Shell语法
概论
Shell 是一个用 C 语言编写的程序，它是用户使用 Linux 的桥梁。
Shell 既是一种命令语言，又是一种程序设计语言。
Shell 是指一种应用程序，这个应用程序提供了一个界面，用户通过这个界面访问操作系统内核的服务。
Ken Thompson 的 sh 是第一种 Unix Shell，Windows Explorer 是一个典型的图形界面 Shell。
Linux系统中一般默认使用bash，文件开头需要写#! /bin/bash，指明bash为脚本解释器。
如果是python的话开头要写#! /usr/env/python
加了才能使用./filename.sh 或./filename.py运行程序文件。
脚本示例：
新建一个test.sh文件,内容如下：
#! /bin/bash
echo "Hello World!"
运行方式：
作为可执行文件
acs@9e0ebfcd82d7:~$ chmod +x test.sh # 使脚本具有可执行权限
acs@9e0ebfcd82d7:~$ ./test.sh # 当前路径下执行
Hello World! # 脚本输出
用解释器运行
acs@9e0ebfcd82d7:~$ bash test.sh
Hello World! # 脚本输出
注释
单行注释
每行中#之后的内容均是注释。
# 这是一行注释
echo 'Hello World' # 这也是注释
多行注释
示例：
:<<EOF
第一行注释
第二行注释
第三行注释
EOF
其中EOF可以换成其它任意字符串。例如：
:<<abc
第一行注释
第二行注释
第三行注释
abc
:<<!
第一行注释
第二行注释
第三行注释
!
变量
1、定义变量时，等号两边不能有空格
2、定义变量的时候变量都是字符串，但当变量需要是整数时，会自动把变量转换成整数
3、type+命令可以解释该命令的来源（内嵌命令。第三方命令等）
如type readonly #readonly is a shell builtin(shell内部命令)
type ls # ls is aliased to ‘ls –color+auto’
4、被声明为只读的变量无法被unset删除
5、bash可以用来开一个新的进程，exit或Ctrl+d退出新的bash
6、字符串中，不加引号和双引号效果相同
定义变量
定义变量，不需要加$符号，例如：
name1='yxc' # 单引号定义字符串
name2="yxc" # 双引号定义字符串
name3=yxc # 也可以不加引号，同样表示字符串
使用变量
使用变量，需要加上 $ 符号，或者 ${} 符号。花括号是可选的，主要为了帮助解释器识别变量边界。
name=yxc
echo $name # 输出yxc
echo ${name} # 输出yxc
echo ${name}acwing # 输出yxcacwing
只读变量
使用readonly 或者 declare 可以将变量变为只读。
name=yxc
readonly name
declare -r name # 两种写法均可
name=abc # 会报错，因为此时name只读
删除变量
unset 可以删除变量。
name=yxc
unset name
echo $name # 输出空行
变量类型
- 自定义变量（局部变量） 子进程不能访问的变量
- 环境变量（全局变量） 子进程可以访问的变量
自定义变量改成环境变量：
acs@9e0ebfcd82d7:~$ name=yxc # 定义变量
acs@9e0ebfcd82d7:~$ export name # 第一种方法
acs@9e0ebfcd82d7:~$ declare -x name # 第二种方法
环境变量改为自定义变量：
acs@9e0ebfcd82d7:~$ export name=yxc # 定义环境变量
acs@9e0ebfcd82d7:~$ declare +x name # 改为自定义变量
字符串
字符串可以用单引号，也可以用双引号，也可以不用引号。
单引号与双引号的区别：
- 单引号中的内容会原样输出，不会执行、不会取变量
- 双引号中的内容可以执行、可以取变量
name=yxc # 不用引号
echo 'hello, $name \"hh\"' # 单引号字符串，输出 hello, $name \"hh\"
echo "hello, $name \"hh\"" # 双引号字符串，输出 hello, yxc "hh"
