SHELL编程之变量与四则运算
SHELL编程
① Shell的基本语法结构
如：变量定义、条件判断、循环语句(for、until、while)、分支语句、函数和数组等；
② 基本正则表达式的运用;
③ 文件处理三剑客：grep、sed、awk工具的使用；
④ 使用shell脚本完成一些较复杂的任务，如：数据库日志的处理、服务搭建、批量处理等。
今日目标
熟练掌握shell变量的定义和获取（重点）
能够进行shell简单的四则运算
一、SHELL介绍
前言：
计算机只能识别机器语言(0和1)，如11000000 。但是，我们的程序猿们不能直接去写01这样的代码，所以，要想将程序猿所开发的代码在计算机上运行，就必须找工具来翻译成机器语言，这个工具就是我们常常所说的编译器或者解释器。
1. 编程语言分类
编译型语言：
程序在执行之前需要一个专门的编译过程，把程序编译成为机器语言文件，运行时不需要重新翻译，直接使用编译的结果就行了。程序执行效率高，依赖编译器，跨平台性差些。如C、C++
解释型语言：
程序不需要编译，程序在运行时由解释器翻译成机器语言，每执行一次都要翻译一次。因此效率比较低。比如Python/JavaScript/ Perl /ruby/Shell等都是解释型语言。
总结
编译型语言比解释型语言速度较快，但是不如解释型语言跨平台性好。如果做底层开发或者大型应用程序或者操作系开发一般都用编译型语言；如果是一些服务器脚本及一些辅助的接口，对速度要求不高、对各个平台的兼容性有要求的话则一般都用解释型语言。
2. SHELL简介
shell就是人机交互的一个桥梁
shell的种类
[root@localhost zhangjm]# cat /etc/shells /bin/sh #是bash的一个快捷方式/bin/bash #bash是大多数Linux默认的shell，包含的功能几乎可以涵盖shell所有的功能/sbin/nologin #表示非交互，不能登录操作系统/bin/dash #小巧，高效，功能相比少一些/bin/tcsh #是csh的增强版，完全兼容csh/bin/csh #具有C语言风格的一种shell，具有许多特性，但也有一些缺陷思考：终端和shell有什么关系？
terminal意思是终端，终端包括PC上的键盘、鼠标等设备，举个例子：linux上面的terminal（对的，就是你输入指令的那个黑色框框）就是一个仿真终端，你可以把它当作一个模拟的输入设备。
而shell是壳程序，shell其实就是一个解释器，它负责接收你的输入，通过它可以与操作系统交互，你在终端输入的指令就是被shell接收的。shell是包裹在操作系统外层的一道程序，就好像是操作系统的壳，shell（壳）的名称也由此而来。
3. SHELL脚本
（一）什么是shell脚本？
一句话概括
准确叙述
若干命令 + 脚本的基本格式 + 脚本特定语法 + 思想 = shell脚本
（二）什么时候用到脚本?
重复化、复杂化的工作，通过把工作的命令写成脚本，以后仅仅需要执行脚本就能完成这些工作。
（三）shell脚本能干啥?
①自动化软件部署LAMP/LNMP/Tomcat...
②自动化管理系统初始化脚本、批量更改主机密码、推送公钥...
③自动化分析处理、统计网站访问量
④自动化备份：数据库备份、日志转储...
