简介

shell 是类 UNIX 系统的外壳，使用 shell 用于实现人机交互的目的，我们通过它可以与内核之间进行交互，从而轻松完成一些操作。换句话说，我们可以认为 shell 就是一个人机交互方式，通过它，我们不需要有编程基础，不需要直接操作计算机内核则可以完成一些想要的工作；事实上 shell 可以分为图形化的 shell 和命令行 shell，我们用鼠标操作桌面也是一个图形化 shell 为我们提供了交互，这边主要讨论的是命令行 shell 的学习。

Shell有两种执行命令的方式：

• 交互式（Interactive）：用户在终端输入一条命令，Shell就解释执行一条，并且可以直接显示结果。
• 批处理（Batch）：用户事先写一个Shell脚本(Script)，其中有很多条命令，让Shell一次把这些命令执行完，而不必一条一条地敲命令，而由于 shell 本身就被看做是一种脚本语言，也有变量和流程控制语句，因此它具备的功能远比 windows 下的批处理要强大。

常用 shell

shell 本身是作为类 UNIX 系统的外壳，而它本身并不是唯一的，也就是说当你使用 linux 操作系统时，你可以更换不同的 shell，常用的 shell 有： bash,zsh,dash,csh 等等。

bash

一般而言 MAC 电脑下默认的 shell 为 bash，ubuntu 等系统登录后，用户的默认 shell 为 bash，内部命令一共有40个。

dash

它比 Bash 小，只需要较少的磁盘空间，但是它的对话性功能也较少，而 ubuntu 等系统开启加载的 shell 为 dash (据说可以提高启动速度)。

csh

C shell 是一个交互式命令解释器和一种命令编程语言，采用的语法类似于 C 编程语言，共有 52 个内部命令。

zsh

zsh 原本是一个 Linux 用户很少使用的 shell，虽然它功能强大，但由于配置过于复杂，难以学习，因此使用的人少，但这两年由于 oh my zsh github 等一些社区的流行，让 zsh 的使用越来越广泛，由于它更加人性化，功能更加强大，也成为越来越多人 UNIX 下的默认 shell。

解释型语言

传统的程序设计语言，例如Fortran、Ada、Pascal、C、C++和Java，都是编译型语言；而像 awk、Perl、Python、Ruby 与 Shell 等都属于解释型语言，即脚本语言。

两者的区别是，编译型语言需要一次性编译成二进制代码，才可以被计算机执行，之后都是执行这个可执行程序，无需再编译因此执行速度快；解释型语言则是，解释器(interpreter)需要读取我们编写的源代码(source code)，并将其转换成目标代码(object code)，再由计算机运行，因为每次执行程序都多了编译的过程，因此效率有所下降。

shell 的适用场景

shell 脚本有着相当好的移植性，经过 POSIX 标准化，shell 脚本几乎可以在各种类 UNIX 操作系统上使用，并且最新的 windows 系统也将会加入 shell，也就是说，未来，几乎所有的 PC 都将支持 shell 脚本的使用。

shell 脚本开发较为简单，语法简单易学，通过调用各种工具可以轻松的实现某个功能，相比于 C、C++ 等可以说要简单的多。

shell 脚本同样有它不完美之处，有效率低，功能受限等问题，在如下情况下，一般不使用 shell：

• 资源密集型的任务，尤其在需要考虑效率时（比如，排序，hash等等）。
• 需要处理大任务的数学操作，尤其是浮点运算，精确运算，或者复杂的算术运算（这种情况一般使用C++或FORTRAN 来处理）。
• 有跨平台（操作系统）移植需求（一般使用C 或Java）。
• 复杂的应用，在必须使用结构化编程的时候（需要变量的类型检查，函数原型，等等）。
• 对于影响系统全局性的关键任务应用。
• 对于安全有很高要求的任务，比如你需要一个健壮的系统来防止入侵、破解、恶意破坏等等。
• 项目由连串的依赖的各个部分组成。
• 需要大规模的文件操作。
• 需要多维数组的支持。
• 需要数据结构的支持，比如链表或数等数据结构。
• 需要产生或操作图形化界面 GUI。
• 需要直接操作系统硬件。
• 需要 I/O 或socket 接口。
• 需要使用库或者遗留下来的老代码的接口。
• 私人的、闭源的应用（shell 脚本把代码就放在文本文件中，全世界- 都能看到）。

脚本执行

加入解释器说明

首先新建一个文件，一般我们取名为 xxx.sh，.sh 为扩展名，事实上你可以不加入这个扩展名，但为了方便我们自己了解，一般建议还是加上 .sh。

第一行输入 #!/bin/bash，“#!” 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。如果你使用 csh ，你则在第一行输入 #!/bin/csh。

如何运行脚本

以这段脚本代码为例，文件名为 tesh.sh：

#!/bin/bash
echo "Hello World !"