获取字符串长度
name="yxc"
echo ${#name} # 输出3
提取子串
name="hello, yxc"
echo ${name:0:5} # 提取从0开始的5个字符 （与python的切片不同）
默认变量
文件参数变量
在执行 shell 脚本时，可以向脚本传递参数。
$1 是第一个参数，$2 是第二个参数，以此类推。特殊的，$0 是文件名（包含路径）。例如：
$0是文件名（包含路径），其实就是我们输入的第一段，输入绝对路径就显示绝对路径，输入相对路径就显示相对路径
创建文件 test.sh ：
#! /bin/bash
echo "文件名："$0
echo "第一个参数："$1
echo "第二个参数："$2
echo "第三个参数："$3
echo "第四个参数："$4
echo "第十个参数："${10}
然后执行该脚本：
acs@9e0ebfcd82d7:~$ chmod +x test.sh
acs@9e0ebfcd82d7:~$ ./test.sh 1 2 3 4
文件名：./test.sh
第一个参数：1
第二个参数：2
第三个参数：3
第四个参数：4
其它参数相关变量
$(命令)表示获取一个命令的标准输出
例如：$(ls)
其它参数相关变量
数组
定义
数组用小括号表示，元素之间用空格隔开。例如：
数组下标从0开始
array=(1 abc "def" yxc)
也可以直接定义数组中某个元素的值：
array[0]=1
array[1]=abc
array[2]="def"
array[3]=yxc
读取数组中某个元素的值
格式：
${array[index]}
例如：
array=(1 abc "def" yxc)
echo ${array[0]}
echo ${array[1]}
echo ${array[2]}
echo ${array[3]}
若index是自定义的变量，则当他作为数组下标时，不需要在前面加上$
index=2
array=(aa bb cc dd)
echo ${array[index]}
读取整个数组
格式：
${array[@]} # 第一种写法
${array[*]} # 第二种写法
例如：
array=(1 abc "def" yxc)
echo ${array[@]} # 第一种写法
echo ${array[*]} # 第二种写法
数组长度
类似于字符串
${#array[@]} # 第一种写法
${#array[*]} # 第二种写法
例如：
array=(1 abc "def" yxc)
echo ${#array[@]} # 第一种写法
echo ${#array[*]} # 第二种写法
1、在读取整个数组时，未定义的部分就不会显示。比如定义了array[0]array[1]array[2]array[1000],利用echo ${array[@]}输出时，只会显示我们定义的数组那4个元素的值
2、对上例求长度时，结果是4，而不是1000
expr命令
expr 命令用于求表达式的值，格式为：
expr 表达式
expr本身也有返回值
expr 3 + 4 # 7
expr可以用
$()和``取返回值(stdout的结果)
str="Hello World!"
echo $(expr length "$str")
表达式说明：
- 用空格隔开每一项
- 用反斜杠放在shell特定的字符前面（发现表达式运行错误时，可以试试转义）
- 对包含空格和其他特殊字符的字符串要用引号括起来
- expr会在
stdout中输出结果。如果为逻辑关系表达式，则结果为真，stdout为1，否则为0。 - expr的
exit code：如果为逻辑关系表达式，则结果为真，exit code为0，否则为1。
字符串表达式
length STRING: 返回STRING的长度 (汉字长度为3)index STRING CHARSET:CHARSET中任意单个字符在STRING中最前面的字符位置，下标从1开始。 如果在STRING中完全不存在CHARSET中的字符，则返回0。（这里需要与字符串变量做区别，字符串变量下标是从0开始的）substr STRING POSITION LENGTH: 返回STRING字符串中从POSITION开始，长度最大为LENGTH的子串。 如果POSITION或LENGTH为负数，0或非数值，则返回空字符串。(字符串下标从1开始，字符串变量的求子串下标从0开始)
示例：
str="Hello World!"