⑤自动化监控脚本
（四）如何学习shell脚本？
尽可能记忆更多的命令(记忆命令的功能和使用场景)
掌握脚本的标准格式（使用标准的执行方式运行脚本）
必须熟悉掌握脚本的基本语法（重点)
（五）学习shell脚本的秘诀
（六）shell脚本的基本写法
1）脚本第一行，魔法字符 #! 指定解释器【必写】
#!/bin/bash 表示以下内容使用bash解释器解析
注意：如果直接将解释器路径写死在脚本里，可能在某些系统就会存在找不到解释器的兼容性问题，所以可以使用:#!/bin/env 解释器
2）脚本第二部分，注释(#号)说明，对脚本的基本信息进行描述【可选】
#!/bin/env bash
# 以下内容是对脚本的基本信息的描述# Name: 名字# Desc:描述describe# Path:存放路径# Usage:用法# Update:更新时间
#下面就是脚本的具体内容commands...3）脚本第三部分，脚本要实现的具体代码内容
（七）shell脚本的执行方法
标准脚本执行方法（建议）
1) 编写人生第一个shell脚本[root@localhost tmp]# vim first_shell.sh[root@localhost tmp]# cat first_shell.sh #!/bin/env bash
#name: 名字# Desc:描述describe# Path:存放路径# Usage:用法# Update:更新时间
#下面就是脚本的具体内容
echo "hello world"echo "hello world"
2) 脚本增加可执行权限[root@localhost tmp]# chmod +x first_shell.sh 3) 标准方式执行脚本[root@localhost tmp]# pwd/tmp[root@localhost tmp]# /tmp/first_shell.sh hello worldhello world[root@localhost tmp]# ./first_shell.sh hello worldhello world注意：标准执行方式脚本必须要有可执行权限，通常使用命令chmod 进行权限设置。
小试牛刀：写一个木有灵魂的脚本，要求如下：
删除/tmp/目录下的所有文件
然后在/tmp目录里创建3个目录，分别是dir1~dir3
拷贝/etc/hosts文件到刚创建的dir1目录里
最后打印"==报告首长，任务已于2019-05-05 10:10:10时间完成"内容 echo "报告首长，任务已于$(date +'%F %T')"
[root@localhost shell]# cat test.sh#!/bin/env bash
rm -rf /tmp/*mkdir /tmp/dir1mkdir /tmp/dir2mkdir /tmp/dir3cp /etc/hosts /tmp/dir1
echo "The project has been finished at $(date +%F)"二、变量的定义
1. 变量是什么？
一句话概括：变量是用来临时保存数据的，该数据是可以变化的数据。
2. 什么时候需要定义变量？
如果某个内容需要多次使用，并且在代码中重复出现，那么可以用变量代表该内容。这样在修改内容的时候，仅仅需要修改变量的值。
在代码运作的过程中，可能会把某些命令的执行结果保存起来，后续代码需要使用这些结果，就可以直接使用这个变量。
3.变量如何定义？
变量名=变量值（注意等号前后没有空字符）
变量名：用来临时保存数据的
变量值：就是临时的可变化的数据
[root@localhost ~]# A="hello world" 定义变量A,A诞生了[root@localhost ~]# echo $A 调用变量A，要给钱的，不是人民币是美元"$"hello world[root@localhost ~]# echo ${A} 还可以这样调用，不管你的姿势多优雅，总之要给钱hello world[root@localhost ~]# A="you are so beautiful" 因为是变量所以可以变，移情别恋是常事[root@localhost ~]# echo $A 不管你是谁，只要调用就要给钱you are so beautiful[root@localhost ~]# unset A 分手了，不跟你玩了，取消变量[root@localhost ~]# echo $A 从此，我单身了，你可以给我介绍任何人4. 变量的定义规则
虽然可以给变量（变量名）赋予任何值；但是，对于变量名也是要求的！😒
（一）变量名区分大小写
[root@localhost ~]# A="hello"[root@localhost ~]# a="world"[root@localhost ~]# echo $Ahello[root@localhost ~]# echo $aworld（二） 变量名不能有特殊符号（字母、数字、下划线之外都不可以）
（三） 变量名不能以数字开头
（四） 等号两边不能有任何空格
[root@localhost ~]# *A="HELLO WORLD"bash: *A=HELLO WORLD: command not found[root@localhost ~]# ?A="hello"bash: ?A=hello: command not found[root@localhost ~]# 2A="hello hello"bash: 2A=hello hello: command not found[root@localhost ~]# A2="hello hello"[root@localhost ~]# echo $A2hello hello特别说明：对于有空格的字符串给变量赋值时，要用引号引起来注意：不能以数字开头并不代表变量名中不能包含数字呦。（五）变量名尽量做到见名知意
NTP_IP=10.1.1.1DIR=/u01/app1
TMP_FILE=/var/log/1.log
...
