Bash入门

什么是bash

Bash 是 Unix 系统和 Linux 系统的一种 Shell（命令行环境），是目前绝大多数 Linux 发行版的默认 Shell

什么是shell

学习 Bash，首先需要理解 Shell 是什么。Shell 这个单词的原意是“外壳”，跟 kernel（内核）相对应，比喻内核外面的一层，即用户跟内核交互的对话界面。

首先，Shell 是一个程序，提供一个与用户对话的环境。这个环境只有一个命令提示符，让用户从键盘输入命令，所以又称为命令行环境（command line interface，简写为 CLI）。Shell 接收到用户输入的命令，将命令送入操作系统执行，并将结果返回给用户。

查看当前使用是shell是什么

echo $SHELL
/bin/bash

当前正在使用的 Shell 不一定是默认 Shell，一般来说，ps命令结果的倒数第二行是当前 Shell。

$ ps
  PID TTY          TIME CMD
 4467 pts/0    00:00:00 bash
 5379 pts/0    00:00:00 ps

查看当前所有安装的Shell

cat /etc/shells

退出和进入bash

# 进入bash
bash
# 退出bash 或者 Ctrl+d
exit

bash基础

echo命令

echo命令可以在输入一行文本

echo hello world
hello world

-n参数

默认情况下，echo输出的文本末尾会有一个回车符。-n参数可以取消末尾的回车符，使得下一个提示符紧跟在输出内容的后面

-e参数

-e参数会解释引号（双引号和单引号）里面的特殊字符（比如换行符\n）。如果不使用-e参数，即默认情况下，引号会让特殊字符变成普通字符，echo不解释它们，原样输出

$ echo "Hello\nWorld"
Hello\nWorld

# 双引号的情况
$ echo -e "Hello\nWorld"
Hello
World

# 单引号的情况
$ echo -e 'Hello\nWorld'
Hello
World

bash命令格式

$ command [ arg1 ... [ argN ]]

# 短形式
$ ls -r

# 长形式
$ ls --reverse

$ echo foo bar

# 等同于
$ echo foo \
bar

分号

分号（;）是命令的结束符，使得一行可以放置多个命令，上一个命令执行结束后，再执行第二个命令

命令的组合符&&和||

Command1 && Command2

上面命令的意思是，如果Command1命令运行成功，则继续运行Command2命令。

Command1 || Command2

上面命令的意思是，如果Command1命令运行失败，则继续运行Command2命令。

快捷键

• Ctrl + L：清除屏幕并将当前行移到页面顶部。
• Ctrl + C：中止当前正在执行的命令。
• Shift + PageUp：向上滚动。
• Shift + PageDown：向下滚动。
• Ctrl + U：从光标位置删除到行首。
• Ctrl + K：从光标位置删除到行尾。
• Ctrl + W：删除光标位置前一个单词。
• Ctrl + D：关闭 Shell 会话。
• ↑，↓：浏览已执行命令的历史记录。

