shell脚本编程（一）

2301_78801761

48人浏览 · 2026-07-17 22:22:49

2301_78801761 · 2026-07-17 22:22:49 发布

文章目录

前言
一、Shell介绍
二、Shell脚本编写与执行
三、Shell 程序：变量
四、特殊变量赋值
五、变量运算
六、变量类型与作用范围
七、重定向与管道
总结

前言

Shell 是 Linux/Unix 系统的命令行解释器，也是运维工程师最核心的自动化工具。Shell 脚本本质是一个按顺序存放 Linux 命令的文本文件，加上变量、条件判断、循环和函数，就成了一门完整的编程语言，特别适合系统管理、软件部署、日志分析和定时任务等场景。相比其他编程语言，Shell 在调用系统命令、管理进程和处理文本方面有天然优势。

一、Shell介绍

1.1 Shell简介

Shell 是一个用 C 语言编写的程序，是Linux系统中的一个命令行解释器，它是用户与操作系统内核之间的桥梁。简单说，就是你输入命令，Shell 负责理解并告诉内核去执行。

1.2 Shell三大功能

命令翻译：把命令翻译成内核能懂的指令
输入输出管理 ：管理数据从哪来到哪去
编程能力：把命令写成脚本自动执行

1.3 常见Shell类型

（1）/bin/bash：默认Shell，CentOS/RHEL都用它
（2）/bin/sh： bash的"祖先"，已软链接到bash
（3）/bin/tcsh ：C Shell增强版

1.4 Shell解释器

Linux 系统中存在多种 Shell 解释器，用户可通过以下命令查看系统中已安装的 Shell：

cat /etc/shells  #查看系统支持的所有Shell
echo $SHELL  #查看当前使用的Shell

在这里插入图片描述

二、Shell脚本编写与执行

2.1 Shell脚本的基本构成

部分	说明	示例
脚本声明	告诉系统用什么解释器	#!/bin/bash
注释	代码说明，不被执行	# 这是注释
命令	实际执行的语句	echo “hello”

2.2 编写 Shell 脚本

使用文本编辑器（如 vi）创建一个新文件，扩展名通常为 .sh

#!/bin/bash
echo "Hello World"

#! 是一个约定标记，指定脚本使用的解释器路径。
echo 用于向窗口输出文本。
在这里插入图片描述

2.4 创建脚本四步流程

创建文件：vim f01.sh
添加权限：chmod +x f01.sh
检查语法：bash -n f01.sh
执行脚本：./f01.sh

2.3 执行 Shell 脚本

执行脚本前需赋予执行权限：

chmod +x ./f01.sh

在这里插入图片描述

执行方式有四种（最常用的是前两种）：
sh f01.sh（作为解释器参数执行）
./f01.sh（当前目录下执行）
source f01.sh（source执行）
sh < f01.sh （重定向执行）
source和bash区别
（1）bash 会创建子进程执行，脚本里的 cd、export、变量赋值等操作，只对子 Shell 生效。脚本执行完毕，子 Shell 销毁，当前终端环境完全不变。
（2）source不会创建子 Shell，直接在当前的 Shell 中逐行执行，不会创建子 Shell，直接在当前的 Shell 中逐行执行。脚本里的 cd、export、变量赋值等操作，会直接影响当前终端。

三、Shell 程序：变量

3.1 语法格式

变量定义格式：变量名=值（等号两侧不能有空格）

命名规则：
（1）只能包含字母、数字、下划线
（2）不能以数字开头
（3）区分大小写

3.2 变量使用

利用 $变量名 或 ${变量名} 使用变量。

#!/bin/bash
name="小明"
age=18
echo $name
echo $age
echo "my name is$name ,age is${age}"    
#变量后面紧跟着其他字符（比如字母、数字、下划线）时，就必须用花括号{}把变量名括起来，告诉 Shell 哪部分是变量名，哪部分是普通文本。

在这里插入图片描述

3.3 echo命令高级用法

选项含义：

选项	作用	示例
-n	不换行	echo -n “请输入”
-e	识别转义符	echo -e “a\nd”

常用转义字符：最常用是\n 、\t

字符	含义
\n	换行
\t	制表符
\c	不换行
\b	退格
\ \	输出\本身
\$	输出$本身

在这里插入图片描述

四、特殊变量赋值

4.1 双引号和单引号

双引号识别变量，单引号不识别变量

注：需要变量值时用双引号，需要原样输出时用单引号

4.2 反撇号与命令替换

作用：把命令输出存到变量里

4.2.1 反撇号

time=`date +%T`
echo "$time"

在这里插入图片描述

4.2.2 $()

