12.Bash & Shell 脚本编程

概述：什么是 Shell？Bash 又是什么？#

Shell 是用户与操作系统内核之间的命令解释器。
常见 shell：
- sh（Bourne Shell，最原始）
- bash（Bourne-Again Shell，Linux 默认）
- zsh（功能更强，macOS 新版本默认）
- dash（轻量级，Debian 启动用）

本文以 Bash 为主，语法兼容 sh 的大部分内容。

脚本基本结构#

✅ 标准格式#

1
#!/bin/bash
2
# 注意：第一行称为 "Shebang"，告诉系统用哪个解释器运行
3

4
# 第二行开始写注释或代码
5
echo "Hello, World!"

💡 小贴士：

文件扩展名可为 .sh（推荐但不是必须）
赋予执行权限：chmod +x hello.sh
运行脚本：./hello.sh

执行 Shell 脚本的 3 种方式#

方式	命令	特点
直接执行	`./script.sh`	需要 `+x` 权限，启动子 shell
使用 bash 命令	`bash script.sh`	不需要权限，总是新建进程
源码加载（source）	`source script.sh` 或 `. script.sh`	在当前 shell 中执行，变量保留

推荐使用 bash script.sh 进行开发测试。

变量与参数#

定义变量#

1
name="Alice"
2
age=25
3
PI=3.14159

📌 规则：

无空格在 = 两边
变量名只能包含字母、数字、下划线 _，不能以数字开头
默认所有变量是字符串类型

引用变量#

1
echo $name
2
echo ${name}    # 更标准，推荐用于复杂场景

只读变量#

1
readonly site="https://example.com"
2
site="new"  # ❌ 报错：cannot assign

删除变量#

1
unset name
2
unset age
3
# 注意：不能 unset $0、$$ 等特殊变量

输入输出处理（read / echo / printf）#

`echo` —— 输出文本#

1
echo "Hello"
2
echo -n "No newline"   # 不换行输出
3
echo -e "Line\nBreak"  # 启用转义字符（\n \t 等）

`printf` —— 格式化输出（更强大）#

1
printf "Name: %s, Age: %d\n" "Bob" 30
2
# 支持 %s %d %f %c 等格式符

`read` —— 从键盘读取输入#

1
echo -n "Enter your name: "
2
read username
3
echo "Hello, $username"

read 高级用法#

1
read -p "Password: " -s password  # -s 隐藏输入（密码）
2
read -t 5 response                # -t 设置超时（5秒）
3
read -a arr                       # 读入数组

条件判断（if、test、[ ]、[[ ]]）#

基本 if 结构#

1
if [ 条件 ]; then
2
    命令
3
elif [ 其他条件 ]; then
4
    命令
5
else
6
    命令
7
fi

注意：中括号 [ ] 是一个命令（即 test 命令），左右必须有空格！

示例：比较数值#

1
if [ $age -gt 18 ]; then
2
    echo "Adult"
3
fi

操作符（整数）	含义
`-eq`	等于
`-ne`	不等于
`-lt`	小于
`-le`	小于等于
`-gt`	大于
`-ge`	大于等于

字符串比较#

1
if [ "$name" = "Alice" ]; then
2
    echo "Hi Alice"
3
fi

操作符（字符串）	含义
`=` 或 `==`	是否相等
`!=`	是否不等
`-z str`	字符串为空？
`-n str`	字符串非空？

💡 推荐使用双引号包裹变量防止出错：[ "$var" = "value" ]

使用 `[[ ]]`（Bash 扩展，功能更强）#

1
if [[ $name == A* ]]; then
2
    echo "Starts with A"
3
fi

支持通配符匹配 *, <, > 比较字符串大小写等。

字符串操作#

获取长度#

1
str="hello"
2
echo ${#str}           # 输出：5

截取子串#

1
str="abcdefg"
2
echo ${str:2:3}        # 从第2位开始取3个字符 → "cde"
3
echo ${str:2}          # 从第2位到结尾 → "cdefg"

替换字符串#

1
filename="report.txt.bak"
2
echo ${filename/.txt/.log}    # 替换第一个匹配 → report.log.bak
3
echo ${filename//./_}        # 全局替换 → report_txt_bak

