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Bash Shell 脚本编程实践

Shell 既是一套命令行工具（交互式地解释和执行用户输入的命令）也是一种脚本设计语言（定义有变量与参数，并提供了控制、循环、分支结构）。Bash Shell 是由 GUN 官方项目提供的 Shell 解释器，名称源自于 Bourne Again SHell 的英文缩写，整合了传统 Korn Shell 以及 C Shell 的有效特性，并且尽量遵循IEEE POSIX P1003.2/ISO 9945.2规范，同时在编程与交互使用方面提供了大量的功能改进，因而在提供丰富功能的基础之上，展现出了良好的兼容特性，大多数.sh脚本可以无需移植修改即可交由 Bash Shell 来执行。

当用户登入任意一款 Linux 操作系统时，初始化程序init都将会为用户启动一个Bash Shell命令解析器，其即可以用于解析命令行输入并与内核进行交互，也可以作为高效的脚本编程语言，运用其提供的变量、参数、循环、分支等编程语法特性，完成一些批量的自动化的任务处理工作，本文将会围绕 Bash Shell 的脚本编程特性，加以进行详细的分析、说明与示例。

基础概念

Shell 脚本的解释过程就是从文件读入字符流，然后进行处理，最后将结果传送至某个文件，所以交互式 Shell 命令与 Shell 脚本在本质上并没有区别，只是 Shell 命令的输入是标准输入，输出是标准输出。

Shell 脚本的注释以#符号开始，一直到行末结束，例如可以在 Shell 命令行中输入以#开头的命令，则该命令将会被作为注释而忽略处理。

pi@raspberrypi:~ $ # 这是一条注释

按下【Ctrl + D】组合键将会在标准输入上产生一个文件结尾，因此在 Shell 命令当中可以使用该组合键直接退出 Shell 命令行。

Sha-Bang

Sha-Bang 是 Shell 脚本开头字符#!连在一起的读音（Sharp Bang），当 Shell 文件被 Linux 系统读取时，内核会通过#!表示的值（0x23, 0x21）识别出随后的解释器路径并调用，最后再将整个脚本内容传递给解释器。由于 Shell 当中#字符同时表示注释，因此 Shell 解释脚本文件时会自动忽略该行。本文讨论的 Shell 脚本通常以#!/bin/sh或者#!/bin/bash开头，表示当前使用的解释器为 Dash Shell 或者 Bash Shell。本文所涉及的代码都基于#!/bin/bash路径下的Bash Shell。

pi@raspberrypi:~ $ echo $SHELL
/bin/bash

pi@raspberrypi:~ $ bash --version
GNU bash，版本 5.0.3(1)-release (arm-unknown-linux-gnueabihf)

接下来，编写一个 Bash Shell 版本的 Hello World 程序：

#!/bin/bash
echo "Hello Bash Shell !"   # 注释

执行方式

Shell 脚本的执行主要存在如下 5 种方式：

将拥有执行权限的脚本作为命令调用，例如：./hello.sh；
显式使用 Shell 程序，将脚本文件作为参数来执行，例如：sh hello.sh；
将脚本文件重定向至 Shell 程序的标准输入，例如：sh < hello.sh；
通过管道符将脚本内容输出至 Shell 程序的标准输入，例如：cat hello.sh | sh；
使用source命令执行，例如：source hello.sh；

字符串与引号

Shell 解释器采用了字符流过滤器模型，简而言之，就是一条命令将结果送到标准输出，这个标准输出被连接到下一条命令的标准输入，每条命令的输出结果都是自己处理之后的字符流，接受的输入都是需要进行处理的字符流，所以字符串是 Shell 当中非常重要的组成部分。

Shell 当中存在'、"、`三种引号类型，其具体使用区别分别如下所示：

单引号'当中的字符串 Shell 不会进行处理，仅在需要保持字符串原样不变的时候使用；
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pi@raspberrypi:~ $ writer=Hank
pi@raspberrypi:~ $ echo '本文作者是：$writer'
本文作者是：$writer
双引号"当中的字符串 Shell 会进行处理，如果其中包含有可以求值的部分（变量、表达式、命令），则会被 Shell 替换为相应的求值结果；
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pi@raspberrypi:~ $ writer=Hank
pi@raspberrypi:~ $ echo "本文作者是：$writer"
本文作者是：Hank
反引号`用于引用一条 Linux 命令，其作用是将该命令的执行结果输出，效果类似于"$()"；
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pi@raspberrypi:~ $ echo 现在时间是 `date`
现在时间是 2020年 07月 12日星期日 14:56:40 CST

