【Shell编程】Linux Shell编程入门：输入输出、变量、条件判断、函数和运算

浅浅的花香味﹌ 2024-03-23 17:18 49阅读 0赞

> 在Linux操作系统中，Shell编程是一项非常重要的技能。通过Shell编程，我们可以自动化执行各种任务，提高工作效率。无论是系统管理、数据处理还是软件开发，都离不开Shell脚本的应用。本篇博客将带领大家深入了解Shell编程的基础知识，包括输入输出、变量、条件判断、函数和运算等部分。通过学习这些内容，将能够编写简单而强大的Shell脚本，实现各种自动化任务。无论你是初学者还是有一定经验的开发者，本篇博客都将为你提供详细的解释和实例代码，帮助你快速入门Shell编程。让我们一起开始这个有趣而实用的Shell编程之旅吧！  
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#### 文章目录 ####

*   *  1. 输入输出
     *   *  1.1 从标准输入读取用户输入：
         *  1.2 读取命令行参数：
         *  1.3 使用环境变量：
         *  1.4 从文件中读取数据：
         *  1.5 将结果输出到文件：
         *  1.6 使用管道连接多个命令：
         *  1.7 将错误消息输出到文件：
     *  2. 变量
     *   *  2.1 定义变量：
         *  2.2 使用变量：
         *  2.3 只读变量：
         *  2.4 删除变量：
         *  2.5 特殊变量：
     *  3. 条件判断
     *   *  3.1 \`if\`语句
         *  3.2 \`case\`语句
     *  4. 运算
     *   *  4.1 数值运算：
         *  4.2 字符串运算：
         *  4.3 逻辑运算：可以使用逻辑运算符进行逻辑运算，例如：
     *  5. 函数
     *  总结

### 1. 输入输出 ###

#### 1.1 从标准输入读取用户输入： ####

#!/bin/bash
    
    echo "请输入您的名字："
    read name
    echo "您好，$name！"

在这个例子中，使用`read`命令从标准输入读取用户输入的名字，并使用`echo`命令将问候语输出到标准输出。

#### 1.2 读取命令行参数： ####

#!/bin/bash
    
    echo "第一个参数是：$1"
    echo "第二个参数是：$2"

在这个例子中，使用`$1`和`$2`来获取命令行参数的值，并使用`echo`命令将参数值输出到标准输出。

#### 1.3 使用环境变量： ####

#!/bin/bash
    
    echo "当前用户的主目录是：$HOME"
    echo "当前工作目录是：$PWD"

在这个例子中，使用`$HOME`和`$PWD`来获取环境变量的值，并使用`echo`命令将值输出到标准输出。

#### 1.4 从文件中读取数据： ####

#!/bin/bash
    
    while IFS= read -r line
    do
      echo "读取到的行：$line"
    done < input.txt

在这个例子中，使用`while`循环和`read`命令从`input.txt`文件中逐行读取数据，并使用`echo`命令将每行数据输出到标准输出。

#### 1.5 将结果输出到文件： ####

#!/bin/bash
    
    echo "这是一行文本" > output.txt

在这个例子中，使用重定向符号`>`将文本输出到`output.txt`文件中。

#### 1.6 使用管道连接多个命令： ####

#!/bin/bash
    
    ls -l | grep ".txt"

在这个例子中，使用管道将`ls -l`命令的输出作为`grep ".txt"`命令的输入，用于过滤出包含`.txt`的文件。

#### 1.7 将错误消息输出到文件： ####

#!/bin/bash
    
    command_not_exist 2> error.txt

在这个例子中，使用重定向符号`2>`将`command_not_exist`命令的错误消息输出到`error.txt`文件中。

### 2. 变量 ###

#### 2.1 定义变量： ####

可以使用`=`符号来定义变量，并为其赋值。变量名和赋值之间不能有空格。例如：

name="John"
    age=25

#### 2.2 使用变量： ####

可以通过在变量名前加上`$`符号来使用变量的值。例如：

echo "My name is $name and I am $age years old."

#### 2.3 只读变量： ####

可以使用`readonly`命令将变量设置为只读，防止其被修改。例如：

readonly name

#### 2.4 删除变量： ####

可以使用`unset`命令删除变量。例如：

unset age

#### 2.5 特殊变量： ####

shell编程还提供了一些特殊变量，用于存储有关脚本和环境的信息。例如：

*  `$0`：当前脚本的文件名。
 *  `$1`、`$2`、`$3`…：命令行参数的值。
 *  `$#`：命令行参数的数量。
 *  `$*`：所有命令行参数的值。
 *  `$@`：所有命令行参数的值（作为独立的字符串）。
 *  `$?`：上一个命令的退出状态。

下面是一个简单的示例代码，演示了如何定义和使用变量：

#!/bin/bash
    
    name="John"
    age=25
    
    echo "My name is $name and I am $age years old."
    
