青训营笔记创作 || Shell脚本

正弦函数
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Shell基本概念

概念

  • Shell（也称为命令行界面或终端）是一种通过文本输入和输出进行交互的计算机用户界面。它允许用户通过输入命令来执行操作、运行程序和管理系统

  1. 命令（Command）：Shell通过输入命令来执行不同的操作或任务，例如创建文件、复制文件、移动文件、运行程序等。命令通常由命令名和参数组成，命令名指定要执行的操作，参数用于指定命令的具体操作方式或作用对象。
  2. 提示符（Prompt）：Shell在等待用户输入命令时会显示一个提示符，通常是一个特殊的字符或字符串，表示Shell已经准备好接受命令输入。
  3. 文件系统（File System）：Shell可以用于管理计算机上的文件和目录，包括创建、复制、移动、删除、重命名、查看等操作。Shell使用文件系统的路径来定位文件和目录，例如绝对路径（从根目录开始的完整路径）和相对路径（从当前目录开始的相对路径）。
  4. 管道（Pipeline）：Shell允许将多个命令通过管道连接起来，其中一个命令的输出作为另一个命令的输入。这样可以实现多个命令的组合和协作，从而更加灵活地完成复杂的任务。
  5. 环境变量（Environment Variable）：Shell使用环境变量来存储系统级别的配置信息、用户配置和运行时参数。环境变量可以在命令中使用，并且可以通过设置和修改来影响Shell的行为和操作。
  6. 脚本（Script）：Shell允许用户编写一系列命令的脚本文件，以便将一组命令作为一个单独的程序运行。脚本可以包含条件语句、循环、函数等控制结构，从而实现更加复杂的自动化任务。
  7. 快捷键（Shortcut）：Shell提供了许多快捷键和命令行编辑功能，用于提高命令行操作的效率和便捷性。例如，可以使用上下箭头键来浏览历史命令，使用Tab键进行命令和文件名的自动补全，使用Ctrl+C来中断正在执行的命令等。

Bash的历程

image.png

构成

Unix shell既是一个命令解释器也是一种编程语言。作为命令解释器，shell为丰富的GNU工具集提供了用户接口。

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命令和语法

类型作用域声明方式规范
自定义变量当前shell=(隐式声明)字符串、整型、浮点型、日期型
环境变量当前shell及其子shellexport declare -x(显示声明)
系统环境变量所有shell启动加载

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自定义变量

#!/bin/bash
# 这是脚本文件的shebang，它告诉系统脚本文件使用哪种解释器来执行。在这个例子中，使用的是bash解释器
​
#变量名=变量值（等号左右不能有空格），定义了两个变量page_size和page_num，并分别给它们赋值为1和2
page size=1
page_num=2
​
#将命令复制给变量，这样可以通过变量名来执行命令。
_ls=ls
​
#将命令结果赋值给变量，可以通过变量名来访问命令结果
file_list=$(ls -a)
​
#默认字符串，不会进行 + 运算。所以total的值为"page_size*page_num"字符串
total=page_size*page_num
​
#声明变量为整型(-i)，后续的数值计算中，total会被当作整型来处理
let total=page_size*page_num
declare -i total=page_size*page_num
​
#导出环境变量，使得其在子进程中也可用
export total
declare -x total
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declare选项的含义

选项含义
-给变量设定类型属性
+取消变量的类型属性
-a将变量声明为数组类型
-i将变量声明为整数型
-x将变量声明为环境变量
-r将变量声明为只读变量
-p显示指定变量的被声明的类型

系统环境变量

变量名含义常见操作
$0当前shell名称/脚本名称1、1、1、2等可以获取到传入参数
$#传入脚本的参数数量if[ $# -gt 1 ]
$*传入脚本的所有参数
$?上条命令执行的状态码if [ $? -eq 0 ];
$PS1命令提示符export PS1="\u@\h \w" (对应当前的主机名、用户名、目录)
$HOME用户主文件夹(主目录)cd ~
$PATH全局命令的搜索路径PATH=$PATH:[新增路径]