说明：一般变量名使用大写（小写也可以），不要同一个脚本中变量全是a,b,c等不容易阅读
5. 变量的定义方式有哪些？
（一）基本方式
直接赋值给一个变量
[root@localhost ~]# A=1234567[root@localhost ~]# echo $A1234567[root@localhost ~]# echo ${A:3:4} 表示从A变量中第3个字符开始截取，截取4个字符4567
说明：$变量名 和 ${变量名} 的异同相同点：都可以调用变量不同点：${变量名}可以只截取变量的一部分，而 $变量名 不可以（二）命令执行结果赋值给变量
[root@localhost ~]# B=`date +%F`[root@localhost ~]# echo $B2020-03-07[root@localhost ~]# C=$(uname -r)[root@localhost ~]# echo $C2.6.32-754.el6.x86_64（三）交互式定义变量(read)
read [选项] 变量名| 选项 | 释义 |
|---|---|
| -p | 定义提示用户的信息 |
| -n | 定义字符数（限制变量值的长度） |
| -s | 不显示（不显示用户输入的内容） |
| -t | 定义超时时间，默认单位为秒（限制用户输入变量值的超时时间） |
举例说明：
用法1：用户自己定义变量值[root@localhost ~]# read nameJingYu[root@localhost ~]# echo $nameJingYu[root@localhost ~]# read -p "Input weChat name:" nameInput weChat name:JingYu[root@localhost ~]# echo $nameJingYu用法2：变量值来自文件[root@localhost ~]# vi 1.txt[root@localhost ~]# cat 1.txt10.1.1.1 255.255.255.1[root@localhost ~]# read ip mask < 1.txt[root@localhost ~]# echo $ip10.1.1.1[root@localhost ~]# echo $mask255.255.255.1（四）定义有类型的变量(declare)
declare 选项 变量名=变量值常用选项：
| 选项 | 释义 | 举例 |
|---|---|---|
| -i | 将变量看成整数 | declare -i A=123 |
| -r | 定义只读变量 | declare -r B=hello |
| -a | 定义普通数组；查看普通数组 | |
| -A | 定义关联数组；查看关联数组 | |
| -x | 将变量通过环境导出 | declare -x AAA=123456 等于 export AAA=123456 |
举例说明：
[root@localhost ~]# A=JingYu[root@localhost ~]# declare -i A=666[root@localhost ~]# echo $A666[root@localhost ~]# A=JingYu[root@localhost ~]# echo $A0[root@localhost ~]# declare -r B=JingYubash: declare: B: readonly variable[root@localhost ~]# unset Bbash: unset: B: cannot unset: readonly variable[root@localhost ~]# B=Beijingbash: B: readonly variable6. 变量的分类
（一）本地变量
本地变量：当前用户自定义的变量。当前进程中有效，其他进程及当前进程的子进程无效。
（二）环境变量
环境变量：当前进程有效，并且能够被子进程调用。
env查看当前用户的环境变量set查询当前用户的所有变量(临时变量与环境变量)export 变量名=变量值或者变量名=变量值；export 变量名
[zhangjm@localhost ~]$ export A="JingYu" 临时将一个本地变量（临时变量）变成环境变量[zhangjm@localhost ~]$ env | grep ^A env查看当前用户的环境变量，grep ^A 过滤出以字母A开头的行A=JingYu
永久生效：vim /etc/profile 或者 ~/.bashrcexport A=JingYu或者A=JingYuexport A
说明：系统中有一个变量PATH，环境变量export PATH=/usr/local/mysql/bin:$PATH（三）全局变量
全局变量：全局所有的用户和程序都能调用且继承，新建的用户也默认能调用.