特殊字符

*和?都是通配符，前者匹配任意个字符，后者仅匹配一个字符；
:表示空命令，其返回值恒为0，循环语句当中，可以与true命令等价；

;是分行符，标识一行命令结束，可以通过它将多条命令编写在一行；

pi@raspberrypi:~ $ echo "Hello"; echo "World"; echo "at `date`"
Hello
World
at 2020年 07月 12日 星期日 16:00:29 CST

$可以用于获取变量或者表达式的值，结合大括号${}使用，可以在变量出现在字符串当中时，不与字符串内容相混淆；
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pi@raspberrypi:~ $ writer=Hank
pi@raspberrypi:~ $ echo ${writer} is the author of this blog
Hank is the author of this blog
结合小括号$()可以取一个命令的值作为字符串内容，其效果与反引号`相同；
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pi@raspberrypi:~ $ echo Now the time is $(date)
Now the time is 2020年 07月 12日星期日 16:48:33 CST
通过双小括号$(())可以取得一个数学表达式的计算结果，例如在使用*运算符计算一个乘积；
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pi@raspberrypi:~ $ echo $((2*2))
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.句点符号，等效于source命令，可用于在 Shell 进程上调用脚本；
\反斜线表示转义符，是一种引用单个字符的方法，也可以用于 Shell 命令的换行；
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pi@raspberrypi:~ $ echo "hello" \
> "bash" \
> "shell"
hello bash shell
空格作为参数命令的做分隔符，例如：touch a b会创建a和b两个文件，而touch c\ d则只会创建一个名为'c d'文件；
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pi@raspberrypi:~ $ touch c\ d

pi@raspberrypi:~ $ ls -l
-rw-r--r-- 1 pi pi 0 7月 12 16:55 'c d'

内/外部命令

外部命令：Shell 的绝大多数命令如同/bin/ls一样，是一个独立的外部可执行程序。当外部命令被调用时，本质就是调用了另外一个程序，首先 Shell 会创建子进程，然后在子进程当中运行该程序； 内部命令：内建在 Shell 程序当中，由 Shell 软件内部进行实现的命令，例如：cd、source、export、time等，它们都运行在 Shell 进程当中。

注意：如果希望脚本能够改变当前 Shell 自身的一些属性，则必须在 Shell 进程内执行调用。例如修改/etc/profile、~/.profile、~/.bashrc环境变量之后，必须使用source命令执行它们，以使其生效。

pi@raspberrypi:~ $ source /etc/profile

pi@raspberrypi:~ $ source ~/.profile

pi@raspberrypi:~ $ source ~/.bashrc

重定向

Shell 的设计哲学是字符流 + 过滤器，即将一个程序的输出，作为另一个程序的输入，这样就能将各种用途简单的小工具组合起来，完成一些看起来不可思议的功能。

默认情况下，Linux 当中的每一个进程都拥有 3 个特殊的文件描述指针：

标准输入：Standard Input，文件描述指针为0；
标准输出：Standard Output，文件描述指针为1；
标准错误输出：Standard Eror，文件描述指针为2；

IO 重定向就是捕捉命令、程序、脚本甚至代码块的输出，然后将其作为输入传递给另外的文件、命令、程序、脚本。

输出重定向

输出重定向符号>和>>，可以将标准输出重定向至一个文件当中，如果该文件不存在则创建文件。其中，前者>会覆盖原文件内容：

pi@raspberrypi:~ $ echo "this is line 1">output.txt
pi@raspberrypi:~ $ echo "this is line 2">output.txt
pi@raspberrypi:~ $ echo "this is line 3">output.txt
pi@raspberrypi:~ $ cat output.txt

