bash入门

November 7, 2022

手册
https://www.gnu.org/software/bash/manual/
https://dashdash.io/1/bash 参考
https://wangdoc.com/bash/
https://github.com/onceupon/Bash-Oneliner
https://github.com/jaywcjlove/shell-tutorial
https://github.com/skywind3000/awesome-cheatsheets/blob/master/languages/bash.sh

基本命令参见此处，命令帮助参见此处，本篇主要在于 shell 编程

命令

分号是命令的分隔符，但不必要，也可以用换行代替

command [ arg1 ... [ argN ]]

exit 命令

退出时，脚本会返回一个退出值。脚本的退出值，0 表示正常，1 表示发生错误，2 表示用法不对，126 表示不是可执行脚本，127 表示命令没有发现。如果脚本被信号 N 终止，则退出值为 128 + N。简单来说，只要退出值非 0，就认为执行出错

# 不带参数
exit

# 退出值为0（成功）
exit 0

# 退出值为1（失败）
exit 1

Shebang 行

放在脚本的第一行，指定解释器

# 使用系统默认shell
#!/bin/sh

# 指定为bash
#!/bin/bash

# 通过env命令指定为bash
#!/usr/bin/env bash

env 命令指向 /usr/bin/env 这个程序，该命令用于获取环境变量

env [OPTION]... [-] [NAME=VALUE]... [COMMAND [ARG]...]

变量

Bash 没有数据类型的概念，所有的变量值都是字符串

声明变量

声明变量不需要美元符号$，引用变量需要$
等号之间不能有空格

myvar="hello world"
myvar=hello,world
single_quota='a\nb' # 单引号不转义
double_quota="a\nb" # 双引号转义
cmd=$(ls -l)
cmd=`ls -l`
cmd=$((5 * 7))

# 单引号和双引号都是支持多行字符串的
myvar="hello
world"
# 美元符号（$）、反引号（`）和反斜杠（\），这三个字符在双引号之中会被自动扩展
# 单引号则保留字符的字面含义，上面三个特殊字符也不会扩展
echo "$(( 2 * 3 )) = 6" # 6 = 6
echo '$(( 2 * 3 )) = 6' # $(( 2 * 3 )) = 6

# Here文档，相当于管道
cat << _token_
$foo
"$foo"
'$foo'
_token_

# 将变量值转为标准输入
cat <<< 'hi there'
echo 'hi there' | cat

输入变量，read 命令

Read a line from the standard input and split it into fields.

read [-ers] [-a array] [-d delim] [-i text] [-n nchars] [-N nchars] [-p prompt] [-t timeout] [-u fd] [name ...]

# 从标准输入读入变量
read text
echo "输入了：$text"

# 可以读入多个值
# 如果用户的输入项少于read命令给出的变量数目，那么额外的变量值为空。
# 如果用户的输入项多于定义的变量，那么多余的输入项会包含到最后一个变量中。
read FN LN
echo "Hi! $LN, $FN !"

# 如果read命令之后没有定义变量名，那么环境变量REPLY会包含所有的输入。
read
echo "$REPLY"


# read命令也可以读入文件
filename='/etc/hosts'
while read myline
do
  echo "$myline"
done < $filename

read 参数

# -t 参数，指定等待输入的时间，单位为秒
# 若超时，则 read 命令失败退出
if read -t 3 response; then
  echo "用户已经输入了"
else
  echo "用户没有输入"
fi

# 环境变量TMOUT也可以起到同样作用
TMOUT=3
read response

# -p 参数，指定提示信息
read -p "Enter one or more values > "
echo "$REPLY"
# 相当于
echo -n "Enter one or more values > "
read
echo "$REPLY"

IFS 环境变量（Internal Field Separator）

# read命令读取的值，默认以空格分隔
# 可以通过自定义环境变量 IFS 修改分隔标志
IFS=":" read input
# 将 IFS 和 read 写在一行，则 IFS 仅在这一行生效（到了下一行就恢复）

使用变量

a=test
test=123
b="$a   $test"

# echo命令，不加引号，变量解释为多个参数，故只有一个空格
echo $b        # test 123

# 加上双引号（转义，单引号不转义），变量作为一个字符串整体，而作为 echo 命令的一个参数，故保留了空格格式
echo "$b"      # test   123

# 未声明的变量，相当于空字符串
echo $a_file   # <空>

# ${变量名} 方式获取变量，防止与其它字符混淆
echo ${a}_file # test_file

# ${!保存变量名的变量} 表示变量名本身也是变量，下面相当于 echo $test
echo ${!a}     # 123

删除变量

myvar=123
unset $myvar
# 不存在的变量，相当于空字符串，故unset命令等效于下面的其一
myvar=''
myvar=

传递变量给子 shell

export 命令，将变量传递给子 shell
（相当于给启动的程序传递环境变量）

NAME=foo
export NAME
# 或者
export NAME=foo

特殊变量

$? 返回上一个命令的退出码

$$ 返回当前 shell 的进程 ID

$- 返回当前 Shell 的启动参数

$_ 返回上一个命令的最后一个参数

$! 返回最近一个后台执行的异步命令的进程 ID

$0 ~ $9 (超过 9 的以 ${10} 形式获取) 参数列表，相当于 C 语言的 argv （注意，$0 一般为当前脚本文件名）

$# 参数的总数，相当于 C 语言的 argc

$@ 全部的参数，以空格分隔

$* 全部的参数，参数之间使用变量 $IFS 值的第一个字符分隔，默认为空格，但是可以自定义。

declare/readonly/let 命令

# declare 命令，声明特殊类型的变量
declare [-aAfFgiIlnrtux] [-p] [name[=value] ...]

# readonly 命令，声明只读变量
readonly [-aAf] [name[=value] ...] or readonly -p

# let 命令，执行数学运算表达式
let arg [arg ...]

参见
https://wangdoc.com/bash/variable#declare-%E5%91%BD%E4%BB%A4
https://cn.tldr.inbrowser.app/pages/common/declare