解读相关配置文件
| 文件名 | 说明 | 备注 |
|---|---|---|
| $HOME/.bashrc | 当前用户的bash信息,用户登录时读取 | 定义别名、umask、函数等 |
| $HOME/.bash_profile | 当前用户的环境变量，用户登录时读取 | |
| $HOME/.bash_logout | 当前用户退出当前shell时最后读取 | 定义用户退出时执行的程序等 |
| /etc/bashrc | 全局的bash信息，所有用户都生效 | |
| /etc/profile | 全局环境变量信息 | 系统和所有用户都生效 |
| $HOME/.bash_history | 用户的历史命令 | history -w 保存历史记录 history -c 清空历史记录 |
说明：以上文件修改后，都需要重新使用 source 命令让其生效或者退出重新登录。
用户登录系统读取相关文件的顺序
/etc/profile$HOME/.bash_profile$HOME/.bashrc/etc/bashrc$HOME/.bash_logout
（四）系统变量
系统变量(内置bash中变量) ：shell本身已经固定好了它的名字和作用.
| 内置变量 | 含义 |
|---|---|
| $? | 上一条命令执行后返回的状态；状态值为0表示执行正常，==非0==表示执行异常或错误 |
| $0 | 当前执行的程序或脚本名 |
| $# | 脚本后面接的参数的==个数== |
| $* | 脚本后面==所有参数==，参数当成一个整体输出，每一个变量参数之间以空格隔开 |
| $@ | 脚本后面==所有参数==，参数是独立的，也是全部输出 |
| $1~$9 | 脚本后面的==位置参数==，$1表示第1个位置参数，依次类推 |
| ${10}~${n} | 扩展位置参数,第10个位置变量必须用{}大括号括起来(2位数字以上括起来) |
| $$ | 当前所在进程的进程号，如echo $$ |
| $！ | 后台运行的最后一个进程号 (当前终端） |
| !$ | 调用最后一条命令历史中的参数 |
进一步了解位置参数
$1~${n}
#!/bin/bash#了解shell内置变量中的位置参数含义echo "\$0 = $0"echo "\$# = $#"echo "\$* = $*"echo "\$@ = $@"echo "\$1 = $1"echo "\$2 = $2"echo "\$3 = $3"echo "\$11 = ${11}"echo "\$12 = ${12}"进一步了解$*和$@的区别
$*：表示将变量看成一个整体$@：表示变量是独立的
[root@localhost zhangjm]# cat test.sh#!/bin/env bash
for i in "$@"doecho $idone
echo "---------------"
for i in "$*"doecho $idone[root@localhost zhangjm]# vi test.sh[root@localhost zhangjm]# chmod +x test.sh [root@localhost zhangjm]# ./test.sh hello Jing YuhelloJingYu---------------hello Jing Yu三、简单四则运算
算术运算：默认情况下，shell就只能支持简单的==整数==运算
运算内容：加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、求余数（%）
1. 四则运算符号
| 表达式 | 举例 |
|---|---|
| $(( )) | echo $((1+1)) |
| $[ ] | echo $[10-5] |
| expr | expr 10 / 5 |
| let | n=1;let n+=1 等价于 let n=n+1 |
2.了解i++和++i
对变量的值的影响
[root@localhost zhangjm]# i=1[root@localhost zhangjm]# let i++[root@localhost zhangjm]# echo $i2[root@localhost zhangjm]# j=1[root@localhost zhangjm]# let ++j[root@localhost zhangjm]# echo $j2对表达式的值的影响
[root@localhost zhangjm]# unset i j[root@localhost zhangjm]# i=1;j=1[root@localhost zhangjm]# let x=i++ 先赋值，后运算[root@localhost zhangjm]# let y=++j 先运算，后赋值[root@localhost zhangjm]# echo $i2[root@localhost zhangjm]# echo $j2[root@localhost zhangjm]# echo $x1[root@localhost zhangjm]# echo $y2四、扩展补充
1. 数组定义
（一）数组分类
普通数组：只能使用整数作为数组索引(元素的下标)
关联数组：可以使用字符串作为数组索引(元素的下标)
（二）普通数组定义
一次赋予一个值
