Shell 脚本语法
什么是 Shell？
Shell 是用户与 Linux 内核之间的桥梁，它是一个命令行解释器，负责接收用户输入的命令并传递给内核执行。常见的 Shell 包括：
- Bash（Bourne Again Shell）：最常用，Linux 默认
- Zsh：功能强大，配置丰富
- Dash：轻量级，启动快
脚本基本结构
bash
#!/bin/bash
# 这是一个简单的 Shell 脚本
# 输出欢迎信息
echo "Hello, World!"
# 定义变量
name="Shell"
# 使用变量
echo "Welcome to $name scripting!"上述代码展示了 Shell 脚本的基本结构。
脚本执行方式：
bash
# 方式一：添加执行权限
chmod +x script.sh
./script.sh
# 方式二：使用解释器
bash script.sh
# 方式三：source（在当前 shell 执行）
source script.sh
# 或
. script.sh上述命令展示了脚本的三种执行方式。
执行方式对比：
| 方式 | 是否需要执行权限 | 是否创建子进程 | 用途 |
|---|---|---|---|
./script.sh | 是 | 是 | 普通执行 |
bash script.sh | 否 | 是 | 指定解释器 |
source script.sh | 否 | 否 | 加载环境变量 |
变量
变量定义与使用
bash
#!/bin/bash
# 变量定义（等号两边不能有空格）
name="张三"
age=25
score=95.5
# 使用变量（$变量名 或 ${变量名}）
echo "姓名: $name"
echo "年龄: ${age}岁"
echo "分数: $score"
# 只读变量
readonly PI=3.14159
# PI=3.14 # 错误：只读变量不能修改
# 删除变量
unset score
echo "分数: $score" # 输出空上述代码展示了变量的定义和使用。
变量命名规则：
| 规则 | 说明 |
|---|---|
| 首字符 | 字母或下划线 |
| 其他字符 | 字母、数字、下划线 |
| 大小写 | 区分大小写 |
| 不能使用 | Shell 关键字 |
特殊变量
bash
#!/bin/bash
echo "脚本名: $0" # 脚本名称
echo "第一个参数: $1" # 第一个参数
echo "第二个参数: $2" # 第二个参数
echo "参数个数: $#" # 参数个数
echo "所有参数: $@" # 所有参数（列表）
echo "所有参数: $*" # 所有参数（字符串）
echo "上一命令退出码: $?" # 上一命令退出状态
echo "当前进程 PID: $$" # 当前进程 ID
echo "后台进程 PID: $!" # 最后一个后台进程 ID
# 执行示例：
# ./script.sh arg1 arg2 arg3上述代码展示了 Shell 的特殊变量。
特殊变量说明：
| 变量 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|
$0 | 脚本名称 | ./script.sh |
$1-$9 | 第 1-9 个参数 | arg1 |
${10} | 第 10 个及以后的参数 | arg10 |
$# | 参数个数 | 3 |
$@ | 所有参数（列表） | arg1 arg2 arg3 |
$* | 所有参数（字符串） | arg1 arg2 arg3 |
$? | 上一命令退出码 | 0 |
$$ | 当前进程 PID | 12345 |
变量类型
bash
#!/bin/bash
# 字符串
str1="Hello"
str2='World' # 单引号：原样输出，不解析变量
str3="Hello $str2" # 双引号：解析变量
echo "$str1" # Hello
echo '$str1' # $str1
echo "$str3" # Hello World
# 字符串操作
echo "长度: ${#str1}" # 长度: 5
echo "切片: ${str1:0:3}" # 切片: Hel
echo "拼接: ${str1}${str2}" # 拼接: HelloWorld
# 数组
arr=(1 2 3 4 5)
echo "第一个元素: ${arr[0]}" # 1
echo "所有元素: ${arr[@]}" # 1 2 3 4 5
echo "数组长度: ${#arr[@]}" # 5
# 关联数组（需要 declare）
declare -A person