echo `expr length "$str"` # ``不是单引号，表示执行该命令，输出12
echo `expr index "$str" aWd` # 输出7，下标从1开始
echo `expr substr "$str" 2 3` # 输出 ell
整数表达式
expr 支持普通的算术操作，算术表达式优先级低于字符串表达式，高于逻辑关系表达式。
注意：所有运算符号与变量或数字之间都要用空格隔开，否则将会被识别成字符串
如：
a=2
b=3
echo $(expr $a+$b) # 2+3
echo $(expr $a + $b) #5
+-加减运算。两端参数会转换为整数，如果转换失败则报错。*/%乘，除，取模运算。两端参数会转换为整数，如果转换失败则报错。()可以该表优先级，但需要用反斜杠转义
示例：
a=3
b=4
echo `expr $a + $b` # 输出7
echo `expr $a - $b` # 输出-1
echo `expr $a \* $b` # 输出12，*需要转义
echo `expr $a / $b` # 输出0，整除
echo `expr $a % $b` # 输出3
echo `expr \( $a + 1 \) \* \( $b + 1 \)` # 输出20，值为(a + 1) * (b + 1)
逻辑关系表达式(需要用单引号''或者\将运算符号转义)
|如果第一个参数非空且非0，则返回第一个参数的值，否则返回第二个参数的值，但要求第二个参数的值也是非空或非0，否则返回0。如果第一个参数是非空或非0时，不会计算第二个参数。（短路原则：当前面的表达式为1时，就不用计算后面的表达式了）&如果两个参数都非空且非0，则返回第一个参数，否则返回0。如果第一个参为0或为空，则不会计算第二个参数。（短路原则：当前面的表达式为0，时就不用计算后面的表达式了，若都为0则返回前面表达式的值）< <= = == != >= >比较两端的参数，如果为true，则返回1，否则返回0。”==”是”=”的同义词。”expr”首先尝试将两端参数转换为整数，并做算术比较，如果转换失败，则按字符集排序规则做字符比较。()可以该表优先级，但需要用反斜杠转义
示例：
a=3
b=4
echo `expr $a \> $b` # 输出0，>需要转义
echo `expr $a '<' $b` # 输出1，也可以将特殊字符用引号引起来
echo `expr $a '>=' $b` # 输出0
echo `expr $a \<\= $b` # 输出1
c=0
d=5
echo `expr $c \& $d` # 输出0
echo `expr $a \& $b` # 输出3
echo `expr $c \| $d` # 输出5
echo `expr $a \| $b` # 输出3
read 命令
read 命令用于从标准输入中读取单行数据。当读到文件结束符时，exit code 为 1 ，否则为0 。
参数说明:
-p : 后面可以接提示信息
-t ：后面跟秒数，定义输入字符的等待时间，超过等待时间后会自动忽略此命令
示例：
acs@9e0ebfcd82d7:~$ read name # 读入name的值
acwing yxc # 标准输入
acs@9e0ebfcd82d7:~$ echo $name # 输出name的值
acwing yxc #标准输出
acs@9e0ebfcd82d7:~$ read -p "Please input your name: " -t 30 name # 读入name的值，等待时间30秒
Please input your name: acwing yxc # 标准输入
acs@9e0ebfcd82d7:~$ echo $name # 输出name的值
acwing yxc # 标准输出
echo命令
echo 用于输出字符串。命令格式：
echo STRING
显示普通字符串
echo "Hello AC Terminal"
echo Hello AC Terminal # 引号可以省略
#不加引号的话要`\\n`
echo Hello\\nWorld
\\ \a \b \c \d \e \f \n \r \t \v 这些是要在有 - e 的时候才能起作用, 其他时候的转义是不用- e也能转义的。
显示转义字符
echo "\"Hello AC Terminal\"" # 注意只能使用双引号，如果使用单引号，则不转义
echo \"Hello AC Terminal\" # 也可以省略双引号
显示变量
name=yxc
echo "My name is $name" # 输出 My name is yxc
显示换行
echo -e "Hi\n" # -e 开启转义
echo "acwing"
#输出结果
Hi
acwing
显示不换行
echo -e "Hi \c" # -e 开启转义 \c 不换行
echo "acwing"
#输出结果
Hi acwing
显示结果定向至文件
echo "Hello World" > output.txt # 将内容以覆盖的方式输出到output.txt中
原样输出字符串，不进行转义或取变量(用单引号)
name=acwing
echo '$name\"'
#输出结果
$name\"
显示命令的执行结果
echo `date`
#输出结果
Wed Sep 1 11:45:33 CST 2021
printf命令
printf 命令用于格式化输出，类似于 C/C++ 中的 printf 函数。
默认不会在字符串末尾添加换行符。
命令格式：
printf format-string [arguments...]