$()更容易嵌套

 echo "今天日期：$(date +%Y年%m月%d日)"

在这里插入图片描述

4.3 read交互式输入命令

常用选项

-p：显示提示
-n：限制字符数
-s：静默输入（输入密码）
-t：超时秒数

#!/bin/bash
read -p "请输入名字：" name
echo "你好，$name"
read -n 11 -p "请输入手机号:" phone
echo ""
echo "$phone"
read -s -p "请输入密码:" pwd
echo "$pwd"

在这里插入图片描述

五、变量运算

5.1 expr

expr 是一款表达式计算工具，它能完成表达式的求值操作。

expr 1 + 1  #运算符两边必须有空格
expr 2 \* 3  #乘法需要转义
expr 10 % 3  #取余
a=5
b=3
expr $a + $b  #expr也支持变量运算
sum=`expr $a + $b`  #用反撇号把结果存为变量
echo $sum
sum=$(expr $a + $b)   #用$()把结果存为变量
echo $sum

在这里插入图片描述

5.2 $[ ] 和 $(())

echo $[2 * 3]   #用$[]不需要把乘法转义
echo $((2 * 3))   #用$(())不需要把乘法转义
a=9
b=6
echo $[a + b]
echo $((a - b))
echo $[a * b]  
echo $[a / b]

在这里插入图片描述

三种方式对比：

方式	乘法转义	变量$
expr	需要	需要
$[]	不需要	可省略
$(())	不需要	可省略

5.3 let命令——直接修改变量

let会修改变量本身

num=5
let num=num+4   #此时num变为9
echo $num  #输出num为9
num=5
let num+=5  #此时num变为10
echo $num  #输出num为10
let num-=4  #此时num为10-4=6
echo $num  #输出num为6
let num*=2  #此时num为6*2=12
echo $num   #此时num为12

在这里插入图片描述

let自增自减

num=15
let num++   #此时num为16
echo $num   #输出为16
let num--   #此时num为16-1=15
echo $num   #输出为15

在这里插入图片描述

let幂运算（特有）

num=2
let num=num**10   #2的10次方，num变为1024
echo $num   #输出为1024

在这里插入图片描述

5.4 bc计算器——浮点运算

5.4.1 `expr`只能计算整数，而`bc`可以计算小数（基本用法）

echo "scale=2; 10/3" | bc   #scale=2 表示保留2位小数,输出为3.33
echo "4^2" | bc   #表示4的2次方，输出为16
echo "sqrt(16)" | bc   #表示为16开根号，输出为4
r=5
echo "3.14159 * $r * $r" | bc   #表示为3.14159*5*5，输出为78.53975

scale只对除法有效

5.4.2 `bc`逻辑运算（返回0或1）

echo "3>5"|bc   #输出为0（假）
echo "3<5"|bc   #输出为1（真）
echo "10 == 10"|bc  #输出为1（真）

在这里插入图片描述

六、变量类型与作用范围

6.1 自定义变量与环境变量

自定义变量：用户自己定义的变量
环境变量：系统预定义的
常见环境变量：

变量	含义
echo $USER	当前用户名
echo $HOME	用户主目录
echo $PWD	当前工作目录
echo $SHELL	默认Shell
echo $LANG	系统语言
echo $RANDOM	随机数（0-32767）
echo $UID	用户ID

echo $PATH  #命令搜索路径，查看PATH

在这里插入图片描述
注：PATH=“” 会让所有命令失效！

6.2 只读变量

readonly PI=3.1415926  #设置只读变量
PI=3.14  #结果报错，只读变量不能改变
unset PI  #只读变量无法删除

在这里插入图片描述

6.3 位置变量

#!/bin/bash
echo "脚本名称：$0"
echo "第一个参数：$1"
echo "第二个参数：$2"
echo "第三个参数：$3"
echo "参数总数：$#"
echo "所有参数(\$*)：$*"
echo "所有参数(\$@)：$@"
ls /etc > /dev/null
echo "ls /etc 的返回值：$?"  # 返回值为0则上一条命令正确，返回值大于0则上一条命令错误
ls /abc > /dev/null 2>&1
echo "ls /abc 的返回值：$?"
echo "当前Shell进程PID：$$"
sleep 100 &
echo "后台进程PID：$!"

在这里插入图片描述

6.4 预定义变量

常用预定义变量

$?：上一条命令的返回状态（0=成功，非0=失败）
$$：当前进程的进程号
$!：最后一个后台进程的进程号

ls /etc > /dev/null
echo "ls /etc 的返回值：$?"  # 返回值为0则上一条命令正确，返回值大于0则上一条命令错误
ls /abc > /dev/null 2>&1
echo "ls /abc 的返回值：$?"
echo "当前Shell进程PID：$$"
sleep 100 &
echo "后台进程PID：$!"