person[name]="张三"
person[age]=25
echo "姓名: ${person[name]}"上述代码展示了 Shell 的变量类型。
引号区别：
单引号 ''：
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 原样输出，不解析变量和命令 │
│ echo '$HOME' → $HOME │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
双引号 ""：
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 解析变量和命令 │
│ echo "$HOME" → /home/user │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
反引号 `` 或 $()：
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 执行命令并获取输出 │
│ echo `date` → Fri Mar 27 10:00:00 CST 2026 │
│ echo $(date) → Fri Mar 27 10:00:00 CST 2026 │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘上述图示展示了三种引号的区别。
流程控制
条件判断
bash
#!/bin/bash
# if 语句
age=18
if [ $age -ge 18 ]; then
echo "成年人"
elif [ $age -ge 12 ]; then
echo "青少年"
else
echo "儿童"
fi
# test 命令与 [ ] 等价
if test $age -ge 18; then
echo "成年人"
fi
# [[ ]] 是 Bash 扩展，支持正则和逻辑运算
if [[ $age -ge 18 && $age -lt 60 ]]; then
echo "工作年龄"
fi上述代码展示了 if 条件判断语句。
条件判断语法对比：
| 语法 | 说明 | 推荐场景 |
|---|---|---|
[ ] | POSIX 标准 | 跨平台脚本 |
[[ ]] | Bash 扩展 | Bash 脚本 |
(( )) | 算术运算 | 数值比较 |
比较运算符
bash
#!/bin/bash
# 数值比较
a=10
b=20
# [ ] 中的数值比较符
[ $a -eq $b ] # 等于
[ $a -ne $b ] # 不等于
[ $a -gt $b ] # 大于
[ $a -ge $b ] # 大于等于
[ $a -lt $b ] # 小于
[ $a -le $b ] # 小于等于
# (( )) 中的数值比较符（更直观）
(( a == b )) # 等于
(( a != b )) # 不等于
(( a > b )) # 大于
(( a >= b )) # 大于等于
(( a < b )) # 小于
(( a <= b )) # 小于等于
# 字符串比较
str1="hello"
str2="world"
[ $str1 = $str2 ] # 相等
[ $str1 != $str2 ] # 不相等
[ -z $str1 ] # 长度为 0
[ -n $str1 ] # 长度不为 0上述代码展示了比较运算符的使用。
数值比较符：
| 运算符 | 说明 | 英文 |
|---|---|---|
-eq | 等于 | equal |
-ne | 不等于 | not equal |
-gt | 大于 | greater than |
-ge | 大于等于 | greater or equal |
-lt | 小于 | less than |
-le | 小于等于 | less or equal |
文件测试
bash
#!/bin/bash
file="/etc/passwd"
# 文件测试
[ -e $file ] # 文件是否存在
[ -f $file ] # 是否为普通文件
[ -d $file ] # 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 ] # 文件大小是否大于 0
[ -L $file ] # 是否为符号链接
# 示例
if [ -f $file ]; then
echo "$file 是普通文件"
fi
if [ -d "/tmp" ]; then
echo "/tmp 是目录"
fi上述代码展示了文件测试运算符。
文件测试符：