模式拓展

关闭拓展

$ set -o noglob
# 或者
$ set -f

重新打开拓展

$ set +o noglob
# 或者
$ set +f

?字符拓展

?字符代表文件路径里面的任意单个字符，不包括空字符。比如，Data???匹配所有Data后面跟着三个字符的文件名。

# 存在文件 a.txt 和 b.txt
$ ls ?.txt
a.txt b.txt

上面命令中，?表示单个字符，所以会同时匹配a.txt和b.txt。

如果匹配多个字符，就需要多个?连用。

# 存在文件 a.txt、b.txt 和 ab.txt
$ ls ??.txt
ab.txt

上面命令中，??匹配了两个字符。

? 字符扩展属于文件名扩展，只有文件确实存在的前提下，才会发生扩展。如果文件不存在，扩展就不会发生。

* 字符扩展

*字符代表文件路径里面的任意数量的任意字符，包括零个字符。

# 存在文件 a.txt、b.txt 和 ab.txt
$ ls *.txt
a.txt b.txt ab.txt

上面例子中，*.txt代表后缀名为.txt的所有文件。

如果想输出当前目录的所有文件，直接用*即可。

$ ls *

*可以匹配空字符，下面是一个例子。

# 存在文件 a.txt、b.txt 和 ab.txt
$ ls a*.txt
a.txt ab.txt

$ ls *b*
b.txt ab.txt

注意，*不会匹配隐藏文件（以.开头的文件），即ls *不会输出隐藏文件。

如果要匹配隐藏文件，需要写成.*

如果要匹配隐藏文件，同时要排除.和..这两个特殊的隐藏文件，可以与方括号扩展结合使用，写成.[!.]*。

$ echo .[!.]*

[…]拓展

# 存在文件 a.txt 和 b.txt
$ ls [ab].txt
a.txt b.txt

# 只存在文件 a.txt
$ ls [ab].txt
a.txt

[start-end] 扩展

# 存在文件 a.txt、b.txt 和 c.txt
$ ls [a-c].txt
a.txt
b.txt
c.txt

# 存在文件 report1.txt、report2.txt 和 report3.txt
$ ls report[0-9].txt
report1.txt
report2.txt
report3.txt
...

长用例子：

• [a-z]：所有小写字母。
• [a-zA-Z]：所有小写字母与大写字母。
• [a-zA-Z0-9]：所有小写字母、大写字母与数字。
• [abc]*：所有以a、b、c字符之一开头的文件名。
• program.[co]：文件program.c与文件program.o。
• BACKUP.[0-9][0-9][0-9]：所有以BACKUP.开头，后面是三个数字的文件名。

{start..end} 扩展

# 允许逆序
$ echo {a..c}
a b c

$ echo d{a..d}g
dag dbg dcg ddg

$ echo {1..4}
1 2 3 4

$ echo Number_{1..5}
Number_1 Number_2 Number_3 Number_4 Number_5

#这种简写形式还可以使用第二个双点号（start..end..step），用来指定扩展的步长。

$ echo {0..8..2}
0 2 4 6 8

变量扩展

Bash 将美元符号$开头的词元视为变量

字符类

[[:class:]]表示一个字符类，扩展成某一类特定字符之中的一个。常用的字符类如下。

• [[:alnum:]]：匹配任意英文字母与数字
• [[:alpha:]]：匹配任意英文字母
• [[:blank:]]：空格和 Tab 键。
• [[:cntrl:]]：ASCII 码 0-31 的不可打印字符。
• [[:digit:]]：匹配任意数字 0-9。
• [[:graph:]]：A-Z、a-z、0-9 和标点符号。
• [[:lower:]]：匹配任意小写字母 a-z。
• [[:print:]]：ASCII 码 32-127 的可打印字符。
• [[:punct:]]：标点符号（除了 A-Z、a-z、0-9 的可打印字符）。
• [[:space:]]：空格、Tab、LF（10）、VT（11）、FF（12）、CR（13）。
• [[:upper:]]：匹配任意大写字母 A-Z。
• [[:xdigit:]]：16进制字符（A-F、a-f、0-9）

变量

显示所有变量

通过set可以显示所有变量

创建变量

a=z                     # 变量 a 赋值为字符串 z
b="a string"            # 变量值包含空格，就必须放在引号里面
c="a string and $b"     # 变量值可以引用其他变量的值
d="\t\ta string\n"      # 变量值可以使用转义字符
e=$(ls -l foo.txt)      # 变量值可以是命令的执行结果
f=$((5 * 7))            # 变量值可以是数学运算的结果

读取变量

$ foo=bar
$ echo $foo
bar

删除变量

unset NAME

输出变量，export 命令

用户创建的变量仅可用于当前 Shell，子 Shell 默认读取不到父 Shell 定义的变量。为了把变量传递给子 Shell，需要使用export命令。这样输出的变量，对于子 Shell 来说就是环境变量。

declare 命令

declare命令可以声明一些特殊类型的变量，为变量设置一些限制，比如声明只读类型的变量和整数类型的变量。

它的语法形式如下。

declare OPTION VARIABLE=value

declare命令的主要参数（OPTION）如下。

• -a：声明数组变量。
• -f：输出所有函数定义。
• -F：输出所有函数名。
• -i：声明整数变量。
• -l：声明变量为小写字母。
• -p：查看变量信息。
• -r：声明只读变量。
• -u：声明变量为大写字母。
• -x：该变量输出为环境变量。

declare命令如果用在函数中，声明的变量只在函数内部有效，等同于local命令。

不带任何参数时，declare命令输出当前环境的所有变量，包括函数在内，等同于不带有任何参数的set命令。

let 命令

let命令声明变量时，可以直接执行算术表达式。

$ let foo=1+2
$ echo $foo
3

上面例子中，let命令可以直接计算1 + 2。

let命令的参数表达式如果包含空格，就需要使用引号。

$ let "foo = 1 + 2"

