Shell 编程入门教程：Linux 变量、字符串与脚本执行详解

Shell 脚本是 Linux 运维中最常用的自动化工具之一。本文从变量运用、字符串操作、脚本创建与执行、环境变量、数学运算以及用户交互等几个方面，梳理 Shell 编程入门的基础知识。

一、变量的运用

1. 变量命名

在 Shell 中定义变量时，变量名不加美元符号（$），PHP 语言中变量则需要，例如：

your_name="yikoulinux"

注意：变量名和等号之间不能有空格，这一点和大多数编程语言都不一样。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）。
• 变量名称一般习惯为大写。

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

2. 常用变量

Linux Shell 中的变量分为：系统变量和用户自定义变量。

1. 系统变量：HOME、PWD、SHELL、USER 等，例如 echo $HOME。
2. 用户自定义变量：
   • 定义变量：变量=值
   • 显示当前 shell 中所有变量：set
   • 撤销变量：unset 变量
   • 声明静态变量：readonly 变量，注意不能 unset。
3. 将命令的返回值赋给变量（重点）

除了直接赋值，还可以把命令的返回值赋给变量。

1）反引号方式：

A=`ls -la`

反引号内的命令会被执行，并将结果返回给变量 A。

2）

A=$(ls -la)

$() 等价于反引号。

3）

for file in `ls /etc`

或

for file in $(ls /etc)

以上语句将 /etc 目录下的文件名循环出来。

3. 举例

例 1：

含义如下：

1. 定义一个变量名为 name 的变量，值为一口linux。
2. 输出变量 name 的值。
3. 定义一个变量名为 number 的变量，初始值为 22。
4. 输出变量 number 的值。
5. 直接输出带变量的字符串。
6. 使用双引号输出带变量的字符串。
7. 使用单引号输出带变量的字符串。
8. 使用双引号输出带不存在变量的字符串，不存在的变量默认为空。
9. 使用双引号来声明字符串中的变量。
10. 使用大括号 {变量名} 声明字符串中的变量。

注意：上述变量都是临时变量，当关闭终端后，变量就会消失。

例 2：删除变量并检查指定变量

1. unset name 删除变量 name。
2. 查找 name 变量。

二、字符串的操作

在做 Shell 批处理程序时，经常会涉及字符串相关操作。awk、sed 都可以做字符串处理，但 Shell 内置了一系列操作符，能达到类似效果。使用内部操作符可以省去启动外部程序的时间，因此处理速度会快很多。

1. 字符串操作（长度，读取，替换）

表达式	意义
${#string}	$string 的长度
${string:position}	在 $string 中，从位置 $position 开始提取子串
${string:position:length}	在 $string 中，从位置 $position 开始提取长度为 $length 的子串
${string#substring}	从变量 $string 的开头，删除最短匹配 $substring 的子串
${string##substring}	从变量 $string 的开头，删除最长匹配 $substring 的子串
${string%substring}	从变量 $string 的末尾，删除最短匹配 $substring 的子串
${string%%substring}	从变量 $string 的末尾，删除最长匹配 $substring 的子串
${string/substring/replacement}	使用 $replacement 来替换第一个匹配的 $substring
${string//substring/replacement}	使用 $replacement 替换所有匹配的 $substring
${string/#substring/replacement}	如果 $string 的前缀匹配 $substring，用 $replacement 替换匹配到的 $substring
${string/%substring/replacement}	如果 $string 的后缀匹配 $substring，用 $replacement 替换匹配到的 $substring

说明：* $substring 可以是一个正则表达式。

2. 字符串操作举例

a) 计算字符串长度

root@ubuntu:/home/peng# test='I love china'
root@ubuntu:/home/peng# echo ${#test}
12

${#变量名} 得到字符串长度。

b) 截取子串

root@ubuntu:/home/peng# test='I love china'
root@ubuntu:/home/peng# echo ${test:5}
e china
root@ubuntu:/home/peng# echo ${test:5:10}
e china
root@ubuntu:/home/peng#
root@ubuntu:/home/peng# echo ${test:4:10}
ve china