| 运算符 | 说明 |
|---|---|
-e | 文件存在 |
-f | 普通文件 |
-d | 目录 |
-r | 可读 |
-w | 可写 |
-x | 可执行 |
-s | 非空文件 |
-L | 符号链接 |
循环语句
bash
#!/bin/bash
# for 循环（列表）
for i in 1 2 3 4 5; do
echo "数字: $i"
done
# for 循环（范围）
for i in {1..5}; do
echo "数字: $i"
done
# for 循环（C 风格）
for ((i=1; i<=5; i++)); do
echo "数字: $i"
done
# for 循环（遍历文件）
for file in *.txt; do
echo "文件: $file"
done
# while 循环
count=1
while [ $count -le 5 ]; do
echo "计数: $count"
((count++))
done
# until 循环（条件为假时执行）
count=1
until [ $count -gt 5 ]; do
echo "计数: $count"
((count++))
done
# 循环控制
for i in {1..10}; do
if [ $i -eq 3 ]; then
continue # 跳过本次循环
fi
if [ $i -eq 7 ]; then
break # 退出循环
fi
echo "数字: $i"
done上述代码展示了各种循环语句的使用。
循环语句对比：
| 循环 | 说明 | 适用场景 |
|---|---|---|
for in | 遍历列表 | 遍历文件、参数 |
for (()) | C 风格 | 数值循环 |
while | 条件为真执行 | 不确定次数 |
until | 条件为假执行 | 等待条件成立 |
case 语句
bash
#!/bin/bash
read -p "请输入选项 (1-3): " choice
case $choice in
1)
echo "选项一"
;;
2)
echo "选项二"
;;
3)
echo "选项三"
;;
*)
echo "无效选项"
;;
esac
# 模式匹配
read -p "请输入文件名: " filename
case $filename in
*.txt)
echo "文本文件"
;;
*.sh)
echo "Shell 脚本"
;;
*.c|*.h)
echo "C 源文件"
;;
*)
echo "未知类型"
;;
esac上述代码展示了 case 语句的使用。
case 模式说明：
| 模式 | 说明 |
|---|---|
* | 匹配任意字符串 |
? | 匹配单个字符 |
[...] | 匹配字符集 |
| ` | ` |
;; | 结束分支 |
函数
函数定义
bash
#!/bin/bash
# 函数定义方式一
function greet() {
echo "Hello, $1!"
}
# 函数定义方式二
greet2() {
echo "Hello, $1!"
}
# 调用函数
greet "张三"
greet2 "李四"
# 带返回值的函数
add() {
local sum=$(($1 + $2))
echo $sum # 输出作为返回值
}
result=$(add 10 20)
echo "结果: $result"
# 使用 return 返回状态码
check_file() {
if [ -f $1 ]; then
return 0 # 成功
else
return 1 # 失败
fi
}
check_file "/etc/passwd"
if [ $? -eq 0 ]; then
echo "文件存在"
fi上述代码展示了函数的定义和使用。
函数返回值：
| 方式 | 说明 | 获取方式 |
|---|---|---|
echo | 输出作为返回值 | $(func) |
return | 状态码（0-255） | $? |
局部变量
bash
#!/bin/bash
global_var="全局变量"
func() {
local local_var="局部变量"
echo "函数内: $global_var"
echo "函数内: $local_var"
}
func
echo "函数外: $global_var"
echo "函数外: $local_var" # 空，局部变量不可见上述代码展示了局部变量的使用。
输入输出
读取输入
bash
#!/bin/bash
# 读取用户输入
read -p "请输入姓名: " name
echo "你好, $name!"