this is line 3

后者>>则会在原文件尾部追加新的内容：

pi@raspberrypi:~ $ echo "this is line 1">>output.txt
pi@raspberrypi:~ $ echo "this is line 2">>output.txt
pi@raspberrypi:~ $ echo "this is line 3">>output.txt
pi@raspberrypi:~ $ cat output.txt

this is line 1
this is line 2
this is line 3

输入重定向

输出重定向符号<和<<，用于将标准输入重定向至一个文件。如果<后跟着一个 Shell 脚本文件，则相当于将.sh脚本中的命令逐条输入至 Shell 程序当中执行：

pi@raspberrypi:~ $ cat<hello.sh
#!/bin/bash
echo "Hello Bash Shell !"   # 注释

pi@raspberrypi:~ $ bash < hello.sh
Hello Bash Shell !

<<可以用于 Here Document，即将文本直接写在 Shell 脚本之中，并以添加终止符EOF（即 Linux 系统读取至文件结尾时所返回的信号值-1），该文本相当于一份独立的文件内容，例如：执行下面的hello.sh脚本以后：

#!/bin/bash
echo "文件 hello 不存在"
ls -l   # 列出当前目录所有文件

# 使用 Here Document 方式产生 hello.c 文件
cat>hello.c<<EOF

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int main(void){
    printf("Hello World\n");
    return EXIT_SUCCESS;
}
EOF

# 编译 hello.c
cc -W -Wall -o hello hello.c
ls -l   # 列出当前目录所有文件

# 执行 hello，然后清除新生成的文件
./hello
rm hello hello.c

将会动态生成一个hello.c源文件，然后编译产生二进制文件hello，最后执行并且展示结果，同时删除新生成的 2 个文件。

pi@raspberrypi:~ $ ./hello.sh

文件 hello 不存在
总用量 1
-rwxrwxrwx 1 pi pi    234 7月  12 18:51  hello.sh
总用量 3
-rwxr-xr-x 1 pi pi   7980 7月  12 18:51  hello
-rw-r--r-- 1 pi pi    111 7月  12 18:51  hello.c
-rwxrwxrwx 1 pi pi    234 7月  12 18:51  hello.sh
Hello World

注意：Here Document 通常用于进行复杂的多行文本输入时，从而代替echo命令繁琐的硬编码操作。

管道

管道符|用于连接 Linux 命令，前一条命令的标准输出会成为下一条命令的标准输入。管道的最大特点在于是管道符|两边分别属于不同的进程。例如：从dmesg输出的内核日志信息中，通过grep查找 USB 相关的内容。

pi@raspberrypi:~ $ dmesg | grep USB

[    0.369739] xhci_hcd 0000:01:00.0: new USB bus registered, assigned bus number 1
[    0.372689] usb usb1: New USB device found, idVendor=1d6b, idProduct=0002, bcdDevice= 4.19
[    0.372704] usb usb1: New USB device strings: Mfr=3, Product=2, SerialNumber=1
[    0.373268] hub 1-0:1.0: USB hub found
[    0.373828] xhci_hcd 0000:01:00.0: new USB bus registered, assigned bus number 2
[    0.373846] xhci_hcd 0000:01:00.0: Host supports USB 3.0 SuperSpeed
[    0.374254] usb usb2: New USB device found, idVendor=1d6b, idProduct=0003, bcdDevice= 4.19
[    0.374267] usb usb2: New USB device strings: Mfr=3, Product=2, SerialNumber=1
[    0.374779] hub 2-0:1.0: USB hub found
[    0.383583] usbhid: USB HID core driver
[    0.737890] usb 1-1: new high-speed USB device number 2 using xhci_hcd
[    0.920531] usb 1-1: New USB device found, idVendor=2109, idProduct=3431, bcdDevice= 4.21
[    0.920545] usb 1-1: New USB device strings: Mfr=0, Product=1, SerialNumber=0
[    0.920558] usb 1-1: Product: USB2.0 Hub
[    0.922299] hub 1-1:1.0: USB hub found