提取路径部分（常用于脚本）#

1
path="/home/user/docs/file.txt"
2

3
dirname $path     # → /home/user/docs
4
basename $path    # → file.txt
5
basename $path .txt  # → file （去掉后缀）

数学运算#

方法一：`$(( ))` 整数运算#

1
a=5
2
b=3
3
sum=$((a + b))        # 加法
4
diff=$((a - b))       # 减法
5
prod=$((a * b))       # 乘法
6
div=$((a / b))        # 除法（向下取整）
7
mod=$((a % b))        # 求余
8
power=$((a ** 2))     # 幂运算

方法二：`expr` 命令（旧方式，少用）#

1
result=$(expr $a + $b)

⚠️ 注意：* 必须转义：\*

浮点数计算？用 `bc`#

1
echo "scale=2; 10/3" | bc    # 输出：3.33
2
result=$(echo "sqrt(16)" | bc -l)

安装：sudo apt install bc 或 yum install bc

循环结构（for / while / until）#

for 循环#

标准 for#

1
for i in 1 2 3 4 5; do
2
    echo $i
3
done

类 C 风格（需双括号）#

1
for (( i=1; i<=5; i++ )); do
2
    echo $i
3
done

遍历数组#

1
files=("a.txt" "b.log" "c.conf")
2
for file in "${files[@]}"; do
3
    echo "Processing $file"
4
done

while 循环#

1
count=1
2
while [ $count -le 5 ]; do
3
    echo $count
4
    ((count++))
5
done

读取文件每行#

1
while IFS= read line; do
2
    echo "Line: $line"
3
done < /etc/passwd

until 循环（当条件为假时继续）#

1
i=1
2
until [ $i -gt 5 ]; do
3
    echo $i
4
    ((i++))
5
done

函数定义与使用#

定义函数#

1
greet() {
2
    local name=$1
3
    echo "Hello, $name"
4
}

提示：

local 创建局部变量，避免污染全局

$1, $2… 是传入的参数

调用函数#

1
greet "Alice"
2
greet $USER

返回值说明#

return N：返回状态码（0~255），用于判断成功失败
若需返回数据，应使用 echo 输出并捕获：

1
get_time() {
2
    date +"%H:%M:%S"
3
}
4

5
now=$(get_time)
6
echo "Current time: $now"

位置参数与特殊变量#

变量	含义
`$0`	脚本名称（含路径）
`$1` ~ `$9`	第1~第9个参数
`${10}`	第10个及以上参数（必须加 {}）
`$#`	参数总个数
`$@`	所有参数列表（每个作为独立字符串）
`$*`	所有参数作为一个字符串
`$$`	当前脚本进程 ID（PID）
`$?`	上一条命令的退出状态（0 表示成功）
`$!`	最近一个后台进程的 PID
`$PPID`	父进程 ID

✅ 推荐遍历所有参数的方法：

1
for arg in "$@"; do
2
    echo "Arg: $arg"
3
done

重定向与管道#

重定向#

操作	说明
`>`	覆盖输出到文件
`>>`	追加输出到文件
`<`	从文件读取输入
`2>`	错误输出重定向
`&>`	同时重定向 stdout 和 stderr

示例：

1
ls /root > output.txt 2>&1    # 正确+错误都保存
2
command >> log.txt             # 日志追加

管道 `|`#

将前一个命令输出作为下一个命令输入。

1
ps aux | grep ssh
2
cat /etc/passwd | cut -d: -f1 | sort
3
history | tail -10 | grep sudo

退出状态与错误处理#

查看上条命令状态#

1
ls /fake/path
2
echo $?   # → 2（非零表示失败）

主动设置退出码#

1
if [ ! -f config.cfg ]; then
2
    echo "Config missing!" >&2
3
    exit 1
4
fi

错误中断：set -e#

1
#!/bin/bash
2
set -e  # 一旦某条命令失败，脚本立即终止
3
command1
4
command2  # 如果失败，不会继续执行后面命令

组合开关（推荐开发中使用）#

1
set -euo pipefail
2
# -e: 出错即停
3
# -u: 使用未定义变量时报错
4
# -o pipefail: 管道中任意环节出错即视为失败