数组变量

array[0]=value0
array[1]=value1
array[2]=value2

array=(value0 value1 value3)
# 可以写成多行
array=(
  value0
  value1
  value2
)
# 可以指定下标
array=([2]=value2 [0]=value0 [1]=value1)
# 省略
array=(value0 [2]=value2 value1)
# 使用通配符，自动展开
txts=( *.txt )

# declare -a 选项，声明数组
declare -a ARRAYNAME
# read -a 选项，读入数组
read -a ARRAYNAME
# 获取数组成员时，必须使用花括号
echo ${array[0]}
# 不能这样，因为此时方括号会单独解释
echo $array[0]

变量的默认值

# 若变量存在，则返回+后面的值
${varname:+value_if_exist}
# 若变量不存在，则返回-后面的值
${varname:-value_if_not_exist}
# 若变量不存在，则返回=后面的值，且将变量设置为=后面的值
${varname:=set_if_not_exist}
# 若变量不存在，则打印?后面的值，并中断脚本的执行
${varname:?exit_if_not_exist}

例如，可以编写以下脚本，要求传入第一个参数 $1。若不存在，则打印 filename missing. 并退出脚本的运行

filename=${1:?"filename missing."}

字符串操作

echo 命令

echo hello world
echo -n "无换行"
echo -e "解释特殊字符\n单引号和双引号皆有效"

# 反斜线，将下一行命令和当前行一起解释
echo hello,\
world

字符串变量

匹配模式 pattern 可以使用*、?、[]等通配符。

# 字符串长度
${#variable}
# 提取字字符串。如果省略length，则从位置offset开始，一直返回到字符串的结尾。
#  offset和length可为负值，注意冒号后必须有一空格，${variable: -offset:-length}
${variable:offset:length}


# 匹配字符串的开头
# 返回字符串中移除了匹配的部分
${variable#pattern}  # 非贪婪
${variable##pattern} # 贪婪

# 匹配字符串的末尾，同上
${variable%pattern}  # 非贪婪
${variable%%pattern} # 贪婪

# 返回字符串中匹配部分被替换为给定字符串后的结果
${variable/pattern/string}  # 贪婪，只替换第一处
${variable//pattern/string} # 贪婪，替换所有
${variable/#pattern/string} # 模式必须出现在字符串的开头
${variable/%pattern/string} # 模式必须出现在字符串的结尾

# 全部转为大写
${varname^^}

# 全部转为小写
${varname,,}

数学运算

((...)) 语法可以进行整数的算术运算

# 这个语法不返回值
# 只要算术结果不是 0，该命令退出码 0；否则为 1。（可以通过 $? 变量获取返回值）
(( expression ))
# 加上美元符号 $ 后，该命令返回运算结果
$(( expression ))

也可以使用 expr 命令，同样只支持整数

expr {{expression}}

let 命令用于将算术运算的结果赋予一个变量，等号之间不能有空格

let x=2+3

source 命令

source 命令在当前 shell 执行一个脚本

source {{file}}

shift 命令

shift 命令移除脚本的前 n 个参数（不包括$0）。若未指定 n，则为 n 为 1
若 n 大于 $# （或 n 为负数），则该命令失败；否则成功

shift {{n}}

getopt/getopts 命令

getopt/getopts 命令用于解析命令参数

getopts optstring name [arg ...]

getopt <optstring> <parameters>
getopt [options] [--] <optstring> <parameters>
getopt [options] -o|--options <optstring> [options] [--] <parameters>

trap 命令

trap 命令捕获该命令之后的系统信号（和其它事件）

trap [-lp] [[arg] signal_spec ...]

简单的用法就是一旦捕获到 signal，就执行 command

trap {{command}} {{signal}}

# -l 选项列出所有信号（及对应数字）
trap -l

test 命令

test 命令执行成功返回 0；否则返回 1

# 写法一
test expression

# 写法二（注意，这里的空格是必须的）
[ expression ]

# 写法三（支持正则判断）
[[ expression ]]

参见 https://wangdoc.com/bash/condition#test-%E5%91%BD%E4%BB%A4

控制流

注意，分号的作用和换行等效

if

若命令返回 0，则判断成立

if commands; then
  commands
[elif commands; then
  commands...]
[else
  commands]
fi

while

while condition; do
  commands
done

until

until condition; do
  commands
done

for

break 和 continue 也是支持的

for (( expression1; expression2; expression3 )); do
  commands
done

for...in

for variable in list; do
  commands
done

select

select name [in list]; do
  commands
done

case

case $variable in
    $value)
      commands
    ;;
    $value1|$value2[|$value3 ...])
      commands
    ;;
    *)
      default_commands
      break
    ;;
esac

函数

函数声明

# 第一种
fn() {
    # codes
}

# 第二种
function fn() {
    # codes
}

# 调用函数（相当于调用命令，没有括号）
fn arg1 arg2 ...

函数内部也有特殊变量，和整个脚本的特殊变量含义相同 $0 ~ $9 $# $@ $*

函数返回值，return

fn() {
    return 123
}
fn
echo $?
# 输出 123

下一个命令可以通过 $? 获取上一个函数的返回值

声明局部变量，local 命令

若不使用 local 命令，函数体中的变量和全局变量相同
也就是说，可以在函数体内创建、访问和修改全局变量

local 命令声明的变量，只在函数体内有效

#! /bin/bash
fn() {
    local foo
    foo=123
    echo $foo
}
fn        # 123
echo $foo # <空>

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