# 读取多个变量
read -p "请输入姓名和年龄: " name age
echo "姓名: $name, 年龄: $age"
# 读取密码（不显示输入）
read -s -p "请输入密码: " password
echo ""
echo "密码已接收"
# 读取到数组
read -a arr -p "请输入多个值（空格分隔）: "
echo "第一个值: ${arr[0]}"
# 限时输入
read -t 5 -p "请在 5 秒内输入: " input上述代码展示了读取用户输入的方式。
输出重定向
bash
#!/bin/bash
# 输出重定向
echo "Hello" > file.txt # 覆盖
echo "World" >> file.txt # 追加
# 错误重定向
ls /nonexistent 2> error.log # 只重定向错误
ls /nonexistent 2>&1 all.log # 重定向标准输出和错误
ls /nonexistent &> all.log # 同上（Bash 简写）
# 输入重定向
while read line; do
echo "行: $line"
done < file.txt
# Here Document
cat << EOF
这是一段多行文本
变量: $HOME
EOF
# Here String
grep "pattern" <<< "search in this string"上述代码展示了输入输出重定向的使用。
重定向符号：
| 符号 | 说明 |
|---|---|
> | 输出重定向（覆盖） |
>> | 输出重定向（追加） |
< | 输入重定向 |
2> | 错误重定向 |
2>&1 | 错误重定向到标准输出 |
&> | 标准输出和错误重定向 |
<< | Here Document |
<<< | Here String |
文本处理
grep 文本搜索
bash
#!/bin/bash
# 基本搜索
grep "pattern" file.txt
# 常用选项
grep -i "pattern" file.txt # 忽略大小写
grep -v "pattern" file.txt # 反向匹配
grep -n "pattern" file.txt # 显示行号
grep -c "pattern" file.txt # 统计匹配行数
grep -r "pattern" dir/ # 递归搜索
grep -l "pattern" *.txt # 只显示文件名
grep -E "regex" file.txt # 扩展正则表达式
# 示例
grep -rn "TODO" ./ # 递归搜索并显示行号
grep -v "^#" config.conf # 排除注释行
grep -E "[0-9]{4}" data.txt # 匹配 4 位数字上述代码展示了 grep 的常用方式。
sed 流编辑器
bash
#!/bin/bash
# 替换（每行第一个）
sed 's/old/new/' file.txt
# 替换（所有）
sed 's/old/new/g' file.txt
# 替换（指定行）
sed '2s/old/new/' file.txt # 第 2 行
sed '2,5s/old/new/' file.txt # 第 2-5 行
# 删除行
sed '2d' file.txt # 删除第 2 行
sed '/pattern/d' file.txt # 删除匹配行
sed '/^$/d' file.txt # 删除空行
# 插入和追加
sed '2i\新行' file.txt # 在第 2 行前插入
sed '2a\新行' file.txt # 在第 2 行后追加
# 直接修改文件
sed -i 's/old/new/g' file.txt
# 示例：批量替换
sed -i 's/192.168.1.1/10.0.0.1/g' *.conf上述代码展示了 sed 的常用操作。
awk 文本处理
bash
#!/bin/bash
# 基本用法
awk '{print}' file.txt # 打印所有行
awk '{print $1}' file.txt # 打印第一列
awk '{print $1, $3}' file.txt # 打印第一和第三列
# 指定分隔符
awk -F: '{print $1}' /etc/passwd # 以 : 分隔
# 条件过滤
awk '$3 > 100' file.txt # 第三列大于 100
awk '$1 == "root"' /etc/passwd # 第一列等于 root
# 内置变量
awk '{print NR, $0}' file.txt # NR: 行号
awk '{print NF, $0}' file.txt # NF: 字段数
awk 'END {print NR}' file.txt # 总行数
# 计算统计
awk '{sum += $1} END {print sum}' file.txt # 求和
awk '{sum += $1} END {print sum/NR}' file.txt # 平均值
# 格式化输出
awk '{printf "%-10s %5d\n", $1, $2}' file.txt
# 示例：分析日志
awk '{ip[$1]++} END {for (i in ip) print i, ip[i]}' access.log | sort -rn -k2 | head上述代码展示了 awk 的常用操作。
awk 内置变量：
| 变量 | 说明 |
|---|---|
NR | 当前记录号（行号） |
NF | 当前记录字段数 |
$0 | 整行内容 |
$1-$n | 第 n 个字段 |
FS | 字段分隔符 |
RS | 记录分隔符 |
总结
| 概念 | 说明 |
|---|---|
| 变量 | $var 或 ${var} |
| 特殊变量 | $0, $1, $#, $@, $?, $$ |
| 条件判断 | if [ ]; then ... fi |
| 循环 | for, while, until |
| 函数 | function name() { } |
| 重定向 | >, >>, <, 2>&1 |
| 文本处理 | grep, sed, awk |
参考资料
[1] Bash Manual. https://www.gnu.org/software/bash/manual/
[2] Advanced Bash-Scripting Guide. https://tldp.org/LDP/abs/html/
[3] Linux Command Line. William Shotts
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