【愚公系列】2023年11月 大数据教学课程 005-Linux的Shell编程

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文章目录

• 🚀前言
• 🚀一、Shell编程
• • 🔎1.简介
  • 🔎2.快速入门
  • • 🦋2.1 编写脚本
    • 🦋2.2 执行shell脚本
  • 🔎3.shell变量
  • • 🦋3.1 简介
    • 🦋3.2 使用变量
    • 🦋3.3 删除变量
    • 🦋3.4 只读变量
  • 🔎4.字符串
  • • 🦋4.1 单引号
    • 🦋4.2 双引号
    • 🦋4.3 获取字符串长度
    • 🦋4.4 截取子字符串
    • 🦋4.5 查找子字符串
  • 🔎5.传递参数
  • 🔎6.Shell算术运算符
  • • 🦋6.1 简介
    • 🦋6.2 例子
  • 🔎7.流程控制
  • • 🦋7.1 if else
    • 🦋7.2 for循环
    • 🦋7.3 while 语句
    • 🦋7.4 无限循环
    • 🦋7.5 case(switch)
    • 🦋7.6 跳出循环
  • 🔎8.函数使用
  • • 🦋8.1 函数的快速入门
    • 🦋8.2 传递参数给函数
  • 🔎9.数组
  • • 🦋9.1 定义数组
    • 🦋9.2 读取数组
    • 🦋9.3 遍历数组
  • 🔎10.加载其它文件的变量
• 🚀感谢：给读者的一封信

🚀前言

Shell编程是一种编程语言，用于在Unix或其他操作系统的命令行下编写脚本。它使用Shell解释器来执行脚本，Shell解释器是一种程序，它可以解释拥有特殊语法的文本文件，以执行操作系统命令和管理操作系统。Shell编程可以自动化重复性的任务，使命令行操作更有效和方便。常用的几种Shell编程语言包括：Bash、Zsh、Ksh等。

🚀一、Shell编程

🔎1.简介

Shell是一种指令解析器，它是一个用于与操作系统内核通信的特殊程序。Shell脚本是一种编程语言，它被设计用于在Unix和Linux系统上执行命令。通过Shell脚本编程，我们可以将系统命令、应用程序和其他脚本组合在一起，从而实现自动化任务。

Shell脚本编程使用的是命令行界面，它可以用来编写各种任务，包括自动化系统管理、文件处理、数据处理以及Web应用程序。Shell脚本的编程语言采用的是一种简单的文本格式，类似于普通的批处理文件，但是比批处理脚本更强大、更灵活。

Shell编程语言常用的命令包括if、else、for、while、case、function等。Shell还支持变量、数组、正则表达式等特性。Shell脚本可以从命令行执行，也可以通过cron守护进程实现自动执行。

Linux 的 Shell 解释器 种类众多，一个系统可以存在多个 shell解释器，可以通过 cat /etc/shells 命令查看系统中安装的 shell解释器。

Bash 由于易用和免费，在日常工作中被广泛使用。同时，Bash 也是大多数Linux 系统默认的 Shell。

shell 解释器：

# cat /etc/shells
/bin/sh
/bin/bash
/sbin/nologin
/bin/dash
/bin/tcsh
/bin/csh

🔎2.快速入门

🦋2.1 编写脚本

新建 /export/01.sh 文件

#!/bin/bash

echo 'hello world'

#!是一个约定的标记，它告诉系统这个脚本需要什么解释器来执行，即使用哪一种 Shell。

echo 命令用于向窗口输出文本。

🦋2.2 执行shell脚本

1、执行方式一

[root@node04 shells]# /bin/sh 01.sh
hello world

[root@node04 shells]# /bin/bash 01.sh
hello world

注意：sh 是 bash 的 快捷方式

2、执行方式二

[root@node04 shells]# bash hello.sh
hello world

[root@node04 shells]# sh hello.sh
hello world

因为 PATH环境变量中增加了 /bin/目录, 所以 使用/bin/sh等类似指令时, 可以省略 /bin

3、执行方式三

[root@node04 shells]# ll
总用量 4
-rw-r--r--. 1 root root 32 3月  14 00:20 01.sh

[root@node04 shells]# ./01.sh
-bash: ./01.sh: 权限不够

[root@node04 shells]# chmod 755 01.sh

[root@node04 shells]# ll
总用量 4
-rwxr-xr-x. 1 root root 32 3月  14 00:20 01.sh

# 再次执行:
[root@node04 shells]# ./01.sh
hello world!

🔎3.shell变量

🦋3.1 简介

在shell脚本中, 定义变量时，变量名不加美元符号（$），如：

your_name="runoob.com"

