Linux系列：shell编程之变量

1、shell的介绍

1）什么是shell？

Shell 本身是一个用c语言编写的程序，它是用户使用Unix/Linux的桥梁，用户的大部分工作都是通过Shell完成的。

Shell 既是一种命令语言，又是一种程序设计语言：作为命令语言，它交互式地解释和执行用户输入的命令；作为程序设计语言，它定义了各种变量和参数，并提供了许多在高级语言中才具有的控制结构，包括循环和分支。

Shell 它虽然不是Unix/Linux系统内核的一部分，但它调用了系统核心的大部分功能来执行程序、建立文件并以并行的方式协调各个程序的运行。Shell 是用户与内核进行交互操作的一种接口，目前最流行的Shell称为bash Shell（Bourne Again Shell）。

Shell是一门编程语言（解释型的编程语言，即shell脚本（就是在用linux的shell命令编程），Shell 脚本程序从脚本中一行一行读取并执行这些命令，相当于一个用户把脚本中的命令一行一行敲到Shell提示符下执行。

Shell是一种脚本语言，那么，就必须有解释器来执行这些脚本。Unix/Linux上常见的shell脚本解释器有bash、sh、csh、ksh等，习惯上把它们称作一种Shell。

我们常说有多少种Shell，其实说的是Shell脚本解释器，可以通过cat /etc/shells命令查看系统中安装的shell，不同的shell可能支持的命令语法是不相同的。

sh是Unix标准默认的shell，由Steve Bourne 开发，是Bourne Shell的缩写。

bash是Linux标准默认的shell，由Brian Fox 和Chet Ramey共同完成，是Bourne Again Shell的缩写。

shell本身支持的命令并不多，内部命令一共有40个，但是它可以调用其他的程序，每个程序就是一个命令，这使得Shell命令的数量可以无限扩展，其结果就是Shell的功能非常强大，完全能够胜任Linux的日常管理工作，如文本或字符串检索、文件的查找或创建、大规模软件的自动部署、更改系统设置、监控服务器性能、发送报警邮件、抓取网页内容、压缩文件等。

# 查看系统中安装的shell
[hadoop@image_boundary ~]$ cat /etc/shells 
/bin/sh
/bin/bash
/sbin/nologin
/bin/dash

2、shell语言

shell脚本代码通常写在普通文本文件中，通常以.sh结尾，虽然不是强制要求，但希望大家最好这么做。

1）基本语法

// vim是创建并打开了一个文件。
// a.sh存在，就是打开该文件；
// a.sh不存在，就是创建该文件。
[root@image_boundary ~]# vim a.sh

上述命令：创建并打开了a.sh这个文件。

我们在该脚本中写入如下两行代码。

//  一般在一个shell脚本的首行需要输入【#!/bin/bash】这句代码。
// 【#!/bin/bash】表示设置默认解释器类型。
// 但是如果【指定解释器执行】该脚本时，该行无效。
#!/bin/bash    
echo "Hello World"   

2）shell脚本的3种执行方式：大前提，都必须是在shell脚本所在目录下执行。

Ⅰ 指定解释器执行：【sh/bash + 脚本名称】。

操作如下：

[root@image_boundary ~]# sh a.sh
Hello World
[root@image_boundary ~]# bash a.sh
Hello World

Ⅱ bash内部命令：【source + 脚本名称】或【. + 脚本名称】。

操作如下：

[root@bigdata111 ~]# source a.sh
aa
[root@bigdata111 ~]# . a.sh
aa

• 注意1：source命令也称为“点命令”也就是一个点符号（.），是bash的内部命令。
• 注意2：source命令通常用于重新执行刚修改的初始化文件，使之立即生效，而不必注销并重新登录。
• 注意3：.和脚本名称之间是有空格的。

Ⅲ 直接执行：赋予文件可执行权限，才可以执行。

# 1 先确保该shell脚本文件有执权限
# chmod命令可以修改可读、可写、可执行的权限
chmod    

# 2 相对路径执行法(每次执行，必须切换到文件所在目录)
# 这里的点(.)指的是“当前路径”。
./脚本文件名

# 3 绝对路径执行法(只要有权限，什么路径下都可以执行)
/root/脚本文件名

操作如下：

// 修改该文件的权限，使其具有可执行的权限。
[root@image_boundary ~]# chmod 744 a.sh
[root@image_boundary ~]# ll
total 4
-rwxr--r--. 1 root root 31 Oct 18 09:18 a.sh