我们有三种方法执行这段脚本。

• 终端输入作为解释器参数： bash test.sh，注意这种方式运行的脚本，不需要在第一行指定解释器信息，因为不会起到任何效果，也就是说，你输入 bash test.sh 和 dash test.sh 很可能会得到不同的结果。
• 作为可执行程序：首先我们需要将文件变成可执行程序，一般而言，linux 下除非二进制可执行程序（编译生成的文件），一般的文本文件默认都是不可执行的，chmod +x ./test.sh #使脚本具有执行权限，然后直接执行该文件，./test.sh #执行脚本。注意，一定要写成 ./test.sh，而不是 test.sh。
• source ./test.sh 使用 bash 的内置命令来运行脚本，source 可以用 . 符号来代替。

source filename 与 sh filename 及 ./filename 执行脚本的区别:

• 当shell脚本具有可执行权限时，用 sh filename 与 ./filename 执行脚本是没有区别得。./filename 是因为当前目录没有在 PATH 中，所有"."是用来表示当前目录的。
• sh filename 重新建立一个子shell，在子 shell 中执行脚本里面的语句，该子 shell 继承父 shell 的环境变量，但子 shell 新建的、改变的变量不会被带回父 shell，除非使用 export。
• source filename：这个命令其实只是简单地读取脚本里面的语句依次在当前 shell 里面执行，没有建立新的子 shell。那么脚本里面所有新建、改变变量的语句都会保存在当前shell里面。

基础语法

echo

echo是Shell的一个内部指令，用于在屏幕上打印出指定的字符串。

直接输出字符串：echo "hello world!"

输出变量：

o="hello world!"
echo "the string is $o"

显示结果重定向至文件：echo "It is a test" > myfile

printf

printf 命令用于格式化输出， 是 echo 命令的增强版。它是 C 语言 printf() 库函数的一个有限的变形，并且在语法上有些不同。注意：printf 由 POSIX 标准所定义，移植性要比 echo 好。

printf 命令的语法：printf format-string [arguments...] format-string 为格式控制字符串，arguments 为参数列表。shell 中 printf 功能和用法与 C 语言中的 printf 函数类似，这边不再详细说明。

定义变量

变量直接采用赋值语句，类似 C 语言，但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，一旦加入空格，则会报错。

firstValue="hello"

变量名的命名须遵循如下规则：

• 首个字符必须为字母（a-z，A-Z）。
• 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）。

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="alading"
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，如：echo "I am good at ${skill}Script"

推荐给所有变量加上花括号，这是个好的 shell 编程习惯。

重新定义变量

已定义的变量，可以被重新定义，如：

your_name="alading"
echo ${your_name}
your_name="aladin"
echo ${your_name}

注意，第二次赋值的时候不能写 $myUrl="adin"，只有使用变量的时候才加美元符（$）。

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。

#!/bin/bash
your_name="alading"
readonly your_name
your_name="aladin"

运行脚本，结果如下：
/bin/sh: NAME: This variable is read only.

删除变量

使用 unset 命令可以删除变量。

#!/bin/bash
your_name="alading"
unset your_name
echo $your_name

特殊变量

这边需要记住如下表格的内容，shell 脚本会频繁灵活的调用如下内容。

#!/bin/bash
echo "$0 $1 $# $* $@ $? $$"

运行结果：
$./test.sh haha

./test.sh haha 1 haha haha 0 14520

转义字符

可以使用 echo 命令的 -e 进行转义，-E 选项禁止转义，默认情况，不进行转义。

echo -e "Value1 \n"
echo "Value2 \n"

运行结果：
>> Value \n
>> Value2

命令替换

shell 中有许多内置的软件和命令，如： ls , pwd , date 等，我们可以在 shell 脚本中嵌入这些软件运行的结果。

#!/bin/bash
DATE=`date`
echo "Date is $DATE"

运行结果
Sat Jun 17 15:19:56 CST 2017

变量替换

减号“—”和加号“+”分别是当变量无定义和有定义的时候返回Word，都不改变var；等于号“=”，不管有没有定义，都给var重新赋值，并返回Word；对于问号“？”，当变量没有定义的时候直接输出message并且退出，当变量有定义的时候，不执行任何操作，相当于直接跳过了。

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。

• 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；
• 双引号里可以有变量，双引号里可以出现转义字符

获取字符串长度：

${#parameter}
Parameter  length.  The length in characters of the value of parameter is substituted.