脚本调试技巧#

方法一：打印模式 `-x`#

1
bash -x script.sh       # 显示每一行执行过程

或在脚本内部启用：

1
set -x
2
your_commands_here
3
set +x  # 关闭

方法二：启用严格模式（前面已提）#

1
set -euo pipefail

方法三：使用 trap 捕获信号#

1
cleanup() {
2
    echo "Cleaning up temporary files..."
3
    rm -f /tmp/temp.*
4
}
5

6
trap cleanup EXIT  # 当脚本结束时自动调用 cleanup

可用于资源释放，如删除临时文件、关闭连接等。

最佳实践与安全建议#

✅ 推荐做法：

添加 shebang 和注释
使用 set -euo pipefail 开启严格模式
变量尽量用双引号包围："$var"
使用 local 定义函数内的变量
给脚本合理命名并分类存放（如 /usr/local/bin/）
使用 readonly 保护常量
对外部输入进行验证
记录日志而非仅打印屏幕

🚫 避免行为：

在 root 下随意运行未经审查的脚本
硬编码敏感信息（密码、密钥）
使用 rm -rf $var/ 而不做检查（可能变 rm -rf /）
忽略错误状态
不给变量加引号导致词分裂（Word Splitting）

附录A：常用内置命令速查#

命令	说明
`cd`	切换目录
`pwd`	显示当前路径
`export`	导出环境变量
`source` 或 `.`	在当前 shell 加载脚本
`readonly`	设置只读变量
`unset`	删除变量
`alias`	创建别名
`jobs`	查看后台任务
`exit N`	退出脚本并返回状态 N
`sleep N`	暂停 N 秒

附录B：文件测试条件表#

可在 [ ] 判断中使用：

表达式	含义
`[ -f file ]`	是否为普通文件
`[ -d dir ]`	是否为目录
`[ -r file ]`	是否可读
`[ -w file ]`	是否可写
`[ -x file ]`	是否可执行
`[ -s file ]`	文件大小非零？
`[ -e file ]`	文件是否存在（任何类型）
`[ file1 -nt file2 ]`	file1 比 file2 更新（修改时间）
`[ file1 -ot file2 ]`	file1 比 file2 更旧

例：

1
if [ -f "/etc/passwd" ]; then
2
    echo "passwd exists"
3
fi

音乐

音乐

12.Bash & Shell 脚本编程

概述：什么是 Shell？Bash 又是什么？#

脚本基本结构#

✅ 标准格式#

执行 Shell 脚本的 3 种方式#

变量与参数#

定义变量#

引用变量#

只读变量#

删除变量#

输入输出处理（read / echo / printf）#

echo —— 输出文本#

printf —— 格式化输出（更强大）#

read —— 从键盘读取输入#

read 高级用法#

条件判断（if、test、[ ]、[[ ]]）#

基本 if 结构#

示例：比较数值#

字符串比较#

使用 [[ ]]（Bash 扩展，功能更强）#

字符串操作#

获取长度#

截取子串#

替换字符串#

提取路径部分（常用于脚本）#

数学运算#

方法一：$(( )) 整数运算#

方法二：expr 命令（旧方式，少用）#

浮点数计算？用 bc#

循环结构（for / while / until）#

for 循环#

标准 for#

类 C 风格（需双括号）#

遍历数组#

while 循环#

读取文件每行#

until 循环（当条件为假时继续）#

函数定义与使用#

定义函数#

调用函数#

返回值说明#

位置参数与特殊变量#

重定向与管道#

重定向#

管道 |#

退出状态与错误处理#

查看上条命令状态#

主动设置退出码#

错误中断：set -e#

组合开关（推荐开发中使用）#

脚本调试技巧#

方法一：打印模式 -x#

方法二：启用严格模式（前面已提）#

方法三：使用 trap 捕获信号#

最佳实践与安全建议#

附录A：常用内置命令速查#

附录B：文件测试条件表#

文章目录

`echo` —— 输出文本#

`printf` —— 格式化输出（更强大）#

`read` —— 从键盘读取输入#

使用 `[[ ]]`（Bash 扩展，功能更强）#

方法一：`$(( ))` 整数运算#

方法二：`expr` 命令（旧方式，少用）#

浮点数计算？用 `bc`#

管道 `|`#

方法一：打印模式 `-x`#