字符串操作

获取字符串长度

${#varname}

提取子字符串

${varname:offset:length}

搜索和替换

# 如果 pattern 匹配变量 variable 的开头，
# 删除最短匹配（非贪婪匹配）的部分，返回剩余部分
${variable#pattern}

# 如果 pattern 匹配变量 variable 的开头，
# 删除最长匹配（贪婪匹配）的部分，返回剩余部分
${variable##pattern}

改变大小写

# 转为大写
${varname^^}

# 转为小写
${varname,,}

算术运算

((...))会自动忽略内部的空格，所以下面的写法都正确，得到同样的结果。

$ ((foo = 5 + 5))
$ echo $foo
10

进制数

Bash 的数值默认都是十进制，但是在算术表达式中，也可以使用其他进制。

• number：没有任何特殊表示法的数字是十进制数（以10为底）。
• 0number：八进制数。
• 0xnumber：十六进制数。
• base#number：base进制的数。

位运算

$((...))支持以下的二进制位运算符。

• <<：位左移运算，把一个数字的所有位向左移动指定的位。
• >>：位右移运算，把一个数字的所有位向右移动指定的位。
• &：位的“与”运算，对两个数字的所有位执行一个AND操作。
• |：位的“或”运算，对两个数字的所有位执行一个OR操作。
• ~：位的“否”运算，对一个数字的所有位取反。
• ^：位的异或运算（exclusive or），对两个数字的所有位执行一个异或操作。

逻辑运算

$((...))支持以下的逻辑运算符。

• <：小于
• >：大于
• <=：小于或相等
• >=：大于或相等
• ==：相等
• !=：不相等
• &&：逻辑与
• ||：逻辑或
• !：逻辑否
• expr1?expr2:expr3：三元条件运算符。若表达式expr1的计算结果为非零值（算术真），则执行表达式expr2，否则执行表达式expr3。

如果逻辑表达式为真，返回1，否则返回0

expr 命令

expr命令支持算术运算，可以不使用((...))语法。

expr命令也不支持非整数参数。

let 命令

let命令用于将算术运算的结果，赋予一个变量。

let x=2+3
$ echo $x
5

脚本入门

Shebang行

脚本的第一行通常是指定解释器，即这个脚本必须通过什么解释器执行。这一行以#!字符开头，这个字符称为 Shebang，所以这一行就叫做 Shebang 行。

#!后面就是脚本解释器的位置，Bash 脚本的解释器一般是/bin/sh或/bin/bash。

#!/bin/sh
# 或者
#!/bin/bash

#!与脚本解释器之间有没有空格，都是可以的。

如果 Bash 解释器不放在目录/bin，脚本就无法执行了。为了保险，可以写成下面这样。

#!/usr/bin/env bash

执行权限和路径

# 给所有用户执行权限
$ chmod +x script.sh

# 给所有用户读权限和执行权限
$ chmod +rx script.sh
# 或者
$ chmod 755 script.sh

# 只给脚本拥有者读权限和执行权限
$ chmod u+rx script.sh

脚本参数

调用脚本的时候，脚本文件名后面可以带有参数。

$ script.sh word1 word2 word3

上面例子中，script.sh是一个脚本文件，word1、word2和word3是三个参数。

脚本文件内部，可以使用特殊变量，引用这些参数。

• $0：脚本文件名，即script.sh。
• $1~`$9`：对应脚本的第一个参数到第九个参数。
• $#：参数的总数。
• $@：全部的参数，参数之间使用空格分隔。
• $*：全部的参数，参数之间使用变量$IFS值的第一个字符分隔，默认为空格，但是可以自定义