注意 : 变量名和等号之间不能有空格，这可能和你熟悉的所有编程语言都不一样。

同时，变量名的命名须遵循如下规则：

• 命名只能使用英文字母，数字和下划线，首个字符不能以数字开头。
• 中间不能有空格，可以使用下划线（_）。
• 不能使用标点符号。
• 不能使用bash里的关键字（可用help命令查看保留关键字）。

有效的 Shell 变量名示例如下：

RUNOOB
LD_LIBRARY_PATH
_var
var2

无效的变量命名：

?var=123
user*name=runoob

除了显式地直接赋值，还可以用语句给变量赋值，如：

for file in `ls /etc`

或

for file in $(ls /etc)

以上语句将 /etc 下目录的文件名循环出来。

🦋3.2 使用变量

使用一个定义过的变量，只要在变量名前面加美元符号即可，如：

your_name="zhangsan"

echo $your_name

echo ${your_name}

变量名外面的花括号是可选的，加不加都行，加花括号是为了帮助解释器识别变量的边界，比如下面这种情况：

for skill in java php python; do
    echo "I am good at ${skill}Script"
done

如果不给skill变量加花括号，写成echo “I am good at $skillScript”，解释器就会把$skillScript当成一个变量（其值为空），代码执行结果就不是我们期望的样子了。

推荐给所有变量加上花括号，这是个好的编程习惯。

已定义的变量，可以被重新定义，如：

your_name="tom"
echo $your_name
your_name="alibaba"
echo $your_name

这样写是合法的，但注意，第二次赋值的时候不能写$your_name=”alibaba”，使用变量的时候才加美元符（$）。

[root@node01 export]# yourname=zhangsan
[root@node01 export]# echo $yourname
zhangsan
[root@node01 export]# echo ${yourname}
zhangsan
[root@node01 export]# echo "$yourname喜欢吃香蕉"
zhangsan喜欢吃香蕉
[root@node01 export]# echo "$yournamelikebanana"

[root@node01 export]# echo "${yourname}likebanana"
zhangsanlikebanana

🦋3.3 删除变量

使用 unset 命令可以删除变量。语法：

unset variable_name

变量被删除后不能再次使用。unset 命令不能删除只读变量。

实例

#!/bin/sh
myUrl="http://www.runoob.com"
unset myUrl
echo $myUrl

以上实例执行将没有任何输出。

🦋3.4 只读变量

使用 readonly 命令可以将变量定义为只读变量，只读变量的值不能被改变。

下面的例子尝试更改只读变量，结果报错：

#!/bin/bash

myUrl="http://www.google.com"
readonly myUrl
myUrl="http://www.runoob.com"

运行脚本，结果如下：

/bin/sh: NAME: This variable is read only.

🔎4.字符串

​ 字符串是shell编程中最常用最有用的数据类型（除了数字和字符串，也没啥其它类型好用了），字符串可以用单引号，也可以用双引号，也可以不用引号。

🦋4.1 单引号

skill='java'

echo '$skill'

输出结果为:

$skill

单引号字符串的限制：

• 单引号里的任何字符都会原样输出，单引号字符串中的变量是无效的；
• 单引号字串中不能出现单独一个的单引号（对单引号使用转义符后也不行），但可成对出现，作为字符串拼接使用。

🦋4.2 双引号

skill='java'

echo "$skill"

输出结果为：

I am goot at java

双引号的优点：

• 双引号里可以有变量
• 双引号里可以出现转义字符

🦋4.3 获取字符串长度

skill='java'

echo ${skill}    # 输出结果: java

echo ${#skill}   # 输出结果: 4

[root@node01 export]# echo ${skill}
java
[root@node01 export]# echo ${#skill}
4

🦋4.4 截取子字符串

substring(2)

substring(2,3)

以下实例从字符串第 2 个字符开始截取 4 个字符：

str="I am goot at $skill"

echo ${str:2} 	  # 输出结果为: am goot at java

echo ${str:2:2}    # 输出结果为: am

🦋4.5 查找子字符串

查找字符 i 或 o 的位置(哪个字母先出现就计算哪个)：

str="I am goot at  $skill"
echo `expr index "$str" am`    # 输出是: 3

注意： 以上脚本中 ` 是反引号(Esc下面的)，而不是单引号 ‘，不要看错了哦。

🔎5.传递参数

我们可以在执行 Shell 脚本时，向脚本传递参数，脚本内获取参数的格式为：$n。

n 代表一个数字，1 为执行脚本的第一个参数，2 为执行脚本的第二个参数，以此类推……

实例

以下实例我们向脚本传递三个参数，并分别输出，其中 $0 为执行的文件名：

vim /export/sh/param.sh

#!/bin/bash

echo "Shell 传递参数实例！";

echo "执行的文件名：$0";

echo "第一个参数为：$1";

echo "第二个参数为：$2";

echo "第三个参数为：$3";