常量与变量

Shell 支持多种进制的整型常量，例如以0开头的八进制，以0x开头的十六进制。对于非八进制、十进制、十六进制的整数，可以表示为进制#数字格式，例如：三进制数(120)₃可以表示为3#120，转换为十进制值为15。

pi@raspberrypi:~ $ echo $((3#120))
15

Shell 中的变量在使用前不需要声明，赋值时可以直接使用变量名，且赋值的等号=两边不能有空格。变量定义之后，引用变量时一定需要使用$符号。

pi@raspberrypi:~ $ writer=Hank
pi@raspberrypi:~ $ echo ${writer}
Hank

pi@raspberrypi:~ $ writer=Jack
pi@raspberrypi:~ $ echo $writer
Jack

Shell 变量没有类型，例如annum=2020，既可以作为十进制整数2020直接参与算术运算，也可以作为字符串来进行处理。

# 使用 let 计算一个算术表达式并且赋值给变量
pi@raspberrypi:~ $ annum=2020
pi@raspberrypi:~ $ let "annum+=1"
pi@raspberrypi:~ $ echo $annum
2021

# 将字符串变量中的 202 替换成为 203
pi@raspberrypi:~ $ b=${annum/202/203}
pi@raspberrypi:~ $ echo $b
2031

Shell 变量有作用域，默认为对整个 Shell 文件有效的全局变量。局部变量则需要使用local关键字进行声明，其只在声明所在的块或者函数当中可见。

#!/bin/bash
# test.sh
test() {
    variable1=GLOBAL
    local variable2=LOCAL
    echo "函数内部，variable1=$variable1, variable2=$variable2"
}

test

echo "函数外部，variable1=$variable1, variable2=$variable2"

pi@raspberrypi:~ $ ./test.sh

函数内部，variable1=GLOBAL, variable2=LOCAL
函数外部，variable1=GLOBAL, variable2=

?问号也是一个变量，通过$?可以引用上一条命令的返回值，但是该值只能使用一次，使用完以后就会被目前命令的返回值所替换。

pi@raspberrypi:~ $ false

# false 命令返的回值恒为 1
pi@raspberrypi:~ $ echo $?
1

# 使用 echo 查看 1 次后，变量 ? 的值会就被 echo 命令的返回值 0 覆盖
pi@raspberrypi:~ $ echo $?
0

环境变量

环境变量是可以改变 Shell 行为的变量，每个进程都拥有各自的环境变量，以用于保存进程相关的各种信息。环境变量的定义通常都是约定俗成的，例如：PATH定义了 Shell 进程查找命令程序的路径。

pi@raspberrypi:~ $ echo $PATH

/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/local/games:/usr/games

Shell 当中的任何变量都可以通过export导出为环境变量，环境变量可以被子进程继承，因此也可以被视为父子进程信息传递的一种方式。

pi@raspberrypi:~ $ export PATH="$PATH:/workspace"

pi@raspberrypi:~ $ echo $PATH
/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/local/games:/usr/games:/workspace

位置参数

位置参数是指调用 Shell 脚本时，按照命令行位置进行引用的参数。脚本当中按照$0、$1、$2的顺序逐个进行引用，依此类推。其中$0就代表命令本身。

#!/bin/bash
# parameter.sh
echo $0
echo $1
echo $2
echo $3

pi@raspberrypi:~ $ ./parameter.sh 2019 2020 2021

./parameter.sh
2019
2020
2021

命令行参数相关的特殊变量还有$#、$*、$@，其使用方法如下所示：

$#：代表命令行参数的个数；
$*：代表全部命令行参数，全部参数作为一个字符串；
$@：代表所有命令行参数，每个参数都是一个独立的字符串；

#!/bin/bash
# parameter.sh
echo "命令行参数个数：$#"

touch "$*"   # 由于将全部参数作为 1 个字符串，所以使用全部参数为名称创建 1 个文件
ls -l

touch "$@"   # 因为参数为 3 个字符串，所以分别使用每个参数作为名称，共创建 3 个文件
ls -l

pi@raspberrypi:~ $ ./parameter.sh 1 2 3

命令行参数个数：3
总用量 620
-rw-r--r-- 1 pi pi      0 7月  13 04:31 '1 2 3'
总用量 620
-rw-r--r-- 1 pi pi      0 7月  13 04:31 '1 2 3'
-rw-r--r-- 1 pi pi      0 7月  13 04:31  1
-rw-r--r-- 1 pi pi      0 7月  13 04:31  2
-rw-r--r-- 1 pi pi      0 7月  13 04:31  3