在这里插入图片描述

6.5 export命令

name="李四"
bash                  # 进入子Shell
echo $name            # 无输出（子Shell看不到）
exit                  # 退出子Shell

export name           # 导出变量
bash                  # 进入子Shell
echo $name            # 输出：李四（子Shell能看到）

#export的三种用法
#方式1：先定义再导出
name="李四"
export name
#方式2：定义时直接导出
export city=beijing
# 方式3：export -n 取消导出
export -n name        # 取消后，子Shell又看不到了

在这里插入图片描述

七、重定向与管道

7.1 标准输入输出与错误输出

Linux的三条“流水线”

文件描述符	名称	默认设备	说明
0	STDIN	键盘	程序从这里读数据
1	STDOUT	显示器	正常输出到这里
2	STDERR	显示器	错误信息到这里

7.2 输出重定向

uname -p > kernel.txt   # > 覆盖：把输出保存到文件（覆盖原有内容）
uname -r >> kernel.txt  # >> 追加：把输出追加到文件末尾
ls /etc/passwd xxx > ok.txt 2> err.txt  # 正确的保存到ok.txt，错误的保存到err.txt
command > /dev/null 2>&1  # 忽略所有输出（正确+错误都丢弃）
echo $?   #输出值为0，则上一条命令正确

在这里插入图片描述

7.3 输入重定向

#输出到文件
cat > config.txt << EOF
app_name=MyApp
version=1.0
EOF
cat config.txt   #查看文件

在这里插入图片描述

7.4 管道操作

常用管道命令

命令	功能
grep	过滤
sort	排序
uniq	去重/统计
wc	统计行/字/字符
cut	提取列

rpm -qa | grep httpd  # 查找httpd包
who | wc -l  # 统计当前登录用户数
cat test.txt | awk '{print $1}' | sort | uniq -c | sort -rn | head -3  # 统计文件中出现次数最高的3个水果
# awk '{print $1}'：取每行第一个字段（通常是 IP）
# sort ：排序，方便 uniq 统计
# uniq -c ：统计每个 IP 出现次数
# sort -rn ：按次数倒序排序
# head -10 ：取前 10 条
cat /etc/passwd | grep "/bin/bash$" | cut -d: -f1   # 提取bash用户
# grep "/bin/bash$" 选择以/bin/bash结尾的行
# -d：指定以冒号为分割符
# -f1 取第一列

在这里插入图片描述

常用管道组合

组合	含义
sort filename	按字母排序
sort -n filename	按数字排序
sort -r filename	倒序
sort file \| uniq	去重
sort file \|uniq -c	统计出现次数
sort file \| uniq -d	只显示重复行

7.5 案例

7.5.1 案例一：自动化备份

#!/bin/bash
echo "CPU负载：$(uptime | awk '{print $10}')"  #打印第10列
echo "内存：$(free -h | awk 'NR==2{print $3"/"$2}')"
echo "磁盘：$(df -h | awk 'NR>1 && $5+0>80 {print "⚠ 磁盘"$1"使用率："$5}')"  #行号>1（跳过标题行）且 第5字段数值>80，打印警告信息、第1字段（分区名）、第5字段（使用率%）

在这里插入图片描述

7.5.2 案例二：服务器健康检查

#!/bin/bash
BACKUP_DIR="/backup"
DATE=$(date +%Y%m%d)
tar -czf ${BACKUP_DIR}/backup_${DATE}.tar.gz /home 2>${BACKUP_DIR}/error.log  
#将 /home 目录打包压缩成带日期的 .tar.gz 文件，并把所有错误信息单独保存到日志文件中。
if [ $? -eq 0 ]; then
echo "✓ 备份成功！"
else
echo "✗ 备份失败，请查看错误日志"
fi

在这里插入图片描述

总结

本文系统介绍了Shell编程的核心基础知识。Shell既是命令解释器，也是脚本编程语言，在系统管理和自动化运维中应用广泛。

脚本编写与执行：创建脚本文件后需赋予执行权限（chmod +x），可通过路径执行、bash调用或source方式运行，三种方式在子进程环境上有所区别。
变量与字符串：变量定义无需声明类型，局部变量与环境变量作用域不同；单引号保留字面值，双引号支持变量解析。
参数传递与运算符：$#统计参数个数，$*将所有参数合并为单字符串，$@保持参数独立。同时掌握了算术运算、关系比较、逻辑操作及文件测试等各类运算符的使用方法。