Linux Shell：基础知识和Shell变量

摘要：Linux，Shell

整理Shell内容要点：

• Shell基础知识
• Shell变量的类型
• Shell变量赋值
• 数值和小数变量运算
• 字符串变量操作，截取，替换和替代

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Linux和Shell基础知识要点

• Shell是链接用户和Linux内核的桥梁： 用户不能直接接触内核，因此需要一种命令解释器，即简化用户操作，又保障内核安全，这个命令解释器就是Shell
• Shell运行的实质是调用Linux内核暴露出的接口：用户只感觉到Shell命令执行而看不到背后运行的操作都是内核实现

• Shell是编程语言：Shell不仅是 命令，也是编程语言，适合开发实用的，自动化的小工具，而不是开发大型应用，Shell是一种解释型语言，边执行边翻译，不需要编译
• Shell有多版本：Linux的默认版本是Bash Shell，查看环境变量$SHELL可以查看当前运行的版本

$ echo $SHELL
/bin/bash

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Shell变量

（1）变量类型

变量类型根据定义方式分为自定义变量，环境变量，位置变量和预定义变量

• 自定义变量：也称作局部变量或者普通变量，只能在创建他们的Shell脚本或者函数中使用，使用=赋值，使用$，${}引用
• 环境变量：全局变量，可以在创建他们的Shell
  l脚本或者相关的其他脚本中使用，使用export赋值，$，${}引用
• 位置变量：用于命令行，函数，脚本传参中，根据参数的位置拿到变量，$1代表第一个参数，$2第二个以此类推，$0代表命令本身或者脚本名
• 预定义变量：是预先定义好可以直接使用的变量使用规则，对Shell脚本通用，比如获得参数个数$#，获得所有参数$@等，位置变量是一种特殊的预定义变量，预定义变量如下

预定义变量	说明
$0	脚本名
$*	所有的参数
$@	所有的参数
$#	参数的个数
$$	当前进程的PID
$!	上一个后台进程的PID
$?	上一个命令的返回值，成功表示0

备注：$@和$*都是输出所有传入的参数，一般情况下都会把参数依据空格一个一个拆开单独引用，当对着两个预定义变量加了双引号后"$@"和"$*"，"$*"会把所有参数和空格作为一个整体串，"$@"依旧会保持独立的结构

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（2）变量赋值

变量的赋值有多种方法，最常见的就是直接赋值，使用=赋值，这个=不是数学中相等的符号而是赋值符号，=左右禁止有空格

a=3

还可以使用命令行传参进行变量赋值，比如通过位置变量赋值变量a，b

root@ubuntu:~# cat test.sh 
#!/bin/bash

a=$1
b=$2
echo $a
echo $b
root@ubuntu:~# bash test.sh a b
a
b

在命令行中传参使用空格符进行分割，如果参数里面存在空格，使用双引号包裹起来

root@ubuntu:~/Shell# bash test.sh 1 "2 3"
1
2 3
root@ubuntu:~/Shell# bash test.sh 1 "2    3"
1
2 3

另一种使用较多的是使用命令的输出结果进行赋值，使用反向单引号进行赋值，也可以使用$()

root@ubuntu:/home# a=`pwd`
root@ubuntu:/home# echo $a
/home
root@ubuntu:/home# b=$(pwd)
root@ubuntu:/home# echo $b
/home

单引号，双引号，反引号的区别

• 单引号（''）：单引号输出纯字符串，不管其中带有表达式还是变量，都是字符串原样输出
• 双引号（""）：双引号会把字符串中的变量，函数，表达式先解析成结果再输出
• 反引号（``）：反引号是命令表达式，如果存在与字符串中先会解析成表达式的结果

变量删除

变量赋值之后使用unset进行删除，删除之后再次引用会得到空字符串

root@ubuntu:~/Shell# echo $a
whosyourdaddy
root@ubuntu:~/Shell# unset a
root@ubuntu:~/Shell# echo $a

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（3）变量运算

Shell中变量是字符串类型，不能直接计算，如果需要进行计算需要使用特殊的方法，Shell进行变量运算的方法有expr，(())，$[]

expr数值运算命令

expr主要用于整数运算，不支持小数计算，乘法需要加转移符\

root@ubuntu:~/Shell# cat expr.sh 
#!/bin/bash

expr 1 + 22  # 23
expr 6 / 3  # 2
expr 3 \* 123  # 369
expr 5 - 2  # 3

如果使用expr计算小数运算，会报错语法不支持

root@ubuntu:~/Shell# expr 3 \* 3.14
expr: non-integer argument

(())和[]数值运算命令

(())和[]作用是对整数数值进行运算和比较的，效率较高是企业应用中常见的操作符，括号内部允许有空格，如果是用作运算并获得运算值，需要在(())和[]前面加$，乘法不需要转移符

