第二章：Shell脚本快速入门

引言

在深入探讨Shell编程的奥秘之前，本章将引领您踏入Shell脚本的神奇世界，通过一系列基础而实用的知识，让您能够迅速上手，编写出简单而强大的Shell脚本。Shell脚本是Linux/Unix系统中不可或缺的自动化工具，它允许用户将一系列命令组合成一个可执行的文件，从而自动化完成复杂的任务。无论是系统管理、数据处理还是自动化部署，Shell脚本都发挥着举足轻重的作用。

2.1 Shell简介

2.1.1 什么是Shell

Shell是操作系统中的一个程序，它为用户提供了一个与操作系统内核交互的界面，允许用户输入命令并执行它们。Shell接受用户输入的命令，然后解释这些命令并传递给操作系统内核执行。同时，Shell也是一个强大的编程语言环境，支持变量、条件判断、循环等编程特性，使得用户能够编写复杂的脚本程序。

2.1.2 常见的Shell类型

• Bourne Shell (sh): 最早的Unix Shell，由Steve Bourne编写，是所有现代Shell的基础。
• Bash (Bourne Again SHell): 最流行的Shell之一，是sh的增强版，几乎在所有Linux发行版和macOS中作为默认Shell。
• Z Shell (zsh): 提供比Bash更多的功能，特别是在自动补全和主题支持方面。
• C Shell (csh) 和 TC Shell (tcsh): 源自C语言风格的Shell，提供了更丰富的编程特性，但不如Bash流行。

2.2 第一个Shell脚本

2.2.1 创建脚本文件

使用文本编辑器创建一个新的文件，比如命名为hello.sh，并输入以下内容：

#!/bin/bash
# 这是一个简单的Shell脚本示例
echo "Hello, World!"

这里，#!/bin/bash被称为shebang，它告诉系统这个脚本应该使用哪个解释器来执行。#开头的行是注释，不会被执行。echo命令用于在终端输出文本。

2.2.2 使脚本可执行

在终端中，通过chmod命令给脚本文件添加执行权限：

chmod +x hello.sh

2.2.3 运行脚本

现在，您可以通过以下方式之一来运行脚本：

• 直接执行：

  ./hello.sh

• 或者，如果您希望在任何路径下都能执行该脚本，可以将其所在目录添加到PATH环境变量中，或者将脚本移动到已有的PATH目录（如/usr/local/bin）下，然后直接通过脚本名调用：

  hello.sh

2.3 Shell脚本基础

2.3.1 变量

Shell脚本中的变量不需要声明其类型，直接赋值即可使用。变量名通常以字母或下划线开头，后面可以跟字母、数字或下划线。

name="World"
echo "Hello, $name!"

2.3.2 特殊变量

Shell还提供了一些特殊变量，用于访问脚本的参数、脚本的PID等信息。

• $0：脚本的名称。
• $1 到 $9：脚本的第一个到第九个参数。
• $#：传递给脚本的参数个数。
• $* 和 $@：所有传递给脚本的参数，但在双引号中使用时有所不同。
• $$：脚本运行的当前进程ID。

2.3.3 条件判断

Shell脚本支持多种条件判断语句，如if、case等。

if [ $name = "World" ]; then
    echo "Hello, $name!"
else
    echo "Who are you?"
fi

注意，在[和]之间以及条件表达式周围需要有空格。

2.3.4 循环

Shell脚本中的循环主要有for循环和while循环两种。

• for循环：

  for i in 1 2 3; do
      echo "Number $i"
  done

• while循环：

  counter=1
  while [ $counter -le 5 ]; do
      echo "Counter $counter"
      ((counter++))
  done

2.4 脚本进阶

2.4.1 函数

Shell脚本支持函数定义，允许您将代码块封装成可重用的单元。

greet() {
    echo "Hello, $1!"
}
greet "Alice"
greet "Bob"

2.4.2 输入输出重定向

Shell脚本支持输入（<）和输出（>）重定向，以及错误输出重定向（2>）。

• 输出重定向：

  echo "This will be saved to a file." > output.txt

• 追加输出：

  echo "Another line." >> output.txt

• 错误输出重定向：

  ls non_existent_file 2> errors.txt

2.4.3 管道与命令替换

管道（|）允许将一个命令的输出作为另一个命令的输入。命令替换则允许将命令的输出作为其他命令的参数。

• 管道示例：

  cat file.txt | grep "error"

• 命令替换（反引号或$(...)）：

  echo "The first line of the file is: $(head -n 1 file.txt)"

2.5 实战演练

为了巩固所学知识，让我们编写一个简单的Shell脚本，用于检查某个目录下是否存在特定类型的文件，并列出它们。

#!/bin/bash
# 检查输入参数
if [ "$#" -ne 2 ]; then
    echo "Usage: $0 <directory> <file_pattern>"
    exit 1
fi
directory=$1
pattern=$2
# 使用find命令查找文件
find "$directory" -type f -name "*$pattern*"

这个脚本接受两个参数：要搜索的目录和文件名模式，然后使用find命令查找所有匹配的文件并列出它们。

结语

通过本章的学习，您已经掌握了Shell脚本的基本语法和常用命令，能够编写简单的脚本以自动化执行常见任务。然而，Shell编程的博大精深远不止于此，随着您对Shell脚本的深入探索，您将发现更多高级特性和技巧，使您的脚本更加强大和灵活。在接下来的章节中，我们将继续深入Shell编程的各个方面，帮助您成为一名Shell编程高手。