${变量名:开始:长度} 得到子字符串。

c) 字符串删除

root@ubuntu:/home/peng# test='c:/windows/boot.ini'
root@ubuntu:/home/peng# echo ${test#/}
c:/windows/boot.ini
root@ubuntu:/home/peng# echo ${test#*/}
windows/boot.ini
root@ubuntu:/home/peng# echo ${test##*/}
boot.ini
root@ubuntu:/home/peng# echo ${test%/*}
c:/windows
root@ubuntu:/home/peng# echo ${test%%/*}
c:

${变量名#substring正则表达式} 从字符串开头开始匹配 substring，删除匹配上的表达式。
${变量名%substring正则表达式} 从字符串末尾开始匹配 substring，删除匹配上的表达式。

注意：

${test##*/}、${test%/*} 分别是得到文件名或者目录地址最简单的办法。

d) 字符串替换

root@ubuntu:/home/peng# test='c:/windows/boot.ini'
root@ubuntu:/home/peng# echo ${test///}
c:windows/boot.ini
root@ubuntu:/home/peng# echo ${test////}
c:windowsboot.ini

${变量/查找/替换值} 一个“/”表示替换第一个，”//”表示替换所有，当查找中出现了：“/”请加转义符“\/”表示。

注意：字符串的位置是从 0 开始，-1 表示该字符串最后一个位置；截取字符串时是左闭右开的，从左边的位置开始，一直到右边的位置结束，不包括右边的位置。

三、脚本的创建和执行

Shell 脚本并不能作为正式的编程语言，因为它是在 Linux 的 Shell 中运行的，所以称它为 Shell 脚本。事实上，Shell 脚本就是一些命令的集合。

我们一般把所有的操作都记录到一个文档中，然后去调用文档中的命令，这样一步操作就可以完成了。一般 Shell 脚本都放在 /usr/local/sbin 目录下。

1) shell 脚本的创建

在 Linux 系统中，Shell 脚本（bash shell 程序）一般在编辑器（如 vi/vim）中编写，由 unix/linux 命令、bash shell 命令、程序结构控制语句和注释等内容组成，推荐用 vim 编辑器。

2) 脚本开头（第一行）

一个规范的 Shell 脚本的第一行会指出由哪个程序（解释器）来执行脚本中的内容，在 Linux bash 编程中一般为：

#!/bin/bash

或

#!/bin/sh  <==255个字符以内

其中开头的 #! 又称为幻数（shebang）。在执行 bash 脚本时，内核会根据 #! 后的解释器来确定该用哪个程序解释脚本中的内容。

注意：这一行必须放在每个脚本顶端的第一行，如果不是第一行则为脚本注释行，例如下面的例子。

root@ubuntu:/home/peng# cat test1.sh
#!/bin/bash
echo "scajy start"
#!/bin/bash      <==写到这里就是注释
#!/bin/sh
echo "scajy en:"

sh 和 bash 的区别：

root@ubuntu:/home/peng# ls -l /bin/sh
lrwxrwxrwx 1 root root 4 Sep 21  2015 /bin/sh -> bash

提示：sh 为 bash 的软链接，这里推荐用标准写法 #!/bin/bash。

Bash 是 GNU/Linux 默认的 Shell，和 Bourne shell（sh）兼容，Bash 采用了 Korn shell（Ksh）和 C shell（csh）的特性，符合 IEEE POSIX P10003.2/ISO 9945.2 shell and tools 标准。

CentOS 和 Red Hat Linux 下默认的 shell 均为 bash。因此，在写 Shell 脚本时，脚本的开头也可以不加 #!/bin/bash。但如果当前的 shell 非默认 shell，例如 tcsh，那么就必须写 #! 了。否则脚本文件只能执行一些命令的集合，不能使用 shell 内建的命令。建议养成习惯，不管什么脚本最好都加上开头语言标识，这在后文的 shell 编程规范中会再次提到。