    readonly name
    
    unset age

在这个例子中，定义了名为`name`和`age`的变量，并将其值分别设置为"John"和25。然后使用`echo`命令将变量的值输出到标准输出。最后，将`name`变量设置为只读，并删除`age`变量。

### 3. 条件判断 ###

#### 3.1 `if`语句 ####

1.  使用`if`语句进行条件判断：

if [ condition ]
    then
        # code block
    fi

在这个语法中，`condition`是一个条件表达式，可以是比较运算符、逻辑运算符、字符串比较等。如果`condition`为真，则执行`then`后的代码块。

1.  使用`else`语句进行条件分支：

if [ condition ]
    then
        # code block 1
    else
        # code block 2
    fi

在这个语法中，如果`condition`为真，则执行`then`后的代码块1，否则执行`else`后的代码块2。

1.  使用`elif`语句进行多个条件分支：

if [ condition1 ]
    then
        # code block 1
    elif [ condition2 ]
    then
        # code block 2
    else
        # code block 3
    fi

在这个语法中，首先判断`condition1`，如果为真，则执行`then`后的代码块1。如果`condition1`为假，再判断`condition2`，如果为真，则执行`then`后的代码块2。如果`condition2`也为假，则执行`else`后的代码块3。

1.  使用逻辑运算符进行复杂的条件判断：

if [ condition1 ] && [ condition2 ]
    then
        # code block
    fi

在这个语法中，`&&`表示逻辑与运算符，如果`condition1`和`condition2`都为真，则执行`then`后的代码块。

下面是一个简单的示例代码，演示了如何使用条件判断：

#!/bin/bash
    
    age=18
    
    if [ $age -ge 18 ]
    then
        echo "You are an adult."
    else
        echo "You are not an adult."
    fi

在这个例子中，根据变量`age`的值进行条件判断。如果`age`大于等于18，则输出"You are an adult.“，否则输出"You are not an adult.”。

#### 3.2 `case`语句 ####

1.  `case`语句：`case`语句用于根据不同的模式匹配执行不同的代码块。以下是`case`语句的基本语法：

case expression in
        pattern1)
            # code block 1
            ;;
        pattern2)
            # code block 2
            ;;
        pattern3)
            # code block 3
            ;;
        *)
            # default code block
            ;;
    esac

在这个语法中，`expression`是要匹配的表达式，`pattern1`、`pattern2`等是不同的模式，`code block 1`、`code block 2`等是对应模式的代码块。如果`expression`匹配到某个模式，则执行对应模式的代码块，然后跳出`case`语句。如果没有匹配到任何模式，则执行`default code block`。

1.  `test`命令：`test`命令用于进行条件判断，并返回一个退出状态。以下是`test`命令的基本语法：

test condition

在这个语法中，`condition`是一个条件表达式，可以是比较运算符、逻辑运算符、字符串比较等。如果`condition`为真，则`test`命令返回退出状态0，否则返回非零退出状态。

`test`命令也可以使用方括号`[]`来进行条件判断，例如`[ condition ]`。

1.  数值比较：可以使用比较运算符进行数值比较，例如：

*  `-eq`：等于
 *  `-ne`：不等于
 *  `-gt`：大于
 *  `-lt`：小于
 *  `-ge`：大于等于
 *  `-le`：小于等于

1.  字符串比较：可以使用字符串比较运算符进行字符串比较，例如：

*  `=`：相等
 *  `!=`：不相等
 *  `-z`：长度为零
 *  `-n`：长度不为零

下面是一个使用`case`语句和`test`命令进行条件判断的示例代码：

#!/bin/bash
    
    fruit="apple"
    
    case $fruit in
        "apple")
            echo "It's an apple."
            ;;
        "banana")
            echo "It's a banana."
            ;;
        *)
            echo "It's neither an apple nor a banana."
            ;;
    esac
    
    if [ $fruit = "apple" ]
    then
        echo "It's an apple."
    else
        echo "It's not an apple."
    fi

在这个例子中，首先使用`case`语句根据变量`fruit`的值进行模式匹配。如果`fruit`是"apple"，则输出"It’s an apple.“，如果是"banana”，则输出"It’s a banana.“，否则输出"It’s neither an apple nor a banana.”。然后使用`test`命令进行条件判断，如果`fruit`等于"apple"，则输出"It’s an apple.“，否则输出"It’s not an apple.”。

### 4. 运算 ###

在shell编程中，可以进行各种类型的运算，包括数值运算、字符串运算和逻辑运算。下面是一些常用的运算符和运算方式：

#### 4.1 数值运算： ####

可以使用算术运算符进行数值运算，例如：

*  `+`：加法
 *  `-`：减法
 *  `*`：乘法
 *  `/`：除法
 *  `%`：取余

可以使用`$((expression))`或`expr`命令来进行数值运算。例如：

#!/bin/bash
    
    num1=10
    num2=5
    
    # 使用$((expression))进行数值运算
    result1=$((num1 + num2))
    echo "Result 1: $result1"
    
    # 使用expr命令进行数值运算
    result2=$(expr $num1 - $num2)
    echo "Result 2: $result2"

在这个例子中，首先定义了两个变量`num1`和`num2`，然后使用`$((expression))`进行加法运算和`expr`命令进行减法运算，分别将结果赋值给`result1`和`result2`，最后输出结果。