// 相对路径执行：必须切换到该文件的目录当中去，才可以执行。
[root@image_boundary ~]# ./a.sh
Hello World

// 绝对路径执行：在任何地方都可以执行。
[root@image_boundary ~]# /root/a.sh
Hello World

Ⅳ 这三种执行shell脚本命令的异同

3）shell脚本中【注释】的写法

3、变量

1）系统变量

// set：查看所有系统变量
[root@image_boundary ~]# set

// 常用的系统变量：$PWD   $PATH   $SHELL   $USER   $HOME

系统变量可以通过set命令查看，用户环境变量可以通过env查看。

// echo $PATH ：查看Linux中配置过的环境变量
[root@image_boundary ~]# echo $PATH
/usr/local/tomcat/apache-tomcat-8.5.45/bin:/usr/local/java/jdk1.8.0_73/bin:/usr/lib64/qt-3.3/bin:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin

// echo $PWD ：显示当前位置的绝对路径
[root@image_boundary ~]# echo $PWD
/root

// echo $USER : 显示当前你是哪一个用户登陆的虚拟机
[root@image_boundary ~]# echo $USER
root
[huangwei@image_boundary root]$ echo $USER
huangwei

// echo $HOME : 显示用户的家目录
[root@image_boundary ~]# echo $HOME
/root
[huangwei@image_boundary root]$ echo $HOME
/home/huangwei

// echo $SHELL : 显示linux系统默认的shell
[root@image_boundary ~]# echo $SHELL
/bin/bash

2）定义变量

语法格式：变量名=值

注意1：在shell脚本中定义变量，等号两侧，绝对不能有空格；
注意2：值中有空格，需要使用引号；
注意3：单引号会内容脱意，双引号可以识别变量；
注意4：变量紧挨着其它单词，可以使用${A}来获取变量A的值；

// shell中定义变量，等号两侧绝对不能有空格；
[root@bigdata111 ~]# A = 12
bash: A: command not found
[root@bigdata111 ~]# A=12
// 使用$号，可以获取变量的值；
[root@bigdata111 ~]# echo $A
12
[root@bigdata111 ~]# A=abc
[root@bigdata111 ~]# echo $A
abc
[root@bigdata111 ~]# A="abc"
[root@bigdata111 ~]# echo $A
abc
// 值中用空格，值需要使用引号引起来；
[root@bigdata111 ~]# A=ab c       
-bash: c: command not found
[root@bigdata111 ~]# A="ab c"   
[root@bigdata111 ~]# echo $A
ab c

[root@bigdata111 ~]# A="Chen Li"
[root@bigdata111 ~]# B='I love $A' 
// 单引号会导致内容脱意，双引号可以识别变量；
[root@bigdata111 ~]# echo $B
I love $A
[root@bigdata111 ~]# B="I love $A"
[root@bigdata111 ~]# echo $B
I love Chen Li

// 变量紧挨其它单词，会导致$C无法正常取值；
[root@bigdata111 ~]# C="dog"
[root@bigdata111 ~]# D="Those are $Cs"
[root@bigdata111 ~]# echo $D
This are
// 想要变量与其它单词区分，可以使用${C}；
[root@bigdata111 ~]# D="Those are ${C}s" 
[root@bigdata111 ~]# echo $D
Those are dogs

// 注意以下几种写法的不同点；
[root@image_boundary ~]# A="Dog"
// a放在$A前面：a$A
[root@image_boundary ~]# B="Those are a$A"  
// a放在$A后面：$Aa；
[root@image_boundary ~]# C="Those are $Aa"   
[root@image_boundary ~]# echo $B
Those are aDog
[root@image_boundary ~]# echo $C
Those are

3）其他用法

1）撤销变量：unset 变量名；
2）设置只读变量：readonly 变量名=值；
   注意：设置只读变量后，修改、撤销只读变量，会报错。

① 撤销变量操作如下：

[root@image_boundary ~]# A=12
[root@image_boundary ~]# echo $A
12
// 撤销变量后，变量输出为空；
[root@image_boundary ~]# unset A   
[root@image_boundary ~]# echo $A

[root@image_boundary ~]#

② 设置只读变量操作如下：

[root@image_boundary ~]# readonly A=100
// 修改只读变量，会报错；
[root@image_boundary ~]# A=666    
-bash: A: readonly variable
// 撤销只读变量，会报错；
[root@image_boundary ~]# unset A  
-bash: unset: A: cannot unset: readonly variable

4、案例：变量的使用(有点意思的一个案例)