操作符

Shell 当中的每一条命令同时也是一个逻辑表达式，其返回值为0表示真，返回值为非0表示假，该值本质上就是当前命令所对应main()函数的返回值，可以通过$?来进行获取。Shell 支持基本的数学运算符号以及各种逻辑操作符。

数学运算符包括+、-、*、/、%以及幂运算**，Bash Shell 本身只支持整数运算，如果需要使用到浮点运算，则可以调用bc和dc等外部命令。

pi@raspberrypi:~ $ echo $((3.14+2))

-bash: 3.14+2：语法错误: 无效的算术运算符 (错误符号是 ".14+2")

逻辑操作符包括&&和||，分别代表逻辑与和逻辑或。对于逻辑与&&而言，如果左侧表达式为false，则右侧表达式无需执行即可确定整个表达式的结果为false；

pi@raspberrypi:~ $ true && date
2020年 07月 13日 星期一 04:58:28 CST

pi@raspberrypi:~ $ false && date

对于逻辑或||而言，如果左侧表达式为true，则右侧表达式无需执行即可确定整个表达式的结果为true；

pi@raspberrypi:~ $ true || date

pi@raspberrypi:~ $ false || date
2020年 07月 13日 星期一 05:01:43 CST

脚本返回值

通常情况下，Shell 脚本在最后都应该拥有一个返回值，如果未显式的通过exit指定返回值，则默认使用脚本最后一条命令的返回值；

#!/bin/bash
# hello.sh
echo "hello world"
false    # false 的返回值为 1
exit 0   # 显式声明返回值为 0

pi@raspberrypi:~ $ ./hello.sh

hello world

函数

Shell 脚本当中的函数有 2 种定义方法，其中一种是通过function关键字进行定义：

function function_name(){
  # command
}

另外一种与 C 语言当中函数的定义方式相类似，这种方式可移植性更好，更加推荐使用：

function_name(){
  # command
}

Shell 当中的函数必须在其被调用之前完整的进行定义，调用函数时直接通过函数名称function_name直接调用即可；

#!/bin/bash
# test.sh
echo "Shell 函数调用示例："

function test() {
  echo "函数 test 被调用!"
}
test

echo "函数调用结束!"

pi@raspberrypi:~ $ ./test.sh

Shell 函数调用示例：
函数 test 被调用!
函数调用结束!

条件测试

Shell 提供了一系列条件测试运算符，用于判断某种条件是否成立，条件测试运算符主要包含如下 3 种：

test expression
[ expresssion ]    # 条件和左右括号之间必须带有空格
[[ expression ]]   # 新版本 Bash Shell 提供

文件测试

文件测试通常用于判断文件属性，常用的文件测试条件如下所示：

条件	含义	示例
`-e`或`-a`	文件存在（`-a`已弃用）	`[ -e ~/.bashrc ]`
`-f`	普通文件	`[ -f ~/.profile ]`
`-s`	文件长度不为`0`	`[ -s /etc/mtab ]`
`-d`	文件是目录	`[ -d /etc ]`
`-b`	文件是块设备文件	`[ -b /dev/sda ]`
`-c`	文件是字符设备	`[ -c /dev/ttyS0 ]`
`-p`	文件是管道	`[ -p /tmp/fifo ]`
`-h/-L`	文件是符号链接	`[ -L /etc/mtab ]`
`-S`	文件是 Socket	`[ -S /tmp/socket ]`
`-t`	是否为关联到终端的文件描述符	`[ -t /dev/stdout ]`
`-r`	文件可读	`[ -r ~/.bashrc ]`
`-w`	文件可写	`[ -w ~/.profile ]`
`-x`	文件可执行	`[ -x /bin/ls ]`
`-g`	文件有 SGID 标识	`[ -g /bin/su ]`
`-u`	文件有 SUID 标识	`[ -u /usr/bin/sudo ]`
`-k`	具有粘滞位	`[ -k /tmp ]`
`-O`	测试者是文件拥有者	`[ -O ~/.bashrc ]`
`-G`	文件的组 ID 与测试者相同	`[ -G ~/.profile ]`
`-N`	文件从最后一次查看到现在，是否有被修改过	`[ -N ~/.profile ]`
`file1 -nt file2`	文件`file1`比文件`file2`更新	`[ ~/.bashrc –nt ~/.profile ]`
`file1 -ot file2`	文件`file1`比文件`file2`更旧	`[ ~/.bashrc –ot ~/.profile ]`
`file1 -ef file2`	`file1`和`file2`都是同一个文件的硬链接	`[ /usr/bin/test -ef /usr/bin/\[ ]`
`!`	取反测试结果，如果没有条件则返回`true`	`[ ! -d ~/.profile ]`