#!/bin/bash

for i in "$@"; do
  echo $i
done

shift 命令

shift命令可以改变脚本参数，每次执行都会移除脚本当前的第一个参数（$1），使得后面的参数向前一位，即$2变成$1、$3变成$2、$4变成$3，以此类推。

while循环结合shift命令，也可以读取每一个参数。

#!/bin/bash

echo "一共输入了 $# 个参数"

while [ "$1" != "" ]; do
  echo "剩下 $# 个参数"
  echo "参数：$1"
  shift
done

exit命令

exit命令用于终止当前脚本的执行，并向 Shell 返回一个退出值。

# 退出值为0（成功）
$ exit 0

# 退出值为1（失败）
$ exit 1

命令执行结果

命令执行结束后，会有一个返回值。0表示执行成功，非0（通常是1）表示执行失败。环境变量$?可以读取前一个命令的返回

cd /path/to/somewhere
if [ "$?" = "0" ]; then
  rm *
else
  echo "无法切换目录！" 1>&2
  exit 1
fi

source 命令

source命令用于执行一个脚本，通常用于重新加载一个配置文件。

别名alias命令

unalias解除别名

alias命令用来为一个命令指定别名，这样更便于记忆。下面是alias的格式。

alias NAME=DEFINITION

read命令

有时，脚本需要在执行过程中，由用户提供一部分数据，这时可以使用read命令。它将用户的输入存入一个变量，方便后面的代码使用。用户按下回车键，就表示输入结束。

（1）-t 参数

read命令的-t参数，设置了超时的秒数。如果超过了指定时间，用户仍然没有输入，脚本将放弃等待，继续向下执行。

#!/bin/bash

echo -n "输入一些文本 > "
if read -t 3 response; then
  echo "用户已经输入了"
else
  echo "用户没有输入"
fi

环境变量TMOUT也可以起到同样作用，指定read命令等待用户输入的时间（单位为秒）

2）-p 参数

-p参数指定用户输入的提示信息。

read -p "Enter one or more values > "
echo "REPLY = '$REPLY'"

3）-a 参数

-a参数把用户的输入赋值给一个数组，从零号位置开始。

4）-n 参数

-n参数指定只读取若干个字符作为变量值，而不是整行读取。

5）-e 参数

-e参数允许用户输入的时候，使用readline库提供的快捷键，比如自动补全

6）其他参数

• -d delimiter：定义字符串delimiter的第一个字符作为用户输入的结束，而不是一个换行符。
• -r：raw 模式，表示不把用户输入的反斜杠字符解释为转义字符。
• -s：使得用户的输入不显示在屏幕上，这常常用于输入密码或保密信息。
• -u fd：使用文件描述符fd作为输入

条件判断

if test $USER = "foo"; then
  echo "Hello foo."
else
  echo "You are not foo."
fi

test命令

if结构的判断条件，一般使用test命令，有三种形式。

# 写法一
test expression

# 写法二
[ expression ]

# 写法三
[[ expression ]]

文件判断

• [ -a file ]：如果 file 存在，则为true。
• [ -b file ]：如果 file 存在并且是一个块（设备）文件，则为true。
• [ -c file ]：如果 file 存在并且是一个字符（设备）文件，则为true。
• [ -d file ]：如果 file 存在并且是一个目录，则为true。
• [ -e file ]：如果 file 存在，则为true。
• [ -f file ]：如果 file 存在并且是一个普通文件，则为true。
• [ -g file ]：如果 file 存在并且设置了组 ID，则为true。
• [ -G file ]：如果 file 存在并且属于有效的组 ID，则为true。
• [ -h file ]：如果 file 存在并且是符号链接，则为true。
• [ -k file ]：如果 file 存在并且设置了它的“sticky bit”，则为true。
• [ -L file ]：如果 file 存在并且是一个符号链接，则为true。
• [ -N file ]：如果 file 存在并且自上次读取后已被修改，则为true。
• [ -O file ]：如果 file 存在并且属于有效的用户 ID，则为true。
• [ -p file ]：如果 file 存在并且是一个命名管道，则为true。
• [ -r file ]：如果 file 存在并且可读（当前用户有可读权限），则为true。
• [ -s file ]：如果 file 存在且其长度大于零，则为true。
• [ -S file ]：如果 file 存在且是一个网络 socket，则为true。
• [ -t fd ]：如果 fd 是一个文件描述符，并且重定向到终端，则为true。 这可以用来判断是否重定向了标准输入／输出／错误。
• [ -u file ]：如果 file 存在并且设置了 setuid 位，则为true。
• [ -w file ]：如果 file 存在并且可写（当前用户拥有可写权限），则为true。
• [ -x file ]：如果 file 存在并且可执行（有效用户有执行／搜索权限），则为true。
• [ FILE1 -nt FILE2 ]：如果 FILE1 比 FILE2 的更新时间更近，或者 FILE1 存在而 FILE2 不存在，则为true。
• [ FILE1 -ot FILE2 ]：如果 FILE1 比 FILE2 的更新时间更旧，或者 FILE2 存在而 FILE1 不存在，则为true。
• [ FILE1 -ef FILE2 ]：如果 FILE1 和 FILE2 引用相同的设备和 inode 编号，则为true。