为脚本设置可执行权限，并执行脚本，输出结果如下所示：

$ chmod 755 param.sh 

$ ./param.sh 1 2 3

Shell 传递参数实例！

执行的文件名：./param.sh

第一个参数为：1

第二个参数为：2

第三个参数为：3

另外，还有几个特殊字符用来处理参数：

#!/bin/bashecho "Shell 传递参数实例！";echo "第一个参数为：$1";echo "参数个数为：$#";echo "传递的参数作为一个字符串显示：$*";

执行脚本，输出结果如下所示：

$ chmod +x test.sh 

$ ./test.sh 1 2 3

Shell 传递参数实例！

第一个参数为：1

参数个数为：3

传递的参数作为一个字符串显示：1 2 3

$* 与 $@ 区别：

• 相同点：都是引用所有参数。
• 不同点：只有在双引号中体现出来。假设在脚本运行时写了三个参数 1、2、3，，则 ” * ” 等价于 “1 2 3”（传递了一个参数），而 “@” 等价于 “1” “2” “3”（传递了三个参数）。

#!/bin/bash

echo "-- $* 演示 ---"
for i in "$*"; do
    echo $i
done

echo "-- $@ 演示 ---"
for i in "$@"; do
    echo $i
done

执行脚本，输出结果如下所示：

$ chmod +x test.sh 

$ ./test.sh 1 2 3

-- $* 演示 ---
1 2 3

-- $@ 演示 ---
1
2
3

🔎6.Shell算术运算符

🦋6.1 简介

Shell 和其他编程一样，支持包括：算术、关系、布尔、字符串等运算符。

原生 bash **不支持 **简单的数学运算，但是可以通过其他命令来实现，例如expr。

expr 是一款表达式计算工具，使用它能完成表达式的求值操作。

例如，两个数相加：

val=`expr 2 + 2`
echo $val

i=2+2

注意：

表达式和运算符之间要有空格，例如 2+2 是不对的，必须写成 2 + 2。

完整的表达式要被 ` 包含，注意不是单引号，在 Esc 键下边。

下表列出了常用的算术运算符，假定变量 a 为 10，变量 b 为 20：

**注意：**条件表达式要放在方括号之间，并且要有空格，例如: [

a

=

=

a==

a==b] 是错误的，必须写成 [ $a == $b ]。

🦋6.2 例子

#!/bin/bash

a=4

b=20

#加法运算

echo expr $a + $b

#减法运算

echo expr $a - $b

#乘法运算，注意*号前面需要反斜杠

echo expr $a \* $b

#除法运算

echo $a / $b

 

此外，还可以通过(())、$(())、$[]进行算术运算。


 ((a++))

echo "a = $a"

c=$((a + b))

d=$[a + b]

echo "c = $c"

echo "d = $d"

🔎7.流程控制

🦋7.1 if else

1、if

if 语句语法格式：

if condition; then
    command1 
    command2
    ...
    commandN 
fi

demo

[root@hadoop01 export]# cat if_test.sh 
#!/bin/bash

a=20

if [ $a -gt 10 ]; then
        echo "a 大于 10"
fi

末尾的fi就是if倒过来拼写，后面还会遇到类似的。

2、if else

if else 语法格式：

if condition; then
    command1
    command2
    ...
    commandN
else
    command
fi

3、if else-if else

if else-if else 语法格式：

if condition1; then
    command1
elif condition2; then 
    command2
else
    commandN
fi

关系运算符只支持数字，不支持字符串，除非字符串的值是数字。

下表列出了常用的关系运算符，假定变量 a 为 10，变量 b 为 20：

案例:

[root@hadoop01 export]# cat if_test.sh 
#!/bin/bash

a=20
b=10

# 需求1: 判断 a 是否 100
if [ $a > 100 ]; then
        echo "$a 大于 100"
fi


# 需求2: 判断 a 是否等于 b
if [ $a -eq $b ]; then
        echo "$a 等于 $b"
else
        echo "$a 不等于 $b"
fi

# 需求3: 判断 a 与 b 比较
if [ $a -lt $b ]; then
        echo "$a 小于 $b"
elif [ $a -eq $b ]; then
        echo "$a 等于 $b"
else
        echo "$a 大于 $b"
fi