整数比较

条件	含义	示例
`-eq`	等于	`[ "$m" -eq "$n" ]`
`-ne`	不等于	`[ "$m" -ne "$n" ]`
`-gt`	大于	`[ "$m" -gt "$n" ]`
`-ge`	大于等于	`[ "$m" -ge "$n" ]`
`-lt`	小于	`[ "$m" -lt "$n" ]`
`-le`	小于等于	`[ "$m" -le "$n" ]`
`<`	小于，需要以`(())`方式测试	`(( "$m" < "$n"))`
`<=`	小于等于，需要以`(())`方式测试	`(( "$m" <= "$n"))`
`>`	大于，需要以`(())`方式测试	`(( "$m" > "$n"))`
`>=`	大于等于，需要以`(())`方式测试	`(( "$m" >= "$n"))`

字符串比较

条件	含义	示例
`=`或`==`	相等，`==`在`[]`和`[[]]`里的行为可能会表现不同	`[ "$str1" = "$str2" ]`
`!=`	不相等	`[ "$str1" != "$str2" ]`
`>`	大于，按照 ASCII 顺序进行比较，在`[]`中使用时需要转义为`\>`	`[ "$str1" \> "$str2" ]`
`<`	小于，按照 ASCII 顺序进行比较，在`[]`中使用时需要转义为`\<`	`[ "$str1" \< "$str2" ]`
`-z`	长度为 `0`	`[ -z "$str" ]`
`-n`	长度不为 `0`，在`[]`当中使用时，需要将字符串放入`""`里面	`[ -n "$str" ]`

混合比较

条件测试还支持在多个表达式之间进行逻辑运算，其中-a表示与运算，-o表示或运算。下面的示例用于测试命令行参数提供的整数是否介于0 ~ 100之间，若位于该区间范围输出yes，不在则向控制台输出no。

#!/bin/bash
# compare.sh
[ "$1" -ge 0 -a "$1" -le 100 ] && echo yes || echo no
[ "$1" -lt 0 -o "$1" -gt 100 ] && echo no || echo yes

pi@raspberrypi:~ $ ./compare.sh 0
yes
yes

pi@raspberrypi:~ $ ./compare.sh 85
yes
yes

pi@raspberrypi:~ $ ./compare.sh 100
yes
yes

pi@raspberrypi:~ $ ./compare.sh 101
no
no

条件判断

if then

根据if表达式的逻辑值，决定是否执行then里的内容。通常if会与条件测试表达式一同使用，但也可以结合其它命令或者函数。最后，if需要通过fi结束条件流程。

if 条件
  then
    代码块
fi

如果if与then编写在相同的行，则需要额外再添加一个;分号：

if 条件; then
  代码块
fi

下面代码当中，仅当if后面的表达式为true时，then里的echo命令才会得到执行。

#!/bin/bash
# decide.sh

if true
  then
    echo "true 分支"
fi

if false; then
  echo "false 分支"
fi

pi@raspberrypi:~ $ ./decide.sh

true 分支

if then else

条件流程控制语句还可以拥有一个else分支，用于条件不成立的情况。

if 条件; then
    代码块 1
  else
    代码块 2
fi

这样then和else后面各有一个代码块，根据if后面表达式的逻辑值来决定具体执行哪个，下面是一个具体的示例：

#!/bin/bash
# decide.sh
condition=false

if $condition; then
    echo "true 分支"
  else
    echo "false 分支"
fi

pi@raspberrypi:~ $ ./decide.sh

false 分支

if then elif else

如果存在多个并列并且互斥的条件，则可用采用elif来依次判断条件：

if 条件1; then
    # 代码块 1
  elif 条件2; then
    # 代码块 2
  # ... ...
  elif 条件n; then
    # 代码块 n
  else
    # 代码块 n+1
fi