配置文件加载

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运算符和引用

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管道

管道与管道符 | ，作用是将前一个命令的结果传递给后面的命令 语法：cmd1 | cmd2

要求：管道右侧的命令必须能接受标准输入才行，比如grep命令，ls、mv等不能直接使用，可以使用xargs预处理

注意：管道命令仅仅处理stdout,对于stderr会予以忽略，可以使用set -o pipefail设置shell遇到管道错误退出

#!/bin/bash
​
#该命令将文件platform.access.log的内容通过管道符|传递给grep命令，用于查找文件中包含字符串ERROR的行。这个命令的作用是在platform.access.log文件中查找错误信息
cat platform.access.log | grep ERROR
​
#该命令使用netstat命令来显示所有的网络连接状态，并通过管道符|将结果传递给grep命令，用于查找所有处于ESTABLISHED状态的连接。最后，通过管道符|将结果传递给wc -l命令，用于统计行数。这个命令的作用是统计当前系统中所有处于ESTABLISHED状态的网络连接数量
netstat -an grep ESTABLISHED | wc -l
​
#该命令使用find命令在当前目录中查找所有扩展名为.sh的文件，并通过管道符|将结果传递给xargs命令，将查找到的文件名作为参数传递给ls -l命令，用于显示这些文件的详细信息。这个命令的作用是列出当前目录中所有扩展名为.sh的文件的详细信息
find . -maxdepth l -name "*.sh" | xargs ls -l
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重定向

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  • 修改了默认的关系

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  1. >：将命令的输出重定向到一个文件中，如果文件不存在则创建，如果文件已经存在则覆盖。
  2. >>：将命令的输出重定向到一个文件中，如果文件不存在则创建，如果文件已经存在则在文件末尾追加。
  3. 2>：将命令的错误输出重定向到一个文件中，如果文件不存在则创建，如果文件已经存在则覆盖。
  4. &>：将命令的输出和错误输出重定向到一个文件中，如果文件不存在则创建，如果文件已经存在则覆盖。
  5. <：将一个文件的内容作为命令的输入。
  6. <<：将一段字符串作为命令的输入。

以下是一些例子：

判断命令

shell中提供了test、[、[[三种判断符号，可用于：

  • 整数测试
  • 字符串测试
  • 文件测试

语法：

  • test condition
  • [ condition ]
  • [[ condition ]]

注意：

  • 中括号前后要有空格符
  • [ 和test是命令，只能使用自己支持的标志位，<、>、=只能用来比较字符串
  • 中括号内的变量，最好都是用引号括起来
  • [[更丰富，在整型比较中支持<、>、=,在字符串比较中支持=~正则
#!/bin/bash
​
# 整数测试
test $nl -eq $n2   # 测试 $nl 是否等于 $n2
test $nl -lt $n2   # 测试 $nl 是否小于 $n2
test $nl -gt $n2   # 测试 $nl 是否大于 $n2
​
# 字符串测试
test -z $str_a     # 测试 $str_a 是否为空
test -n $str_a     # 测试 $str_a 是否非空
test $str_a = $str_b   # 测试 $str_a 是否等于 $str_b
​
# 文件测试
test -e /dmt && echo "exist"   # 测试 /dmt 是否存在，并在存在时输出 "exist"
test -f /usr/bin/npm && echo "file exist"   # 测试 /usr/bin/npm 是否存在，并在存在时输出 "file exist"
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  • 还有就是在进行比较的时候，需要注意的点：

    • 左边是写法，右边是写法实际上变成的内容样子

image.png

shell中的分支语句

在shell中，分支语句主要有if语句和case语句。

  1. if语句

  • if语句用于判断条件是否成立，如果成立则执行相应的命令或者代码块。if语句的基本语法如下：

  • if语句可以带有else和elif语句，用于在条件不成立时执行相应的命令或者代码块。if语句的完整语法如下：

if [ condition ]
then
    command1
    command2
    ......
    commandN
elif [ condition2 ]
then
    command1
    command2
    ......
    commandN
else
    command1
    command2
    ......
    commandN
fi
​
#condition是需要判断的条件，condition2是第二个需要判断的条件，command1到commandN是需要执行的命令或者代码块
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  1. case语句

    case语句用于根据不同的条件执行相应的命令或者代码块

case variable in
pattern1)
    command1
    ;;
pattern2)
    command2
    ;;
......
*)
    commandN
    ;;
esac
​
# variable是需要判断的变量，pattern1到patternN是需要判断的模式，command1到commandN是需要执行的命令或者代码块。如果没有任何一个模式匹配，那么就会执行*后面的命令或者代码块。esac是用来结尾的
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在shell中，很多语句都有相应的结束标志，比如if语句有fi，for语句有done，while语句有done等等。这些结束标志的作用是用于标识语句的结束位置，避免语法错误

三种循环

while循环

while循环用于在条件成立的情况下重复执行一段代码块

while [ condition ]
do
    command1
    command2
    ......
    commandN
done
#condition是需要判断的条件，command1到commandN是需要重复执行的命令或者代码块。每次执行完command1到commandN后，都会再次判断condition是否成立，如果成立则继续执行，否则退出循环
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案例演示：

unitil循环

until循环与while循环类似，不同之处在于until循环在条件不成立的情况下重复执行一段代码块

until [ condition ]
do
    command1
    command2
    ......
    commandN
done
​
#condition是需要判断的条件，command1到commandN是需要重复执行的命令或者代码块。每次执行完command1到commandN后，都会再次判断condition是否成立，如果不成立则继续执行，否则退出循环
复制代码

for循环

for循环用于遍历一组数据，并对每个数据执行相同的命令或者代码块

for variable in range
do
    command1
    command2
    ......
    commandN
done
​
#variable是用于存储数据的变量名，range是需要遍历的数据范围，可以是数字、字符串、数组等。command1到commandN是需要重复执行的命令或者代码块，每次执行前，variable会被赋值为当前遍历的数据
复制代码