用法示例
脚本内容：
printf "%10d.\n" 123 # 占10位，右对齐
printf "%-10.2f.\n" 123.123321 # 占10位，保留2位小数，左对齐
printf "My name is %s\n" "yxc" # 格式化输出字符串
printf "%d * %d = %d\n" 2 3 `expr 2 \* 3` # 表达式的值作为参数
输出结果：
123.
123.12 .
My name is yxc
2 * 3 = 6
test命令与判断符号[ ]
逻辑运算符&&和||
&&表示与，||表示或- 二者具有短路原则：
expr1 && expr2：当expr1为假时，直接忽略expr2
expr1 || expr2: 当expr1为真时，直接忽略expr2 - 表达式的
exit code为0，表示真；为 非零，表示假。（与C/C++中的定义相反）
test命令
在命令行中输入 man test，可以查看test命令的用法。
test 命令用于判断文件类型，以及对变量做比较。
test 命令用 exit code 返回结果，而不是使用 stdout。0 表示 真，非0 表示 假。
例如：
test 2 -lt 3 # 为真，返回值为0
echo $? # 输出上个命令的返回值，输出0
acs@9e0ebfcd82d7:~$ ls # 列出当前目录下的所有文件
homework output.txt test.sh tmp
acs@9e0ebfcd82d7:~$ test -e test.sh && echo "exist" || echo "Not exist"
exist # test.sh 文件存在
acs@9e0ebfcd82d7:~$ test -e test2.sh && echo "exist" || echo "Not exist"
Not exist # testh2.sh 文件不存在
文件类型判断
命令格式：
test -e filename # 判断文件是否存在
文件权限判断
命令格式：
test -r filename # 判断文件是否可读
整数间的比较
命令格式：
test $a -eq $b # a是否等于b
字符串比较
多重条件判定
命令格式：
test -r filename -a -x filename
判断符号[ ]
[ ] 与 test 用法几乎一模一样，更常用于 if 语句中。另外 [[]]是 []的加强版，支持的特性更多。
注意： [ ]之间要用空格隔开
eg:
[ 2 -lt 3 ] # 为真，返回值为0
echo $? # 输出上个命令的返回值，输出0
acs@9e0ebfcd82d7:~$ ls # 列出当前目录下的所有文件
homework output.txt test.sh tmp
acs@9e0ebfcd82d7:~$ [ -e test.sh ] && echo "exist" || echo "Not exist"
exist # test.sh 文件存在
acs@9e0ebfcd82d7:~$ [ -e test2.sh ] && echo "exist" || echo "Not exist"
Not exist # testh2.sh 文件不存在
注意：
[]内的每一项都要用空格隔开
中括号内的变量，最好用双引号括起来
* 中括号内的常数，最好用单或双引号括起来
eg:
name="acwing yxc"
[ $name == "acwing yxc" ] # 错误，等价于 [ acwing yxc == "acwing yxc" ]，参数太多
[ "$name" == "acwing yxc" ] # 正确
追加内容：
和 (())、let 命令类似，$[] 也只能进行整数运算
用法如下：
$[表达式]
$[] 会对表达式进行计算，并取得计算结果。如果[]表达式中包含了变量，那么里面的变量可以加$，也可以不加。
示例：
[c.biancheng.net]$ echo $[3*5] #直接输出结算结果
15
[c.biancheng.net]$ echo $[(3+4)*5] #使用()
35
[c.biancheng.net]$ n=6
[c.biancheng.net]$ m=$[n*2] #将计算结果赋值给变量
[c.biancheng.net]$ echo $[m+n]
18
[c.biancheng.net]$ echo $[$m*$n] #在变量前边加$也是可以的
72
[c.biancheng.net]$ echo $[4*(m+n)]
72
需要注意的是，不能单独使用 $[]，必须能够接收 $[] 的计算结果。例如，下面的用法是错误的：
[c.biancheng.net]$ $[3+4]
bash: 7: 未找到命令...