字符串判断

• [ string ]：如果string不为空（长度大于0），则判断为真。
• [ -n string ]：如果字符串string的长度大于零，则判断为真。
• [ -z string ]：如果字符串string的长度为零，则判断为真。
• [ string1 = string2 ]：如果string1和string2相同，则判断为真。
• [ string1 == string2 ] 等同于[ string1 = string2 ]。
• [ string1 != string2 ]：如果string1和string2不相同，则判断为真。
• [ string1 '>' string2 ]：如果按照字典顺序string1排列在string2之后，则判断为真。
• [ string1 '<' string2 ]：如果按照字典顺序string1排列在string2之前，则判断为真。

注意，test命令内部的>和<，必须用引号引起来（或者是用反斜杠转义）。否则，它们会被 shell 解释为重定向操作符。

整数判断

• [ integer1 -eq integer2 ]：如果integer1等于integer2，则为true。
• [ integer1 -ne integer2 ]：如果integer1不等于integer2，则为true。
• [ integer1 -le integer2 ]：如果integer1小于或等于integer2，则为true。
• [ integer1 -lt integer2 ]：如果integer1小于integer2，则为true。
• [ integer1 -ge integer2 ]：如果integer1大于或等于integer2，则为true。
• [ integer1 -gt integer2 ]：如果integer1大于integer2，则为true。

正则判断

[[ string1 =~ regex ]]

循环

while循环

while condition; do
  commands
done

until

until循环与while循环恰好相反，只要不符合判断条件（判断条件失败），就不断循环执行指定的语句。一旦符合判断条件，就退出循环

until condition; do
  commands
done

for…in 循环

for variable in list
do
  commands
done

break，continue

Bash 提供了两个内部命令break和continue，用来在循环内部跳出循环。

break命令立即终止循环，程序继续执行循环块之后的语句，即不再执行剩下的循环

函数

函数（function）是可以重复使用的代码片段，有利于代码的复用。它与别名（alias）的区别是，别名只适合封装简单的单个命令，函数则可以封装复杂的多行命令

# 第一种
fn() {
  # codes
}

# 第二种
function fn() {
  # codes
}

#删除一个函数，可以使用unset命令。
unset -f functionName

#查看当前 Shell 已经定义的所有函数，可以使用declare命令。
 declare -f

数组

#创建数组
ARRAY=(value1 value2 ... valueN)

# 等同于

ARRAY=(
  value1
  value2
  value3
)

Set命令

# 执行脚本时，如果遇到不存在的变量，Bash 默认忽略它。
set -u 

# 默认情况下，脚本执行后，只输出运行结果，没有其他内容。如果多个命令连续执行，它们的运行结果就会连续输出
set -x

#上面这些写法多少有些麻烦，容易疏忽。set -e从根本上解决了这个问题，它使得脚本只要发生错误，就终止执行
set -e

#  -e 在有｜情况下不生效  用来解决这种情况，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
set -o pipefail

set -n：等同于set -o noexec，不运行命令，只检查语法是否正确。
set -f：等同于set -o noglob，表示不对通配符进行文件名扩展。
set -v：等同于set -o verbose，表示打印 Shell 接收到的每一行输入。
set -o noclobber：防止使用重定向运算符>覆盖已经存在的文件

Bash 的错误处理

# 写法一
command || { echo "command failed"; exit 1; }

# 写法二
if ! command; then echo "command failed"; exit 1; fi

# 写法三
command
if [ "$?" -ne 0 ]; then echo "command failed"; exit 1; fi