-   除了遍历数组，`for`循环还可以遍历数字范围、文件列表等

#!/bin/bash ​ sum=0 ​ for i in {1..100}#或者使用视频案例中的for((i=0;i<10;i++)) do    sum=((sum+i))done​echo"1+2+3+...+100=((sum + i)) done ​ echo "1+2+3+...+100=sum" 复制代码


-   除了使用数字范围，`for`循环还可以使用通配符遍历文件列表

#!/bin/bash ​ for file in *.txt do    echo $file done ​ #使用for循环遍历当前目录下所有.txt文件，并使用echo命令输出每个文件的文件名 复制代码


### 函数

> 在shell中，函数是一段可以重复使用的代码块，可以在脚本中定义并调用

function_name () {   command1   command2   ......   commandN } #function_name是函数名，command1到commandN是需要执行的命令或者代码块。定义完函数后，可以在脚本中通过函数名来调用函数 复制代码


案例演示：

> 定义了一个名为`hello`的函数，函数的代码块中只有一条命令，用于输出“Hello, World!”。在定义完函数后，我们在脚本中通过函数名`hello`来调用函数，从而输出“Hello, World!”

#!/bin/bash ​ hello() {#除了这个语法之外，还有视频中的语法2：function hello(){}    echo "Hello, World!" } ​ hello 复制代码


-   **在函数中，可以使用`return`语句来返回一个值**

> 返回两数之和

#!/bin/bash ​ add() {    sum=(((( 1 + 2)) return2 ))   return sum } ​ add 3 5 result=?echo"3+5=? echo "3 + 5 = result" ​ #定义了一个名为add的函数，函数的代码块中计算了两个数之和，并使用return语句返回了这个和。在调用函数时，我们传递了两个参数3和5，函数返回的值被存储到了变量result中，并使用echo命令输出了这个和 复制代码


#### 注意点

-   shell自上而下执行，函数必须在使用前定义
-   函数获取变量和shell script类似，0代表函数名，后续参数通过0代表函数名，后续参数通过0代表函数名，后续参数通过1、$2..获取
-   函数内return仅仅表示函数执行状态，不代表函数执行结果
-   返回结果一般使用echo、printf，在外面使用$()、``获取结果
-   如果没有return,函数状态是上一条命令的执行状态，存储在$？中

function test() {  # 定义一个名为test的函数 local word="hello world"  # 定义一个名为word的本地变量，值为"hello world"  echo word  # 输出word的值到标准输出 return 10  # 返回值为10  unset word  # 没有执行到这里，因为前面已经执行了return语句 ​ }  # 函数定义结束 ​ content=`test`  # 执行test函数，并将输出赋值给变量content echo "状态码：?"  # 打印上一条命令的状态码，应该是10 echo "执行结果：$content"  # 打印变量content的值，即"hello world"

  1. 启动shell的三种方式
#文件名运行(子进程执行)
./filename.sh
​
​
#解释器运行(子进程执行)
bash ./filename.sh
​
​
# source运行(当前进程中执行)
source ./filename.sh
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执行过程