程序会依次测试每一个条件，如果条件n符合，则执行代码块n，如果所有条件均不符合，则执行最后的else分支（非必须）。

#!/bin/bash
# test.sh

# 判断脚本第 1 个命令行参数是否为 1
if [ "$1" -eq 1 ]; then
  echo "1"
  # 判断脚本第 1 个命令行参数是否为 2 或 3
  elif [ "$1" -eq 2 -o "$1" -eq 3 ]; then
    echo "2 或者 3"
  # 判断脚本第 1 个命令行参数是否为介于 4 ~ 7 之间
  elif [ "$1" -ge 4 -a "$1" -lt 7 ]; then
    echo "[4, 7)"
  # 如果都不是，则输出其它
  else
    echo "其它"
fi

pi@raspberrypi:~ $ ./test.sh 1
1

pi@raspberrypi:~ $ ./test.sh 3
2 或者 3

pi@raspberrypi:~ $ ./test.sh 5
[4, 7)

pi@raspberrypi:~ $ ./test.sh 9
其它

循环结构

Bash Shell 支持for、while、until三种不同类型的循环，其循环体当中的内容必须包含在do和done语句之间。

for 循环

for 循环的列表是一个由空格分隔的字符串列表，支持通配符。如果缺省，则会自动使用当前的命令行参数列表$@。

for 参数 in [列表]
  do
    命令
  done

下面的示例会根据输入的参数，分别循环打印工作日和非工作日：

#!/bin/bash
# week.sh

if [ "$1" == "工作日" ]; then
  for wd in Monday Tuesday Wednesday Thursday Friday; do
    echo $wd
  done
elif [ "$1" == "非工作日" ]; then
  for wd in Saturday Sunday
    do
      echo $wd
    done
else
  echo "输入错误！"
fi

pi@raspberrypi:~ $ ./week.sh
输入错误！

pi@raspberrypi:~ $ ./week.sh 工作日
Monday
Tuesday
Wednesday
Thursday
Friday

pi@raspberrypi:~ $ ./week.sh 非工作日
Saturday
Sunday

列表当中的通配符会被 Shell 展开，下面示例脚本当中，*.c会被展开为当前目录下所有.c后缀的非隐藏文件：

#!/bin/bash
# file.sh

for filename in *.c
  do
    echo $filename
  done

pi@raspberrypi:~ $ ./file.sh

function.c
main.c

Bash Shell 同时也通过双小括号(( ))支持 C 风格的for循环。

for ((表达式 1; 表达式 2; 表达式 3))
  do
    命令
  done

其中，表达式1是循环执行之前的初始化，表达式2是一个代表循环逻辑测试的表达式，表达式3是每次循环体执行完成之后的处理

#!/bin/bash
# loop.sh

for ((i=0; i < 7; i++))
  do
    echo $i
  done

pi@raspberrypi:~ $ ./loop.sh

0
1
2
3
4
5
6

while 循环

while 循环根据测试条件，反复执行循环体直至条件为假，同样拥有 Shell 和 C 两种风格。

# Shell 风格
while [条件]
  do
    命令
  done

# C 风格
while ((表达式))
  do
    命令
  done

接下来的示例代码，同时使用 Shell 和 C 两种风格的while循环，该示例会根据命令行参数的个数来打印它们：

#!/bin/bash
# loop.sh

i=0
# Shell 风格循环
while [ "$i" -le "$#" ]
  do
    eval tmp=\$$i    # 以变量 i 的值作为变量名再进行取值
    echo "$tmp"
    i=`expr $i + 1`  # 获取参数个数，并作为 C 风格循环的索引长度
  done