如果脚本的开头不指定解析器，那么就要用对应的解释器来执行脚本。例如：bash test.sh

3) 脚本注释

在 Shell 脚本中，跟在 # 号后面的内容表示注释，用来对脚本进行注释说明。注释部分不会被执行，仅仅是给人看的。注释可以单独占一行，也可以跟在脚本命令后面与命令同一行。开发脚本时，如果没有注释，其他人就很难理解脚本到底在做什么，时间长了作者自己也会忘记。因此，要尽量养成书写注释的习惯，既方便他人也方便自己。否则写完脚本后过一段时间可能就记不起脚本的用途了，重新阅读会浪费很多时间，对团队协作也不利。

4) 举例

创建文件 first.sh，并复制如下信息到文件：

#cd usr/local/sbin
# vim first.sh
#! /bin/bash
##this is my first shell script
#wirten by 一口Linux 2021.5.3
date
echo "Hello world"

Shell 脚本一般以 .sh 为后缀名。

执行脚本，以下几种办法都可以：

#sh first.sh

#bash first.sh

#./first.sh

#./first.sh

会报权限不够，可以：

#chmod +x first.sh

四、环境变量的运用

1. 知识点详解

1. Linux Shell 中的变量分为：系统变量和用户自定义变量。
2. 系统变量：HOME、PWD、SHELL、USER 等，例如 echo $HOME。
3. 用户自定义变量：

1) 定义变量：变量=值
2）显示当前 shell 中所有变量：set
3）撤销变量：unset 变量
4) 声明静态变量：readonly 变量，注意：不能 unset

4. 定义变量的规则：

1) 变量名称可以由字母、数字和下划线组成，但是不能以数字开头。
2) 等号两边不能有空格
3) 变量名称一般习惯为大写

5. 将命令的返回值赋给变量（重点）：

1）A=`ls -la` 反引号，运行里面的命令，并把结果返回给变量 A
2）A=$(ls -la) 等价于反引号

6. 设置环境变量的基本语法：

export 变量名=变量值 （功能描述：将 shell 变量输出为环境变量）
source 配置文件（功能描述：让修改后的配置信息立即生效）
echo $变量名（功能描述：查询环境变量的值）

2. 操作详解

查看环境变量 HOME、PATH 的值：

root@ubuntu:/home/peng# echo $HOME
/root
root@ubuntu:/home/peng# echo $PATH
/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/home/peng/toolchain/gcc-4.6.4/bin:/home/peng/toolchain/arm-cortex_a8/bin

查看 Windows 系统中的环境变量：

查看环境变量 PATH 中所有的路径。

脚本路径设置举例

方法 1：修改环境变量，在 PATH 中增加指定“软件安装”的目录：

root@ubuntu:/home/peng/yikou# pwd
/home/peng/yikou
root@ubuntu:/home/peng/yikou# ls
a.sh
root@ubuntu:/home/peng/yikou# sh a.sh
Sun May  2 17:00:14 PDT 2021
Hello world
root@ubuntu:/home/peng/yikou# export PATH=$PATH:/home/peng/yikou/
root@ubuntu:/home/peng/yikou# echo $PATH
/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/home/peng/toolchain/gcc-4.6.4/bin:/home/peng/toolchain/arm-cortex_a8/bin:/home/peng/yikou/
root@ubuntu:/home/peng/yikou# a.sh
bash: /home/peng/yikou/a.sh: 权限不够
root@ubuntu:/home/peng/yikou# chmod 777 a.sh 
root@ubuntu:/home/peng/yikou# a.sh 
Sun May  2 17:01:34 PDT 2021
Hello world

方法 2：修改环境变量配置文件，使修改后的环境变量永久生效：

vim /etc/bash.bashrc

source .bash.rc

使配置文件重新生效。

关闭终端，重新打开并输入 a.sh 依旧可以执行：

root@ubuntu:/home/peng/# a.sh 
Sun May  2 17:10:00 PDT 2021
Hello world

五、数学运算

1. 知识点详解

运算符使用的语法：

expr 操作符对照表：

操作符含义：

2. 操作详解

1. 比较大小，只能对整数进行比较，需要加空格，Linux 保留关键字要转义：

root@ubuntu:/home/peng/yikou# num1=30
root@ubuntu:/home/peng/yikou# num2=50
root@ubuntu:/home/peng/yikou# expr $num1 > $num2

