Shell 编程基础

1. Shell 基础

1.1 Shell 类型

Shell 是用户与 Linux 系统交互的接口。Linux 支持多种 Shell:

bash (默认)
sh
csh
zsh

# 查看当前 Shell
echo $SHELL

# 查看可用 Shell
cat /etc/shells

# 切换 Shell
chsh -s /bin/bash

1.2 脚本结构

Shell 脚本通常包含以下部分:

Shebang 行 (#!/bin/bash)
注释说明
变量定义
主要命令
函数定义

#!/bin/bash
# 脚本说明：这是一个示例脚本

# 变量定义
name="value"

# 命令执行
command

# 函数定义
function_name() {
    commands
}

2. 变量和参数

2.1 变量操作

Shell 变量分为:

用户定义变量
环境变量
特殊变量

# 定义变量
name="John"
age=25

# 使用变量
echo $name
echo ${name}

# 只读变量
readonly name

# 删除变量
unset age

# 环境变量
export PATH="$PATH:/new/path"

2.2 特殊变量

Shell 提供了一些特殊变量用于获取脚本信息:

变量	说明
$0	脚本名称
$1	第一个参数
$#	参数个数
$*	所有参数
$@	所有参数（数组形式）
$?	上一个命令的返回值
$$	当前进程 ID
$!	最后一个后台进程的 PID

3. 流程控制

3.1 条件判断

# if 语句
if [ condition ]; then
    commands
elif [ condition ]; then
    commands
else
    commands
fi

# case 语句
case $var in
    pattern1)
        commands
        ;;
    pattern2)
        commands
        ;;
    *)
        commands
        ;;
esac

3.2 循环

# for 循环
for i in item1 item2 item3; do
    commands
done

# while 循环
while [ condition ]; do
    commands
done

# until 循环
until [ condition ]; do
    commands
done

4. 函数

4.1 函数定义

# 基本函数
function name() {
    commands
    return value
}

# 带参数的函数
function print_params() {
    echo "First: $1"
    echo "Second: $2"
}

4.2 函数调用

# 调用函数
name

# 带参数调用
print_params "hello" "world"

# 获取返回值
result=$?

5. 文件操作

5.1 文件读写

# 读取文件
while read line; do
    echo $line
done < file.txt

# 写入文件
echo "content" > file.txt
echo "append" >> file.txt

5.2 文件状态测试

# 文件存在
[ -e file ]

# 是否是目录
[ -d dir ]

# 是否是文件
[ -f file ]

# 是否可读
[ -r file ]

6. 字符串处理

6.1 字符串操作

# 字符串长度
${#string}

# 字符串截取
${string:position:length}

# 字符串替换
${string/pattern/replacement}

6.2 正则表达式

# 使用 grep
grep "pattern" file

# 使用 sed
sed 's/old/new/g' file

# 使用 awk
awk '/pattern/ {print $1}' file

7. 调试技巧

7.1 调试选项

# 打开调试
set -x

# 关闭调试
set +x

# 检查语法
bash -n script.sh

7.2 错误处理

# 错误退出
set -e

# 捕获错误
trap 'echo Error at line $LINENO' ERR

# 自定义错误处理
error_handler() {
    echo "Error: $1"
    exit 1
}