string="abcd"
echo ${#string} #输出 4

提取子字符串：

string="alibaba is a great company"
echo ${string:1:4} #输出liba

查找子字符串

string="alibaba is a great company"
echo `expr index "$string" is`

数组

bash支持一维数组（不支持多维数组），并且没有限定数组的大小。类似与C语言，数组元素的下标由0开始编号。获取数组中的元素要利用下标，下标可以是整数或算术表达式，其值应大于或等于0。

用括号来表示数组，数组元素用“空格”符号分割开。定义数组的一般形式为：array_name=(value1 ... valuen)

array_name=(value0 value1 value2 value3)
或者
array_name=(
value0
value1
value2
value3
)
单独赋值：
array_name[0]=value0
array_name[1]=value1
array_name[2]=value2

读取数组元素值的一般格式是：${array_name[index]}，同普通变量类似。

获取数组的长度：

# 取得数组元素的个数
length=${#array_name[@]}
# 或者
length=${#array_name[*]}
# 取得数组单个元素的长度
lengthn=${#array_name[n]}

运算符

算术运算符

算术运算符基本上和 C 语言保持一致。

a=10
b=20

关系运算符

a=10
b=20

布尔运算符

a=10
b=20

字符串运算符

a="abc"
b="efg"

文件测试运算符

file="~/test.sh"

注释

以“#”开头的行就是注释，会被解释器忽略，sh 里没有多行注释，只能每一行加一个 # 号。

在开发过程中，遇到大段的代码需要临时注释起来，过一会儿又取消注释，怎么办呢？每一行加个#符号太费力了，可以把这一段要注释的代码用一对花括号括起来，定义成一个函数，没有地方调用这个函数，这块代码就不会执行，达到了和注释一样的效果。

语句

判断语句

if ... else 语句的语法：

if [ expression ]
then
   Statement(s) to be executed if expression is true
fi

expression 和方括号([ ])之间必须有空格，条件语句的主体内容前面必须有 tab 间隔，否则会有语法错误。

#!/bin/sh
a=10
b=20
if [ $a ！= $b ]
then
   echo "a is not equal to b"
fi

运行结果：
a is not equal to b

if ... else ... fi 语句的语法：

if [ expression ]
then
   Statement(s) to be executed if expression is true
else
   Statement(s) to be executed if expression is not true
fi

if ... elif ... fi 语句的语法为：

if [ expression 1 ]
then
   Statement(s) to be executed if expression 1 is true
elif [ expression 2 ]
then
   Statement(s) to be executed if expression 2 is true
elif [ expression 3 ]
then
   Statement(s) to be executed if expression 3 is true
else
   Statement(s) to be executed if no expression is true
fi

测试语句

Shell中的 test 命令用于检查某个条件是否成立，它可以进行数值、字符和文件三个方面的测试，例如：

num1=100
num2=100
if test $[num1] -eq $[num2]
then
    echo 'The two numbers are equal!'
else
    echo 'The two numbers are not equal!'
fi

结果：
The two numbers are equal!

test 的表述方法一般都可以直接用 if 来完成，这边只做个介绍，不推荐使用。

case

case ... esac 与其他语言中的 switch ... case 语句类似，是一种多分枝选择结构。case 语句匹配一个值或一个模式，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
    command3
    ;;
模式2）
    command1
    command2
    command3
    ;;
*)
    command1
    command2
    command3
    ;;
esac

举例：

echo 'Input a number between 1 to 4'
echo 'Your number is:\c'
read aNum
case $aNum in
    1)  echo 'You select 1'
    ;;
    2)  echo 'You select 2'
    ;;
    3)  echo 'You select 3'
    ;;
    4)  echo 'You select 4'
    ;;
    *)  echo 'You do not select a number between 1 to 4'
    ;;
esac


输入不同的内容，会有不同的结果，例如：
Input a number between 1 to 4
Your number is:3
You select 3

for循环

与其他编程语言类似，Shell支持for循环。for循环一般格式为：

for 变量 in 列表
do
    command1
    command2
    ...
    commandN
done

列表是一组值（数字、字符串等）组成的序列，每个值通过空格分隔。每循环一次，就将列表中的下一个值赋给变量。in 列表是可选的，如果不用它，for 循环使用命令行的位置参数。for 循环在使用过程中相当方便，可以将任意内容作为 in 的目标，然后可以快速的检索执行相关内容。例如，我们需要将 windows 下压缩的所有文件夹在 linux 下解压，则可以用 for 语句将文件以 gb2312 的模式解压，具体代码如下：