查看上一条命令有没有执行成功：

返回 0 成功，其他失败。

2. 小于、小于等于、大于等于：

expr $num1 < $num2
expr $num1 <= $num2
expr $num1 >= $num2

3. 运算：加、减、乘、除、取余

# 加
num1=17
num2=5
expr $num1 + $num2
# 减
num3=`expr $num1 + $num2`
echo $num3
expr $num1 - $num2
# 乘
expr $num1 * $num2
expr $num1 / $num2
# 取余数
expr $num1 % $num2

需要注意：双括号的计算方式，要赋值，否则会报错：

六、脚本与用户交互

操作命令行参数

1. 读取参数

bash shell 使用位置参数变量（positional parameter）存储命令行输入的所有参数，包括程序名。其中，$0 表示程序名，$1 表示第 1 个参数，$2 表示第 2 个参数，...，$9 表示第 9 个参数。如果参数个数多于 9 个，必须如下表示变量：${10}、${11}，...

#!/bin/bash
# author:一口Linux
for((count = 1; count <= $1; count++))
do
echo The number is $count.
done

执行结果：

修改脚本如下：

echo $1, $2, $3, $4

执行结果如下：

2 读取程序名

首先想到的是使用 $0，但 $0 获取的文件名包括 ./ 以及路径等前缀信息，如下：

echo The command entered is: $0
# 执行：./
# 输出：The command entered is: ./14.sh

如果想仅得到文件名，而不包括 ./，可以使用 basename 命令：

name=`basename $0`
echo The command entered is: $name
# 执行：./
# 输出：The command entered is: 14.sh

3 特殊变量

$# 表示命令行参数的个数：

#!/bin/bash
# author:一口Linux
params=$#
echo The number of params is: $params
for((i = 1; i <= params; i++))
do
echo The param is: $i
done

执行结果：

如果想获取所有的参数，当然可以使用 $# 和循环逐个遍历，也可以使用如下两个特殊变量：$* 将所有的命令行参数看作一个整体存储，而 $@ 将命令行中以空格分隔的参数单独存储，如下：

#!/bin/bash
# author:一口Linux
count=1
for param in "$*"
do
echo "$* parameter $count = $param"
count=$[ $count + 1 ]
done
count=1
for param in "$@"
do
echo "$@ parameter $count = $param"
count=$[ $count + 1 ]
done

4 基本的读取

read 命令接受从键盘或文件描述符中的输入数据，将其存储到一个指定变量中。

选项：

-p：指定读取值时的提示符；
-t：指定读取值时等待的时间（秒），如果没有在指定的时间内输入，就不再等了。
-n：设置允许输入字符的个数

参数：

变量：指定读取值的变量名

操作详解：

例 1：

#!/bin/bash
# author:一口Linux
# testing the read option
read -p "Please enter your name: " name
echo "Hello $name."

执行结果：

例 2：

read 命令中，可以根据需要将输入的数据保存在多个变量中。如果指定的变量比较少，那么最后一个变量将包括余下的所有输入，如下所示：

#!/bin/bash
# author:一口Linux
# testing the read option
read -p "Enter the values: " val1 val2 val3
echo "$val1"
echo "$val2"
echo "$val3"

执行结果：

例 3：综合示例

提示用户输入一个正整数 num，然后计算 1+2+3+...+num 的值；必须对 num 是否为正整数做判断，不符合应当重新输入。

思路：

• expr 只能对整数进行计算，直接用 expr 和一个整数计算，获取 $? 的值来判断是否为整数。
• 再用 expr $num1 > 0 判断是否大于 0。

#!/bin/bash
# author:一口Linux
while true
do
read -p "please input a positive number: " num
# 判别数是否是整数
expr $num + 1 &> /dev/null
if [ $? -eq 0 ];then
# 判别这个整数是否大于0，大于0回来1
if [ `expr $num > 0` -eq 1 ];then
#echo "yes,positive number"
# $sum没有赋值，默许为0
for i in `seq 0 $num`
do
sum=`expr $sum + $i`
done
echo "1+2+3+...+$num = $sum"
# 实施核算需求退出
exit
fi
fi
echo "error,input enlegal"
continue
done