[c.biancheng.net]$ $[m+3]
bash: 15: 未找到命令...
判断语句
if…then形式
类似于C/C++中的if-else语句。
判断的是condition（指的是命令）的exit code
if condition
then
语句1
语句2
...
elif condition
then
语句1
语句2
...
elif condition
then
语句1
语句2
else
语句1
语句2
...
fi
case…esac形式
类似于C/C++中的switch语句。
case $变量名称 in
值1)
语句1
语句2
...
;; # 类似于C/C++中的break
值2)
语句1
语句2
...
;;
*) # 类似于C/C++中的default
语句1
语句2
...
;;
esac
循环语句
for…in…do…done
ps aux返回当前打开的所有进程；
top也可以查看进程；按q退出top
for var in val1 val2 val3
do
语句1
语句2
...
done
示例1，输出a 2 cc，每个元素一行：
for i in a 2 cc
do
echo $i
done
示例2，输出当前路径下的所有文件名，每个文件名一行：
for file in `ls`
do
echo $file
done
示例3，输出 1-10
seq只支持数字，不支持字母。
for i in $(seq 1 10)
do
echo $i
done
示例4，使用 {1..10} 或者 {a..z}
for i in {a..z}
do
echo $i
done
for ((…;…;…)) do…done
命令格式：
for ((expression; condition; expression))
do
语句1
语句2
done
for ((i=1; i<=10; i++))
do
echo $i
done
while…do…done循环
命令格式：
while condition
do
语句1
语句2
...
done
示例，文件结束符为Ctrl+d ，输入文件结束符后read 指令返回 false 。
while read name
do
echo $name
done
until…do…done循环
当条件为真时结束。
命令格式：
until condition
do
语句1
语句2
...
done
示例，当用户输入yes或者YES时结束，否则一直等待读入。
until [ "${word}" == "yes" ] || [ "${word}" == "YES" ]
do
read -p "Please input yes/YES to stop this program: " word
done
死循环的处理方式
如果 AC Terminal 可以打开该程序，则输入 Ctrl+c 即可。
否则可以直接关闭进程：
使用 top 命令找到进程的 PID
输入 kill -9 PID 即可关掉此进程
函数
bash 中的函数类似于C/C++ 中的函数
但return 的返回值与C/C++ 不同，返回的是exit code，取值为0-255， 0 表示正常结束。
如果想获取函数的输出结果，可以通过 echo 输出到 stdout 中
然后通过$(function_name) 来获取stdout 中的结果。 (执行函数可以同视为执行命令)
函数的 return 值可以通过$? 来获取。
命令格式：
[function] func_name() { # function关键字可以省略
语句1
语句2
...
}
不获取return值 和 stdout值
不写return时，默认return 0。
示例
func() {
name=yxc
echo "Hello $name"
return 123
}
output=$(func)
ret=$?
echo "output = $output"
echo "return = $ret"
输出结果：
output = Hello yxc
return = 123
函数的输入参数
在函数内，$1 表示第一个输入参数，$2 表示第二个输入参数，依此类推。
注意：函数内的 $0 仍然是文件名，而不是函数名。
示例：
func() { # 递归计算 $1 + ($1 - 1) + ($1 - 2) + ... + 0
word=""
while [ "${word}" != 'y' ] && [ "${word}" != 'n' ]
do
read -p "要进入func($1)函数吗？请输入y/n：" word
done
if [ "$word" == 'n' ]
then
echo 0
return 0
fi
if [ $1 -le 0 ]
then
echo 0
return 0
fi
sum=$(func $(expr $1 - 1))
echo $(expr $sum + $1)
}
echo $(func 10)
输出结果：
55
为什么只输出55不输出其他的值，只要在
echo函数后面有$,这个$就会截获掉stdout里的值，使得echo找不到stdout里的数据从而不能输出，在递归往回调用的过程中上一层的echo会被这一层的sum=$(func $(expr $1 - 1))中的第一个$捕获从而没有输出，而最后一层的echo会被函数外的echo $(func 10)的$捕获因此是函数外的echo输出的55。如果你把函数外的echo $(func 10)改成func 10就是最后一层递归echo $(expr $sum + $1)输出的55.