#!/bin/bash

for i in *.zip
do
    unzip -O Gb2312 "$i"
done

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 command
do
   Statement(s) to be executed if command is true
done

while循环可用于读取键盘信息。下面的例子中，输入信息被设置为变量FILM，按<Ctrl-D>结束循环。

echo 'type <CTRL-D> to terminate'
echo -n 'enter your most liked film: '
while read FILM
do
    echo "Yeah! great film the $FILM"
done

until 语句

until 循环与 while 循环在处理方式上刚好相反，until 循环执行一系列命令直至条件为 true 时停止。

until 循环格式为：

until command
do
   Statement(s) to be executed until command is true
done

例如，使用 until 命令输出 0 ~ 9 的数字：

#!/bin/bash
a=0
until [ ! $a -lt 10 ]
do
   echo $a
   a=`expr $a + 1`
done

break 语句

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，像大多数编程语言一样，Shell也使用 break 和 continue 来跳出循环。

continue命令

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。

函数

函数可以让我们将一个复杂功能划分成若干模块，让程序结构更加清晰，代码重复利用率更高，Shell 函数也必须先定义后使用。

Shell 函数的定义格式如下：

function function_name () {
    list of commands
    [ return value ]
}

function 关键字可加可不加；函数返回值，可以显式增加return语句；如果不加，会将最后一条命令运行结果作为返回值。

#!/bin/bash
funWithReturn(){
    echo "The function is to get the sum of two numbers..."
    echo -n "Input first number: "
    read aNum
    echo -n "Input another number: "
    read anotherNum
    echo "The two numbers are $aNum and $anotherNum !"
    return $(($aNum+$anotherNum))
}
funWithReturn
# Capture value returnd by last command
ret=$?
echo "The sum of two numbers is $ret !"

运行结果：
The function is to get the sum of two numbers...
Input first number: 25
Input another number: 50
The two numbers are 25 and 50 !
The sum of two numbers is 75 !

函数返回值在调用该函数后通过 $? 来获得，不像 C 语言的直接调用赋值。

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...

#!/bin/bash
funWithParam(){
    echo "The value of the first parameter is $1 !"
    echo "The value of the second parameter is $2 !"
    echo "The value of the tenth parameter is $10 !"
    echo "The value of the tenth parameter is ${10} !"
    echo "The value of the eleventh parameter is ${11} !"
    echo "The amount of the parameters is $# !"  # 参数个数
    echo "The string of the parameters is $* !"  # 传递给函数的所有参数
}
funWithParam 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 73

运行结果：
The value of the first parameter is 1 !
The value of the second parameter is 2 !
The value of the tenth parameter is 10 !
The value of the tenth parameter is 34 !
The value of the eleventh parameter is 73 !
The amount of the parameters is 12 !
The string of the parameters is 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，所以一般良好的方式是所有的变量参数调用时都加上 {} 。

重定向

输出重定向

命令的输出不仅可以是显示器，还可以很容易的转移向到文件，这被称为输出重定向。上面我们在使用 echo 的时候其实已经用到了输出重定向，这是 shell 下记录日志的常用方法。

命令输出重定向的语法为：

• command > file ： 表示创建 file 文件，将 command 的结果输出到 file 文件中，如果已经存在 file 文件，则直接覆盖源文件内容。
• command >> file： 表示创建 file 文件，将 command 的结果输出到 file 文件中，如果已经存在 file 文件，则不覆盖原文内容，而在文件末尾进行追加。

输入重定向

和输出重定向一样，shell 命令也可以从文件获取输入，语法为：command < file，这样，本来需要从键盘获取输入的命令会转移到文件读取内容。

输入重定向到 users 文件，即：读取 user 文件下的内容，用 command 对这个文件内容进行处理。例如：wc -l < users。

标准错误文件

一般情况下，每个 Unix/Linux 命令运行时都会打开三个文件：

• 标准输入文件(stdin)：stdin的文件描述符为0，Unix程序默认从stdin读取数据。默认情况下，command > file 将 stdout 重定向到 file
• 标准输出文件(stdout)：stdout 的文件描述符为1，Unix程序默认向stdout输出数据。command < file 将 stdin 重定向到 file。
• 标准错误文件(stderr)：stderr的文件描述符为2，Unix程序会向stderr流中写入错误信息。command 2 > file，stderr 重定向到 file。

一般我们可以这样操作，将 stdout 和 stderr 分别重定向到 file：command >> file1 2 >> file2

/dev/null 文件

如果希望执行某个命令，但又不希望在屏幕上显示输出结果，那么可以将输出重定向到 /dev/null，command > /dev/null 2>&1 可以用来屏蔽 stdout 和 stderr。

本文是一个 bash 入门的基础语法笔记，主要参考学习和整理了如下链接的内容。

参考链接：
http://c.biancheng.net/cpp/shell/
http://blog.csdn.net/wangyangkobe/article/details/6595143
https://zhidao.baidu.com/question/489742760031792892.html
http://blog.csdn.net/hansel/article/details/9817129
http://www.360doc.com/content/13/1211/14/14541491_336331604.shtml