# 需求4: 判断 (a + 10) 和 (b * b) 比较大小
if test $[ a + 10 ] -gt $[ b * b ]; then
        echo "(a+10) 大于 (b * b)"
else 
        echo "(a+10) 小于或等于 (b*b)"
fi

🦋7.2 for循环

格式

for variable in (list); do 
    command
    command
    ...
done

代码如下:

[root@hadoop01 export]# cat for_test.sh 
#!/bin/bash

# 需求1: 遍历 1~5
for i in 1 2 3 4 5; do
        echo $i;
done

for i in {1..5}; do
        echo $i
done

for(( i=1; i<=5; i++ )); do
        echo $i
done

# 需求2: 遍历 1~100
for i in {1..100}; do
        echo $i
done

# 需求3: 遍历 1~100之间的奇数
for i in {1..100..2}; do
        echo $i
done

# 需求4: 遍历 根目录 下的内容
for f in `ls /`; do
        echo $f
done

🦋7.3 while 语句

while循环用于不断执行一系列命令，也用于从输入文件中读取数据；命令通常为测试条件。其格式为：

while condition; do
    command
done

需求: 计算 1~100 的和

初始值; i=1

和值: sum=0;

while i<=100; 
​	sum = sum + i;
​	i++;

打印 sum的值

#!/bin/bash

sum=0
i=1
while [ $i -le 100 ]; do
        sum=$[ sum + i]
        i=$[ i + 1 ]
done

echo $sum

运行脚本，输出：

5050

使用中使用了 Bash let 命令，它用于执行一个或多个表达式，变量计算中不需要加上 $ 来表示变量，具体可查阅：Bash let 命令。

🦋7.4 无限循环

无限循环语法格式：

while true; do
    command
done

需求: 每隔1秒 打印一次当前时间

#!/bin/bash

while true; do
        date
        sleep 1
done

🦋7.5 case(switch)

Shell case语句为多选择语句。可以用case语句匹配一个值与一个模式，如果匹配成功，执行相匹配的命令。case语句格式如下：

case 值 in

	模式1)
    	command1
    	command2
    	...
    	commandN
    	;;
	模式2）
        command1
    	command2
    	...
    	commandN
    	;;
esac

case工作方式如上所示。取值后面必须为单词in，每一模式必须以右括号结束。取值可以为变量或常数。匹配发现取值符合某一模式后，其间所有命令开始执行直至 ;;。

取值将检测匹配的每一个模式。一旦模式匹配，则执行完匹配模式相应命令后不再继续其他模式。如果无一匹配模式，使用星号 * 捕获该值，再执行后面的命令。

下面的脚本提示输入1到4，与每一种模式进行匹配：

echo '输入 1 到 4 之间的数字:'

read aNum

case $aNum in
    1)  echo '你选择了 1'
    ;;

    2)  echo '你选择了 2'
    ;;

    3)  echo '你选择了 3'
    ;;

    4)  echo '你选择了 4'
    ;;

    *)  echo '你没有输入 1 到 4 之间的数字'
    ;;
esac

输入不同的内容，会有不同的结果，例如：

输入 1 到 4 之间的数字:

你输入的数字为:

3

你选择了 3

​

🦋7.6 跳出循环

在循环过程中，有时候需要在未达到循环结束条件时强制跳出循环，Shell使用两个命令来实现该功能：break和continue。

1、break命令

break命令允许跳出所有循环（终止执行后面的所有循环）。

#!/bin/bash
# 需求: 执行死循环 每隔1秒打印当前时间, 执行10次停止 
i=0;
while true; do
        sleep 1
        echo $i `date +"%Y-%m-%d %H:%M:%S"`

        i=$[ i + 1]
        if [ $i -eq 10 ]; then
                break
        fi
done

2、continue

continue命令与break命令类似，只有一点差别，它不会跳出所有循环，仅仅跳出当前循环。

#!/bin/bash

# 需求: 打印 1~30, 注意 跳过3的倍数

for i in {1..30}; do
        if test $[ i % 3 ] -eq 0; then
                continue
        fi
        echo $i
done

🔎8.函数使用

🦋8.1 函数的快速入门

• 格式

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

  • 可以带function fun() 定义，也可以直接fun() 定义,不带任何参数。
  • 参数返回，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)

• 快速入门

  #!/bin/bash
  
  demoFun () {
  
      echo "这是我的第一个 shell 函数!"
  