数组名[索引下标]=值root@localhost zhangjm]# array[0]=v1[root@localhost zhangjm]# array[1]=v2[root@localhost zhangjm]# array[2]=v3[root@localhost zhangjm]# echo ${array[0]}v1一次赋予多个值
[root@localhost zhangjm]# array1=(`cat /etc/passwd`)[root@localhost zhangjm]# echo ${array1[0]}root:x:0:0:root:/root:/bin/bash[root@localhost zhangjm]# array2=(`ls /root`)[root@localhost zhangjm]# array3=(Hello Jing Yu "Thank you")[root@localhost zhangjm]# array4=(1 2 3 4 "Jing Yu" [10]=linux)[root@localhost zhangjm]# echo ${array4[4]}Jing Yu[root@localhost zhangjm]# echo ${array4[10]}linux（三）数组的读取
[root@localhost zhangjm]# echo ${array[0]} 获取数组里第一个元素v1[root@localhost zhangjm]# echo ${array[*]} 获取数组里的所有元素v1 v2 v3[root@localhost zhangjm]# echo ${#array[*]} 获取数组里所有元素个数3[root@localhost zhangjm]# echo ${!array[@]} 获取数组元素的索引下标0 1 2${array[@]:1:2} ：访问指定的元素；1代表从下标为1的元素开始获取；2代表获取后面几个元素[root@localhost zhangjm]# echo ${array[@]:1:2}v2 v3[root@localhost zhangjm]# declare -a JingYu 声明一个数组[root@localhost zhangjm]# JingYu=(Jing Yu You are so Greate)[root@localhost zhangjm]# echo ${JingYu[*]}Jing Yu You are so Greate2. 关联数组定义
①首先声明关联数组
#！/bin/env bashdeclare -A asso_array② 数组赋值
一次赋一个值
[root@localhost zhangjm]# asso_array[linux]=one[root@localhost zhangjm]# asso_array[Jing]=Yu[root@localhost zhangjm]# asso_array[Hello]=World一次赋多个值
[root@localhost zhangjm]# declare -A asso_array2[root@localhost zhangjm]# asso_array2=([linux]=one [Jing]=Yu [Hello]=World)[root@localhost zhangjm]# echo ${asso_array[linux]}one[root@localhost zhangjm]# echo ${asso_array[*]}World Yu one[root@localhost zhangjm]# echo ${#asso_array[*]}3[root@localhost zhangjm]# echo ${!asso_array[*]}Hello Jing linux3. 其他变量定义
取出一个目录下的目录和文件：
dirname和basename
[root@localhost ~]# A=/home/zhangjm/susu/test.txt[root@localhost ~]# echo $A/home/zhangjm/susu/test.txt[root@localhost ~]# dirname $A //取出目录/home/zhangjm/susu[root@localhost ~]# basename $A //取出变量test.txt变量内容的删除与替换
一个“%”代表从右往左去掉一个/key/两个“%%”代表从右往左最大去掉/key/一个“#”代表从左往右去掉一个/key/两个“##”代表从左往右最大去掉/key/
举例说明：[root@localhost ~]# url="www.jingyu.org"[root@localhost ~]# echo ${#url}14[root@localhost ~]# echo ${url#.}www.jingyu.org[root@localhost ~]# echo ${url##*.}org[root@localhost ~]# echo ${url%.*}www.jingyu[root@localhost ~]# echo ${url%%.*}www
[root@localhost ~]# echo ${url/j/J}www.Jingyu.org[root@localhost ~]# echo ${url/g/G}www.jinGyu.org[root@localhost ~]# echo ${url//g/G} //将所有的小写字母g替换为Gwww.jinGyu.orG