echo

j=0
# C 风格循环
while ((j++ <= i))
  do
    eval tmp=\$$j
    echo "$tmp"
  done

pi@raspberrypi:~ $ ./loop.sh 1 2 3 4 5

./loop.sh
1
2
3
4
5

1
2
3
4
5

until 循环

until循环与while类似，但是util循环是在条件为假时执行循环体，直至条件为真时才结束循环。

until [条件]
  do
    命令
  done

# 或者
until ((表达式))
  do
    命令
  done

跳出循环

Shell 循环结构当中，可以使用break或者continue跳出循环，它们都可以携带一个用于标识所要跳出循环层数的数值，该数值缺省情况下为1，表示仅跳出当前所在循环。

break

Bash Shell 当中的break关键字用于中断整个循环，其具体用法如下：

break n

n表示跳出循环的层数，如果省略n，则表示仅中断当前循环。break关键字通常与if语句联用，即满足条件时中断循环。例如下面代码用于输出一个4*4的矩阵：

#!/bin/bash
# break.sh

i=0
# 外层循环
while ((++i)); do
  j=0;
  # 内层循环
  while ((++j)); do
    if((i>4)); then
      break 2  # 中断内外 2 层循环
    fi
    if((j>4)); then
      break    # 仅中断内层循环
    fi
    printf "%-4d" $((i*j))
  done
  printf "\n"
done

pi@raspberrypi:~ $ ./break.sh

 2   3   4
 4   6   8
 6   9   12
 8   12  16

continue

Bash Shell 当中的continue关键字用于跳出本次循环，其具体用法如下：

continue n

其中，n表示循环层数，缺省值为1。即如果省略，则continue仅跳出其所在的循环语句，忽略本次循环当中剩余代码的执行，直接进入下一次循环。如果将n的值设置为2，那么continue会对内外两层的循环语句都有效，不但会跳出内层循环，还会跳出外层循环。continue通常与if配合使用，在满足条件时跳出本次循环。

#!/bin/bash
# continue.sh

for((i=1; i<=5; i++)); do
  for((j=1; j<=5; j++)); do
    if((i*j==12)); then
      continue 2     # 跳出内外 2 层循环
    fi
    printf "%d*%d=%-4d" $i $j $((i*j))
  done
  printf "\n"
done

pi@raspberrypi:~ $ ./continue.sh

1*1=1   1*2=2   1*3=3   1*4=4   1*5=5
2*1=2   2*2=4   2*3=6   2*4=8   2*5=10
3*1=3   3*2=6   3*3=9   4*1=4   4*2=8   5*1=5   5*2=10  5*3=15  5*4=20  5*5=25

分支结构 case in esac

Shell 通过case in esac语句实现分支结构，该结构与 C 语言中的switch case语句非常类似。

case "$variable" in
  "$condition1")
    命令
  ;;
  "$condition2")
    命令
  ;;
esac

每个条件行都使用)结尾，每个条件块都以;;结尾（），关键字esac用于终止整个分支结构。下面示例脚本当中，会根据第 1 个命令行参数的值，分别打印对应的提示信息，当所有条件都不匹配时，最后会通过通配符*拦截执行流程，打印一条提示信息：

#!/bin/bash
# switch.sh

case "$1" in
  "A")
    echo "当前命令行参数为 A"
  ;;
  "B")
    echo "当前命令行参数为 B"
  ;;
  "C")
    echo "当前命令行参数为 C"
  ;;
  *)
    echo "当前命令行参数 A B C 都不是！"
  ;;
esac

pi@raspberrypi:~ $ ./switch.sh A
当前命令行参数为 A

pi@raspberrypi:~ $ ./switch.sh B
当前命令行参数为 B

pi@raspberrypi:~ $ ./switch.sh C
当前命令行参数为 C

pi@raspberrypi:~ $ ./switch.sh D
当前命令行参数 A B C 都不是！

Bash Shell 脚本编程实践

http://www.uinio.com/Linux/Shell/

作者

Hank

发布于

2020-11-07

更新于

2020-11-13

许可协议

#Shell

Bash Shell 脚本编程实践

基础概念

Sha-Bang

执行方式

字符串与引号

特殊字符

内/外部命令

重定向

输出重定向

输入重定向

管道

常量与变量

环境变量

位置参数

操作符

脚本返回值

函数

条件测试

文件测试

整数比较

字符串比较

混合比较

条件判断

if then

if then else

if then elif else

循环结构

for 循环

while 循环

until 循环

跳出循环

break

continue

分支结构 case in esac

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