  }
  
  echo "-----函数开始执行-----"
  demoFun
  echo "-----函数执行完毕-----"
  

🦋8.2 传递参数给函数

在Shell中，调用函数时可以向其传递参数。在函数体内部，通过 $n 的形式来获取参数的值，例如，$1表示第一个参数，$2表示第二个参数…

带参数的函数示例：

#!/bin/bash

funWithParam(){
    echo "第一个参数为 $1 !"
    echo "第二个参数为 $2 !"
    echo "第十个参数为 $10 !"
    echo "第十个参数为 ${10} !"
    echo "第十一个参数为 ${11} !"
    echo "参数总数有 $# 个!"
    echo "作为一个字符串输出所有参数 $* !"
}

funWithParam 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 73

输出结果：

第一个参数为 1 !

第二个参数为 2 !

第十个参数为 10 !

第十个参数为 34 !

第十一个参数为 73 !

参数总数有 11 个!

作为一个字符串输出所有参数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 73 !

注意，$10 不能获取第十个参数，获取第十个参数需要${10}。当n>=10时，需要使用${n}来获取参数。

另外，还有几个特殊字符用来处理参数：

🔎9.数组

🦋9.1 定义数组

数组中可以存放多个值。Bash Shell 只支持一维数组（不支持多维数组），初始化时不需要定义数组大小

与大部分编程语言类似，数组元素的下标由0开始。

Shell 数组用括号来表示，元素用空格符号分割开，语法格式如下：

array_name=(value1 value2 value3 ... valuen)

#!/bin/bash

my_array=(A B "C" D)

我们也可以使用下标来定义数组:

my_array[0]=value0

my_array[1]=value1

my_array[2]=value2

🦋9.2 读取数组

读取数组元素值的一般格式是：

${array_name[index]}

#!/bin/bash

my_array=(A B "C" D)

echo "第一个元素为: ${my_array[0]}"

echo "第二个元素为: ${my_array[1]}"

echo "第三个元素为: ${my_array[2]}"

echo "第四个元素为: ${my_array[3]}"

执行脚本，输出结果如下所示：

$ chmod +x test.sh 

$ ./test.sh

第一个元素为: A
第二个元素为: B
第三个元素为: C
第四个元素为: D

1、获取数组中的所有元素

使用@ 或 * 可以获取数组中的所有元素，例如：

#!/bin/bash

my_array[0]=A
my_array[1]=B
my_array[2]=C
my_array[3]=D

echo "数组的元素为: ${my_array[*]}"
echo "数组的元素为: ${my_array[@]}"

执行脚本，输出结果如下所示：

$ chmod +x test.sh 
$ ./test.sh

数组的元素为: A B C D
数组的元素为: A B C D

2、获取数组的长度

获取数组长度的方法与获取字符串长度的方法相同，例如：

#!/bin/bash
my_array[0]=A
my_array[1]=B
my_array[2]=C
my_array[3]=D

echo "数组元素个数为: ${#my_array[*]}"
echo "数组元素个数为: ${#my_array[@]}"

执行脚本，输出结果如下所示：

$ chmod +x test.sh 
$ ./test.sh

数组元素个数为: 4
数组元素个数为: 4

🦋9.3 遍历数组

1、方式一

#!/bin/bash

my_arr=(AA BB CC)

for var in ${my_arr[*]}
do
  echo $var
done

2、方式二

my_arr=(AA BB CC)
my_arr_num=${#my_arr[*]}
for((i=0;i<my_arr_num;i++));
do
  echo "-----------------------------"
  echo ${my_arr[$i]}
done

🔎10.加载其它文件的变量

和其他语言一样，Shell 也可以包含外部脚本。这样可以很方便的封装一些公用的代码作为一个独立的文件。

Shell 文件包含的语法格式如下：

. filename   # 注意点号(.)和文件名中间有一空格
 
或
 
source filename 

定义两个文件 test1.sh和test2.sh，在test1中定义一个变量arr=(java c++ shell),在test2中对arr进行循环打印输出。

第一步: vim test1.sh

#!/bin/bash

my_arr=(AA BB CC)

第二步: vim test2.sh

#!/bin/bash

source ./test1.sh  # 加载test1.sh 的文件内容

for var in ${my_arr[*]}

do

  echo $var

done

第三步: 执行 test2.sh

sh test2.sh

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