
{s=$[$1 + $2]echo $s
}

read -p "请输入第一个整数：" a
read -p "请输入第二个整数：" b

sum=add $a $b
echo "和："sum

chmod +x fun_test.sh
./fun_test.sh
请输入第一个整数：156
请输入第二个整数：237
和：393

9.正则表示式入门

正则表达式使用单个字符串来描述、匹配一系列符合某个语言规则的字符串，在很多文本编辑器里，正则表达式通常被用来检索、替换那些符合某种模式的文本，在Linux中，grep，sed，awk等文本处理工具都支持通过正则表达式进行模式匹配。

常规匹配：

一串不包含特殊字符的正则表达式匹配它自己

cat /etc/passwd | grep atguigu

就会匹配所有包含atguigu的行

常用特殊字符：

特殊字符：^

^匹配一行的开头：cat /etc/passwd | grep ^a

会匹配出所有以a开头的行

特殊字符：$

$匹配一行的结束：cat /etc/passwd | grep t$

会匹配出所有以t结尾的行

特殊字符：.

.匹配一个任意的字符：cat /etc/passwd | grep r..t

会匹配包含r的所有行

特殊字符：*

*不单独使用，它和上一个字符连用，表示匹配上一个字符0次或者多次：cat /etc/passed | grep ro*t

会匹配rt，rot，root，rooot等

字符区间（中括号）：[]

[]表示匹配某个范围内的一个字符

[6, 8]匹配6或者8

[0-9]匹配一个0-9的数字

[0-9]*匹配任意长度的数字字符串

[a-z]匹配一个a-z之间的字符

[a-z]*匹配任意长度的字母字符串

[a-c, e-f]匹配a-c或者e-f之间的任意字符

cat /etc/passwd | grep r[a,b,c]*t

会匹配rt，rbt，rabt，rabct等所有行

10.文本处理工具

10.1.cut

cut的工作就是“剪”，具体的说就是在文件中负责剪切数据用的，cut命令从文件的每一行剪切字节、字符和字段并将这些字节、字符和字段输出。

基础用法：cut [选型参数] filename

说明：默认分隔符是制表符

选项参数说明：

选项参数	功能
-f	列号，提取第几列
-d	分隔符，按照指定分隔符割裂，默认是制表符"\t"
-c	按字符进行分割，后加加n表示取第几列比如-c 1

实例操作：

vim cut.txt
cat cut.txt
dong shen
guan zhen
wo   wo
lai  lai
le   le
cut -d " " -f 1 cut.txt
dong
guan
wo
lai
le

10.2.awk

一个强大的文本分析工具。把文件朱行的读入，一空格为默认分隔符每行切割，切开的部分再进行分析处理。

基本用法：awk [选项参数] '/pattern1/{action} /pattern2/{action2}...' filename

pattern:表示awk在数据中查找的内容，就是匹配模式

action在找到匹配内容时所执行的一系列命令

选项参数说明：

选项参数	功能
-F	指定输入文件分隔符
-v	赋值第一个用户定义变量

案例实操：

cat /etc/passwd | awk -F ":" '/^root/ {print $7}'
/bin/bash
cat /etc/passwd | awk -F ":" '/^root/ {print $1","$7'}
root./bin/bash

BEGIN在所有数据读取行之前执行；END在这所有数据执行后执行

将passwd文件中的用户id增加数值1并输出

awk -v i-1 -F : '{print $3+i}' passwd
1
2
3
4
ifconfig | grep -n ^$
9:
18:
26:
ifconfig | awk '/^$ {print NR}'
9
18
26

11.综合应用案例

11.1.归档文件

实际生产应用中，往往需要对重要数据进行归档备份。

需求：实现一个每天对指定目录归档备份的脚本，输入一个目录名称（末尾不带/），将目录下所有文件按天归档保存，并将归档日期附加在归档文件名上，放在roo/archive下，

这里用到了归档命令：tar

后面可以加上-c选项表示归档，加上-z选项表示同时进行压缩，得到的文件后缀名为.tar.z。

脚本实现：

vim daily_archive.sh

#!/bin/bash
# 首先判断输入参数个数是否为1
if [ $# -ne 1]
thenecho "参数个数错误！应该输出一个参数，作为归档目录名"exit
fi

# 从参数中获取目录名称
if [ -d $1 ]
thenecho
elseechoecho "目录不存在！"echoexit
fi

DIR_NAME=$(basename $1)
DIR_PATH=$(cd $(dirname $1); pwd)

# 获取当前日期
DATE=$(date +%y%m%d)

# 定义生成的归档文件名称
FILE=archive_${DIR_NAME}_$DATE.tar.gz
DEST=/root/archive/$FILE

# 开始归档目录文件

echo "开始归档..."
echo

tar -czf $DEST DIR_PATH/$DIR_NAME

if [ $? -eq 0 ]
thenechoecho "归档成功！"echo "归档文件为：$DEST"echo
elseecho "归档出现问题！"

chmod u+x daily_archive.sh
mkdir /root/archive
./daily_archive.sh ../scripts

开始归档...

tar: 从成员名中删除开头"/"

归档成功！
归档文件：/root/archive/archive/archive_scripts_220318.tar.gz

crontab -e

0 2 * * * #凌晨2点执行 分钟 小时 天 月 星期

11.2.发送消息

我们可以利用Linux系统自带的mesg和write工具，向其他用户发送消息。

需求：实现一个向某用户快速发送消息的脚本，输入用户名作为第一个参数，后面直接跟要发送的信息。脚本需要检测用户是否登录在系统中，是否打开消息功能，以及当前发送消息是否为空。

who am i
root    pts/0   2023-08-10 17:00 (192.168.)

脚本实现：

#!/bin/bash

# 查看用户是否登录
login_user=$(who | grep -i -m 1 $1 | awk '{print $1}')
if [ -z $login_user ]
thenecho "$1 不在线！"echo "脚本退出..."exit
fi

is_allowed=$(who -T | grep -i -m 1 $1 | awk '{print $2}')

if [ $is_allowed != "+" ]
thenecho "$1 没有开启消息功能"echo "脚本退出..."exit
fi

# 确认是否有消息发送
if [ -z $2 ]
thenecho "没有消息发送"

1.Shell的概述

2.Shell脚本入门

3.变量

3.1.系统预定义变量

3.2.自定义变量

3.3.特殊变量

4.运算符

5.条件判断

6.流程控制

6.1.if判断

6.2.case语句

6.3.for循环

6.4.while循环

7.read读取控制台输入

8.函数

8.1.系统函数

8.2.自定义函数

9.正则表示式入门

10.文本处理工具

10.1.cut

10.2.awk

11.综合应用案例

11.1.归档文件

11.2.发送消息

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