#### 4.2 字符串运算： ####

可以使用字符串运算符进行字符串运算，例如：

*  `+`：字符串拼接
 *  `=`：字符串相等
 *  `!=`：字符串不相等
 *  `-z`：字符串为空
 *  `-n`：字符串不为空

例如：

#!/bin/bash
    
    str1="Hello"
    str2="World"
    
    # 字符串拼接
    result1=$str1$str2
    echo "Result 1: $result1"
    
    # 字符串相等判断
    if [ $str1 = $str2 ]
    then
        echo "Strings are equal."
    else
        echo "Strings are not equal."
    fi
    
    # 字符串为空判断
    if [ -z $str1 ]
    then
        echo "String is empty."
    else
        echo "String is not empty."
    fi

在这个例子中，首先定义了两个变量`str1`和`str2`，然后使用`+`运算符进行字符串拼接，将结果赋值给`result1`，然后使用`=`运算符进行字符串相等判断，最后使用`-z`运算符进行字符串为空判断，根据不同的情况输出结果。

#### 4.3 逻辑运算：可以使用逻辑运算符进行逻辑运算，例如： ####

*  `&&`：逻辑与
 *  `||`：逻辑或
 *  `!`：逻辑非

例如：

#!/bin/bash
    
    num=10
    
    # 逻辑与运算
    if [ $num -gt 0 ] && [ $num -lt 20 ]
    then
        echo "Number is between 0 and 20."
    else
        echo "Number is not between 0 and 20."
    fi
    
    # 逻辑或运算
    if [ $num -eq 0 ] || [ $num -eq 20 ]
    then
        echo "Number is either 0 or 20."
    else
        echo "Number is neither 0 nor 20."
    fi
    
    # 逻辑非运算
    if ! [ $num -eq 0 ]
    then
        echo "Number is not 0."
    else
        echo "Number is 0."
    fi

在这个例子中，首先定义了一个变量`num`，然后使用`-gt`和`-lt`运算符进行数值比较，使用`&&`运算符进行逻辑与运算，使用`-eq`运算符进行数值比较，使用`||`运算符进行逻辑或运算，使用`-eq`运算符进行数值比较，使用`!`运算符进行逻辑非运算，根据不同的情况输出结果。

### 5. 函数 ###

在shell编程中，可以使用函数来封装一段可重用的代码。函数可以接受参数，执行一系列操作，并返回一个值。下面是一个简单的函数示例：

#!/bin/bash
    
    # 定义一个函数
    hello() {
        
        echo "Hello, $1!"
    }
    
    # 调用函数
    hello "World"

在这个例子中，首先使用`hello() { ... }`的语法定义了一个名为`hello`的函数。函数中的`$1`表示第一个参数，通过`$1`可以获取到函数调用时传入的参数。在函数中，使用`echo`命令输出一条带有参数的问候语。然后，在函数定义后，使用`hello "World"`的语法调用了这个函数，并传入了一个参数`"World"`。运行脚本后，会输出`Hello, World!`。

除了接受参数和输出结果，函数还可以执行其他各种操作，例如进行数值运算、字符串处理、文件操作等。下面是一个更复杂的函数示例：

#!/bin/bash
    
    # 定义一个函数，计算两个数的和
    sum() {
        
        local num1=$1
        local num2=$2
        local result=$((num1 + num2))
        echo "The sum of $num1 and $num2 is $result."
    }
    
    # 调用函数
    sum 10 5

在这个例子中，首先使用`sum() { ... }`的语法定义了一个名为`sum`的函数。函数中使用`local`关键字定义了三个局部变量`num1`、`num2`和`result`，并分别赋值为传入的两个参数的和。然后，使用`echo`命令输出计算结果。在函数定义后，使用`sum 10 5`的语法调用了这个函数，并传入了两个参数`10`和`5`。运行脚本后，会输出`The sum of 10 and 5 is 15.`。

### 总结 ###

Shell编程是一种在Unix/Linux系统下进行脚本编程的方式。在Shell脚本中，可以使用变量来存储数据，使用条件语句进行逻辑判断，使用循环语句进行重复操作，使用运算符进行数值和逻辑运算，使用函数封装可重用的代码。通过合理使用这些特性，可以实现各种复杂的计算和逻辑操作。Shell脚本可以用于自动化任务、系统管理、数据处理等各种场景。它具有简单易学、灵活高效的特点，是Unix/Linux系统下非常重要的工具之一。无论是初学者还是有经验的开发者，都可以通过Shell编程来简化工作、提高效率。

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