image.png

  1. 字符解析

    • 识别换行符、分号(；)做行的分割
    • 识别命令连接符(||&&管道)做命令的分割
    • 识别空格、tab符，做命令和参数的分割

  2. shell展开，例如{1...3}解析为1 2 3

  3. 重定向，将stdin、stdout、stderr的文件描述符进行指向变更

  4. 执行命令

    • builtin直接执行
    • 非builtin使用$PATH查找，然后启动子进程执行

  5. 收集状态并返回给脚本

shell展开

Shell 展开是指在执行命令之前，Shell 预处理命令行中的各种特殊字符，将它们替换为实际的值或执行相应的操作

  1. 大括号展开（Brace Expansion）：使用大括号 {} 将一组字符串包含在命令行中，Shell 将展开大括号内的所有字符串，并将其作为命令行的一部分。例如：echo file{1..3}.txt 将展开为 file1.txt file2.txt file3.txt。
  2. 波浪号展开（Tilde Expansion）：使用波浪号 ~ 将用户名或路径名包含在命令行中，Shell 将展开波浪号并将其替换为相应的用户名或路径名。例如：cd ~/Documents 将进入当前用户的 Documents 目录。
  3. 参数展开（Parameter Expansion）：使用 $ 将变量名包含在命令行中，并使用一些特殊符号来修改变量的值或进行字符串操作。例如：${var:-default} 表示如果变量 $var 未定义，则使用默认值 default。
  4. 命令替换（Command Substitution）：使用反引号或 $() 将一个命令包括起来，Shell 将执行该命令并将其输出作为命令行的一部分。例如：echo "The date is $(date)" 将输出当前日期和时间。
  5. 数学计算（Arithmetic Expansion）：使用 $(( )) 将一个算术表达式包含在命令行中，Shell 将计算该表达式并将其替换为计算结果。例如：echo $((1+2)) 将输出 3。
  6. 文件名展开（Filename Expansion）：使用通配符 *、?、[] 等来匹配文件名或路径名。Shell 将展开通配符并将其替换为匹配的文件名或路径名。例如：ls *.txt 将列出当前目录下所有扩展名为 .txt 的文件。

大括号展开

  • 一般由三部分构成，前缀、一对大括号、后缀，大括号内可以是逗号分割的字符串序列，也可以是序列表达式{x..y[..incr]}
#字符串序列
a(b,c,d)e => abe ace ade
​
#表达式序列，（数字可以使用incr调整增量，字母不行）
{1..5} => 1 2 3 4 5
​
{1..5..2} => 1 3 5
​
{a..e} => a b c d e
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波浪号展开~

#当前用户主目录
~ => $HOME
​
~/fo => $HOME/foo
​
#指定用户的主目录
-fred/foo=>用户fred的SHOEM/foo
​
#当前工作目录
~+/foo => $PWD/foo
​
#上一个工作目录
~-/foo => ${$OLDPWD-'~-')/foo
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参数展开

  1. 间接参数扩展${!parameter},其中引用的参数并不是parameter而是parameter的实际的值
parameter="var"  # 定义一个名为 parameter 的变量，其值为字符串 "var"
var="hello"  # 定义一个名为 var 的变量，其值为字符串 "hello"
echo ${!parameter}  # 使用参数展开的形式，将变量 $parameter 的值 "var" 替换为 $var，从而得到变量 $var 的值 "hello"，并将其输出到标准输出
​
#输出 hello
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  1. 参数长度${#parameter}

  1. 空参数处理

    S{parameter:-word}#为空替换 {parameter:=word#为空替换，并将值赋给parameter变量 parameter:?word)#为空报错 {parameter:+word}#不为空替换

  2. 参数切片

    {parameter:offset) {parameter:offset:length}

  1. 参数部分删除

    {parameter%word} #最小限度从后面截取word {parameter%%word}#最大限度从后面截取word S{parameter#word}#最小限度从前面截取word ${parameter##word#最大限度从前面截取word

命令替换

在子进程中执行命令，并用得到的结果替换包裹的内容，形式上有两种：$(...)或...

#! /bin/bash
​
echo ${whoimi}  # 输出变量 $whoimi 的值。由于 $whoimi 未定义，因此输出为空。
​
foo(){  # 定义一个名为 foo 的函数
echo "asdasd"  # 在函数中输出字符串 "asdasd"
}
​
a=`foo`  # 执行命令替换，执行函数 foo 并将其输出作为结果，将结果赋值给变量 $a。由于函数 foo 的输出为 "asdasd"，因此变量 $a 的值为 "asdasd"。
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数学计算

使用$( ( ) ) 包裹数学运算表达式，得到结果并替换

#! /bin/bash
​
echo $((1+2)) # 3
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文件名展开

当有单词没有被引号包裹，且其中出现了‘*’,‘?’,and ‘[’ 字符，则shell会去按照正则匹配的方式查找文件名进行替换，如果没找到则保持不变

#! /bin/bash
​
$ echo D*
​
# 输出当前目录下所有以 D字母开头的目录、文件
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调试和前端集成

调试的方法

  1. 普通log,使用echo、printf
  2. 使用set命令
  3. vscode debug插件
set配置作用补充
-u遇到不存在的变量就会报错，并停止执行。-o nounset
-x运行结果之前，先输出执行的那一行命令。-o xtrace
-e只要发生错误，就终止执行-o errexit
-o pipefail管道符链接的，只要一个子命令失败整个管道命令就失败，脚本就会终止执行。
#! /bin/bash
​
#一般在最前面就进行配置
set -uxe -o pipefail
​
echo "hello world"
复制代码

Vscode插件配置

  1. shellman：代码提示和自动补全

  2. shellcheck：代码语法校验

  3. shell-format：代码格式化

  4. Bash Debug:支持单步调试

    • 安装vscode插件
    • 编写launch.json文件
    • 升级bash到4.x以上版本

参考作者：2002XiaoYu
链接：juejin.cn/post/722292…
来源：稀土掘金
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

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