1）绝对路径执行：才会有父进程、子进程

写两个脚本，在a.sh中调用b.sh执行，那我们想知道a脚本能不能获取到b脚本的变量，同时b脚本能不能获取到a脚本的变量？

// 脚本a.sh中的内容；
#!/bin/bash 
A="A in a.sh"
echo $A
echo $B
/root/b. sh

// 脚本b.sh中的内容；
#!/bin/bash 
B="B in b. sh"
echo $B
echo $A

使用cat命令分别查看这两个脚本文件中的内容。

① 先创建a.sh和b.sh文件，查看其权限：没有可执行的权限。

② 使用chmod命令修改权限。

[root@bigdata111 ~]# chmod 755 a.sh
[root@bigdata111 ~]# chmod 755 b.sh

可以看到，a.sh和b.sh都有了可执行权限。

③ 执行a.sh这个脚本文件。

[root@bigdata111 ~]# sh a.sh

结果如下：

分析： 为什么a.sh中【echo $B】没有执行，b.sh中【echo $A】没有执行？

shell是一个脚本程序，对于脚本程序，都是从脚本中一行一行读取并执行这些命令。因此，第一个【echo $B】没有执行，显示为空。第二个b.sh中【echo $A】为 什么也为空，分析如图所示。

把A、B两个变量提升为全局变量！会出现什么结果呢？

注意：上图中，假如把A和B同时提升为“全局变量”，但是子进程b.sh可以使用父进程中的A变量，而父进程a.sh却不能使用子进程的B变量。

2）内部命令执行：根本就没有父进程和子进程这一说，都是同一个进程。

因此在a.sh中可以使用b.sh中的变量B；在b.sh中可以使用a.sh中的变量A。

为了更好地说明上述区别，我们在脚本中分别打印$$，显示进程数。

// $$：显示进程数
[root@image_boundary ~]# echo $$
9544

第一种情况，使用“绝对路径调用方式”：

第二种情况，使用“内部命令调用方式”：

总结如下：

5、变量中几个常用符号

1）反引号(``)和$()：先计算再赋值

反引号``：键盘上Tab键上方的一个键，和~在一个格子上。

操作如下：

[root@bigdata111 ~]# A=`date`
[root@bigdata111 ~]# echo $A
Mon Sep 30 06:20:02 CST 2019
// $(变量)：表示先计算，再赋值；
[root@bigdata111 ~]# B=$(date)
[root@bigdata111 ~]# echo $B
Mon Sep 30 06:20:36 CST 2019

// 练习：你可以尝试以下以下操作，看看结果是什么？
[root@bigdata111 ~]# ll
total 8
-rw-r--r--. 1 root root  390 Oct  2 01:04 a.txt
-rw-r--r--. 1 root root    0 Oct  2 01:03 b.txt
drwxr-xr-x. 2 root root 4096 Oct  2 01:04 study
[root@bigdata111 ~]# echo `ll`     //  这个结果是什么
[root@bigdata111 ~]# echo $(ll)    //  这个结果是什么

2）变量中有用的技巧

${var}：获取变量本来的值；变量存在，输出原有值；变量不存在，输出空。
${var:-word}：判断某个变量是否存在。
              变量存在且有值，输出变量var的值；
              变量不存在，输出word。
               
${var:+word}：判断某个变量是否存在。
              变量存在且有值，输出word；
              变量不存在，输出为空。
             
${var:=word}：变量存在，返回变量var的值；
              变量不存在，相当于创建一个新变量var，并赋值为word。
             
${var:?message}：变量存在，输出变量var的值；
                 变量不存在，报错误。

3）特殊变量：在测试的时候很常用！！！

// 0代表上一次正确执行，正数代表上一次未正确执行；
$?表示上一个命令退出的状态码；

$$ 表示当前进程编号；
$0 表示当前脚本名称；
$n 表示n位置的输入参数（n代表数字，n>=1）；
$# 表示获取参数的个数，常用于循环；
$*和$@都表示获取参数列表。

操作如下：

[root@bigdata111 ~]# vim uni_var.sh
[root@bigdata111 ~]# cat uni_var.sh
#!/bin/bash
echo $?     #表示上一个命令退出的状态码
echo $$     #表示当前的进程编号
echo $0     #表示当前的脚本名称
echo $1     #表示第1个位置参数
echo $2     #表示第2个位置参数
echo $3     #表示第3个位置参数
echo $#    #表示参数的个数
echo $@    #输出参数列表
echo $*    #输出参数列表
[root@bigdata111 ~]# sh uni_var.sh aa bb cc
0
4192
uni_var.sh
aa
bb
cc
3
aa bb cc
aa bb cc

$*和$@都表示输出参数列表，区别如下：

操作如下：

结果如下：