简单来说，就是$()会读取函数的stdout而不直接输出出来。
另一个需注意的要点：
bash递归函数的echo值才对应C语言里面的return值, 千万不能把echo类比成C语言里面的printf(). 而且要用$()取值, 不能用
`取值, 因为后者不能嵌套. bash里的return返回的只是exit code` 不能起到C语言里return的递归作用
函数内的局部变量
可以在函数内定义局部变量，作用范围仅在当前函数内。
可以在递归函数中定义局部变量。
命令格式：
local 变量名=变量值
示例：
#! /bin/bash
func() {
local name=yxc
echo $name
}
func # 第一次在函数内调用（有）
echo $name # 第二次在函数外调用（无）
输出结果：
yxc
第一行为函数内的 name 变量，第二行为函数外调用 name 变量，会发现此时该变量不存在。
exit命令
exit 命令用来退出当前 shell 进程，并返回一个退出状态；使用 $? 可以接收这个退出状态。
exit 命令可以接受一个整数值作为参数，代表退出状态。如果不指定，默认状态值是 0。
exit 退出状态只能是一个介于 0~255 之间的整数，其中只有0 表示成功，其它值都表示失败。
return和exit的共同之处都是返回exit code，区别是return结束当前函数，exit结束整个shell脚本
示例：
创建脚本test.sh ，内容如下：
#! /bin/bash
if [ $# -ne 1 ] # 如果传入参数个数等于1，则正常退出；否则非正常退出。
then
echo "arguments not valid"
exit 1
else
echo "arguments valid"
exit 0
fi
执行脚本：
acs@9e0ebfcd82d7:~$ chmod +x test.sh
acs@9e0ebfcd82d7:~$ ./test.sh acwing
arguments valid
acs@9e0ebfcd82d7:~$ echo $? # 传入一个参数，则正常退出，exit code为0
0
acs@9e0ebfcd82d7:~$ ./test.sh
arguments not valid
acs@9e0ebfcd82d7:~$ echo $? # 传入参数个数不是1，则非正常退出，exit code为1
1
文件重定向
每个进程默认打开3个文件描述符：
stdin标准输入，从命令行读取数据，文件描述符为0stdout标准输出，向命令行输出数据，文件描述符为1stderr标准错误输出，向命令行输出数据，文件描述符为2
可以用文件重定向将这三个文件重定向到其他文件中。
重定向命令列表
输入和输出重定向
echo -e "Hello \c" > output.txt # 将stdout重定向到output.txt中
echo "World" >> output.txt # 将字符串追加到output.txt中
read str < output.txt # 从output.txt中读取字符串
echo $str # 输出结果：Hello World
同时重定向stdin和stdout
创建bash脚本：
#! /bin/bash
read a
read b
echo $(expr "$a" + "$b")
创建input.txt，里面的内容为：
3
4
执行命令：
acs@9e0ebfcd82d7:~$ chmod +x test.sh # 添加可执行权限
acs@9e0ebfcd82d7:~$ ./test.sh < input.txt > output.txt # 从input.txt中读取内容，将输出写入output.txt中
#上面两步可以交换顺序，结果是一样的：./test.sh > output.txt < input.txt
acs@9e0ebfcd82d7:~$ cat output.txt # 查看output.txt中的内容
7
引入外部脚本
类似于 C/C++ 中的 include 操作，bash 也可以引入其他文件中的代码。
语法格式：
. filename # 注意点和文件名之间有一个空格
或
source filename
示例 创建 test1.sh ，内容为：
#! /bin/bash
name=yxc # 定义变量name
然后创建 test2.sh，内容为：
#! /bin/bash
source test1.sh # 或 . test1.sh
echo My name is: $name # 可以使用test1.sh中的变量
执行命令：
acs@9e0ebfcd82d7:~$ chmod +x test2.sh
acs@9e0ebfcd82d7:~$ ./test2.sh
My name is: yxc
cattle
nice