echo $((2 * 3))  # 6
echo $((2 + 3))  # 5
echo $((6 / 3))  # 2
echo $((6 - 3))  # 3
echo $[2 * 3]  # 6
echo $[2 + 3]  # 5
echo $[6 / 3]  # 2
echo $[6 - 3]  # 3

let数值运算

let也只能对整数数值变量进行运算，乘法不需要转义，和expr，(())和[]不同，let不能在=和运算符之间不能带有空格，let的运算结果不能回显功能，不能使用$引用

root@ubuntu:~/Shell# a=3
root@ubuntu:~/Shell# let a=a+6
root@ubuntu:~/Shell# echo $a
9
root@ubuntu:~/Shell# let a=a*2/6
root@ubuntu:~/Shell# echo $a
3

使用bc计算机进行小数数值计算

bc是linux下交互式的计算器，敲入bc命令即可进入，默认对结果值保留0位小数，需要设置scala值保留位数，输入quit退出

root@ubuntu:~/Shell# bc
bc 1.07.1
Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006, 2008, 2012-2017 Free Software Foundation, Inc.
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type `warranty'. 
5/2
2
scale=1
5/2
2.5
quit

可以使用bc计算器对变量赋值，但是效率较低，应用较少

root@ubuntu:~/Shell# a=`echo 3+3|bc`
root@ubuntu:~/Shell# echo $a
6

加入小数位数进行赋值

root@ubuntu:~/Shell# a=`echo "scale=1;3/2"|bc`
root@ubuntu:~/Shell# echo $a
1.5

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（4）字符串变量操作

• 获取字符串变量长度

获取字符串长度，就是字符长度，使用${#变量}获取，{}不能省，要不然先解析$#

root@ubuntu:~/Shell# a=whosyourdaddy
root@ubuntu:~/Shell# echo ${#a}
13

• 字符串变量截取

下一步对字符串变量进行索引截取，可以指定从第几个字符开始，往后几个字符为止，在变量后使用两个冒号指定

${var:index:length}

root@ubuntu:~/Shell# echo $a
whosyourdaddy
root@ubuntu:~/Shell# b=${a:2:4} 
root@ubuntu:~/Shell# echo $b
osyo  # 从第二个索引为止开始往后一共4个字符

其中两个冒号后面的值可以省略其中一个，如果省略第一个索引为止则默认从0开始，往后一定长度

root@ubuntu:~/Shell# echo ${a::7}
whosyou

省略后面一个值则默认一直到字符串结尾

root@ubuntu:~/Shell# echo ${a:7}
rdaddy

• 字符串字符替换

字符串变量对其中某些字符进行替换，使用/的//的固定用法

# 替换第一个符合要求的字符
${var/substring/newstring}
# 替换所有符合要求的字符
${var//substring/newstring}

root@ubuntu:~# a=whosyourdaddy
root@ubuntu:~# b=${a//d/D}
root@ubuntu:~# echo $b
whosyourDaDDy
root@ubuntu:~# b=${a/d/D}
root@ubuntu:~# echo $b
whosyourDaddy

• 字符串字符的空值替代
  当变量没有被赋值就直接使用时会是空字符串，可以使用如下语句替代空字符串，使得变量如果没有被赋值就设置一个默认值

${var-newstring}

下面这个例子将变量值写入config.yml作为配置文件，如果变量没有赋值就设置默认值

root@ubuntu:~/Shell# echo "mysql_host:${mysql_port-192.168.67.72}" >> config.yml
root@ubuntu:~/Shell# echo "mysql_port:${mysql_port-3306}" >> config.yml
root@ubuntu:~/Shell# cat config.yml 
mysql_host:192.168.67.72
mysql_port:3306

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（5）数值变量自增

数值变量使用++进行自增，++配合变量和let数值计算使用，++var代表先自增再赋值，var++代表先赋值再自增，如果不赋值没啥区别

root@ubuntu:~/Shell# i=1
root@ubuntu:~/Shell# let i++
root@ubuntu:~/Shell# echo $i
2
root@ubuntu:~/Shell# let ++i
root@ubuntu:~/Shell# echo $i
3

如果对一个空字符串或者非数值字符串进行++，则直接++为1，相当于默认原始值为0

root@ubuntu:~/Shell# i=ww
root@ubuntu:~/Shell# let i++
root@ubuntu:~/Shell# echo $i
1

当对++之后的值赋值给一个新的变量时，++在左在右结果就不同了

root@ubuntu:~/Shell# a=5
root@ubuntu:~/Shell# let b=a++ 
root@ubuntu:~/Shell# let c=++a
root@ubuntu:~/Shell# echo $b
5　# 先赋值，再++，直接赋值为原始的５
root@ubuntu:~/Shell# echo $c
7　# ａ经过两次自增，第二次是先++再赋值