测试：

七、关系运算符

有时候我们需要比较两个数字的大小关系，这时就要用到关系运算符。关系运算符只支持数值运算，不支持字符运算。

1. 知识点详解

Shell 语言支持下面这些关系运算符：

-eq：检测两个数是否相等，相等返回 true。
-ne：检测两个数是否不相等，不相等返回 true。
-gt：检测左边的数是否大于右边的，如果是返回 true。
-lt：检测左边的数是否小于右边的，如果是返回 true。
-ge：检测左边的数是否大于等于右边的，如果是返回 true。
-le：检测左边的数是否小于等于右边的，如果是返回 true。

2. 操作详解

#!/bin/bash
# author:一口Linux
a=10
b=20
if [ $a -gt $b ]
then
echo "a great than b"
else
echo "a not great than b"
fi

执行结果！如下：

八、字符串运算符

1. 知识点详解

=  比较两个字符串是否相等
!= 比较两个字符串是否不相等
-z 检测字符串的长度是否为零
-n  检测字符串的长度是否不为零
$字符名 变量是否有负值（为空），有返回 True，没有返回 False

2. 操作详解

#!/bin/bash
# author:一口Linux
###本脚本主要用于字符串运算符
if [ ! $1 ]
then
echo "第一个参数为空"
echo "****************************************************************"
echo "****************************************************************"
echo "**************执行用例的格式为：sh $0 变量1 变量2***************"
echo "****************************************************************"
echo "****************************************************************"
break
else
if [ ! $2 ]
then
echo "第二个参数为空"
echo "****************************************************************"
echo "****************************************************************"
echo "**************执行用例的格式为：sh $0 变量1 变量2***************"
echo "****************************************************************"
echo "****************************************************************"
break
else
###1、检测两个字符串是否相等；
if [ $1 = $2 ]
then
echo "这是第一个判断语句"
echo "变量1等于变量2"
else
echo "这是第一个判断语句"
echo "变量1不等于变量2"
fi
###2、检测两个字符串是否不相等；
if [ $1 != $2 ]
then
echo "这是第二个判断语句"
echo "变量1不等于变量2"
else
echo "这是第二个判断语句"
echo "便量1等于变量2"
fi
###3、检测字符串长度是否为0
if [ -z $1 ]
then
echo "这是第三个判断段语句"
echo "变量1字符串长度为0"
else
echo "这是第三个判断段语句"
echo $1
fi
###4、检测字符串长度是否不为0
if [ -n $2 ]
then
echo "这是第四个判断语句"
echo "变量2字符串长度不为0"
echo $2
else
echo "这是第四个判断语句"
echo "变量2字符串长度为0"
fi
###5、检测字符串是否不为空
if [ $1 ]
then
echo "这是第五个判断语句"
echo "变量1不为空"
else
echo "这是第五个判断语句"
echo "变量1为空"
fi
fi
fi

测试结果：

九、shell 文件及目录常用操作的几个实例

1. 提取路径的目录和文件名

提取目录：

dirname $path

提取文件名：

basename $path

2. 批量重命名带有空格文件

function processFilePathWithSpace(){
find $1 -name "* *" | while read line
do
newFile=`echo $line | sed 's/[ ][ ]*/_/g'`
mv "$line" $newFile
logInfo "mv $line $newFile $?"
done
}

3. 遍历文件内容

cat /tmp/text.txt | while read line
do
echo $line
done

4. 文件不存在，则创建文件

[ -f $logFile ] || touch $logFile

5. 递归遍历目录

function getFile(){
for file in `ls $1`
do
element=$1"/"$file
if [ -d $element ]
then
getFile $element
else
echo $element
fi
done
}

6. 清空文件内容

cat /dev/null > $filePath

以上就是 Shell 编程入门需要掌握的核心基础内容。变量、字符串、脚本执行、环境变量、数学运算以及用户交互，这些知识点串起来就能开始写实用的自动化脚本了。如果想深入交流脚本实践，欢迎到 云栈社区 分享与提问。