shell 高级语法 (bash)

# expr 命令

expr 命令用于求表达式的值，格式为：

# `expr` 表达式

表达式说明：

用空格隔开每一项
用反斜杠放在 shell 特定的字符前面（发现表达式运行错误时，可以试试转义）
对包含空格和其他特殊字符的字符串要用引号括起来
expr 会在 stdout 中输出结果。如果为逻辑关系表达式，则结果为真，stdout 为 1，否则为 0。
expr 的 exit code ：如果为逻辑关系表达式，则结果为真，exit code 为 0，否则为 1。

# 字符串表达式

length STRING
返回 STRING 的长度
index STRING CHARSET
返回 CHARSET 中任意单个字符在 STRING 中最前面的字符位置，下标从 1 开始。如果在 STRING 中完全不存在 CHARSET 中的字符，则返回 0。
substr STRING POSITION LENGTH
返回 STRING 字符串中从 POSITION 开始，长度最大为 LENGTH 的子串。如果 POSITION 或 LENGTH 为负数，0 或非数值，则返回空字符串。

示例：

str="Hello World!"
echo `expr length "$str"`      # ``不是单引号，表示执行该命令，输出 12
echo `expr index "$str" aWd`   # 输出 7，下标从 1 开始
echo `expr substr "$str" 2 3`  # 输出 ell

# 整数表达式

expr 支持普通的算术操作，算术表达式优先级低于字符串表达式，高于逻辑关系表达式。

+ -
加减运算。两端参数会转换为整数，如果转换失败则报错。

* / %
乘，除，取模运算。两端参数会转换为整数，如果转换失败则报错。

() 可以提升优先级，但需要用反斜杠转义

示例：

a=3
b=4
echo `expr $a + $b`   # 输出 7
echo `expr $a - $b`   # 输出-1
echo `expr $a \* $b`  # 输出 12，*需要转义
echo `expr $a / $b`   # 输出 0，整除
echo `expr $a % $b`   # 输出 3
echo `expr \( $a + 1 \) \* \( $b + 1 \)`  # 输出 20，值为 (a + 1) * (b + 1)

# 逻辑关系表达式

|
如果第一个参数非空且非 0，则返回第一个参数的值，否则返回第二个参数的值，但要求第二个参数的值也是非空或非 0，否则返回 0。如果第一个参数是非空或非 0 时，不会计算第二个参数。
&
如果两个参数都非空且非 0，则返回第一个参数，否则返回 0。如果第一个参为 0 或为空，则不会计算第二个参数。
< <= = == != >= >
比较两端的参数，如果为 true，则返回 1，否则返回 0。”==” 是”=” 的同义词。”expr” 首先尝试将两端参数转换为整数，并做算术比较，如果转换失败，则按字符集排序规则做字符比较。
() 可以提升优先级，但需要用反斜杠转义

示例：

a=3
b=4
echo `expr $a \> $b`    # 输出 0，>需要转义
echo `expr $a '<' $b`   # 输出 1，也可以将特殊字符用引号引起来
echo `expr $a '>=' $b`  # 输出 0
echo `expr $a \<\= $b`  # 输出 1
c=0
d=5
echo `expr $c \& $d`  # 输出 0
echo `expr $a \& $b`  # 输出 3
echo `expr $c \| $d`  # 输出 5
echo `expr $a \| $b`  # 输出 3

# read 命令

read 命令用于从标准输入中读取单行数据。当读到文件结束符时， exit code 为 1，否则为 0。

参数说明

-p: 后面可以接提示信息
-t：后面跟秒数，定义输入字符的等待时间，超过等待时间后会自动忽略此命令

实例：

$ read name   # 读入 name 的值
fengwei2002   # 标准输入
$ echo $name  # 输出 name 的值
fengwei2002   #标准输出
$ read -p "请在 30 s 内输入你的姓名：" -t 30 name  # 读入 name 的值，等待时间 30 秒
请在 30 s 内输入你的姓名：fengwei2002  # 标准输入
$ echo $name  # 输出 name 的值
fengwei2002  # 标准输出

# echo 命令

echo 用于输出字符串。命令格式：

echo STRING

显示普通字符串

echo "Hello World"
echo Hello World  # 引号可以省略

显示转义字符

echo "\"Hello World\""  # 注意只能使用双引号，如果使用单引号，则不转义
echo \"Hello World\"  # 也可以省略双引号

显示变量

name=fengwei2002
echo "My name is $name"  # 输出 My name is fengwei2002

显示换行

echo -e "Hi\n"  # -e 开启转义
echo "12345678"

输出结果：

Hi
12345678

显示不换行

echo -e "Hi \c" # -e 开启转义 \c 不换行
echo "12345678"

输出结果：

Hi 12345678

显示结果定向至文件

echo "Hello World" > output.txt  # 将内容以覆盖的方式输出到 output.txt 中

原样输出字符串，不进行转义或取变量（用单引号）

name=acwing
echo '$name\"'

输出结果（单引号不使用变量）

$name\"
显示命令的执行结果

echo `date`

输出结果：

Fri Sep 3 17:48:05 CST 2021

# printf 命令

总所周知 printf 是用来输出文字的

printf 命令用于格式化输出，类似于 C/C++ 中的 printf 函数。

默认不会在字符串末尾添加换行符。

命令格式：

printf format-string [arguments...]
用法示例
脚本内容：

printf "%10d!\n" 123            # 占 10 位，右对齐
printf "%-10.2f!\n" 123.123321  # 占 10 位，保留 2 位小数，左对齐
printf "myNameIs%s\n" "fengwei2002"        # 格式化输出字符串
printf "%d * %d = %d\n"  2 3 `expr 2 \* 3` # 表达式的值作为参数

输出结果：

       123!
123.12    !
myNameIsfengwei2002
2 * 3 = 6

# test 命令

在命令行中输入 man test ，可以查看 test 命令的用法。

test 命令用于判断文件类型，以及对变量做比较。

test 命令用 exit code 返回结果，而不是使用 stdout。0 表示真，非 0 表示假。

例如：

test 2 -lt 3     # 为真，返回值为 0
echo $?          # 输出上个命令的返回值，输出 0
$ ls     # 列出当前目录下的所有文件
test.sh
$ test -e test.sh && echo "exist" || echo "Not exist"
exist   # test.sh 文件存在
$ test -e test2.sh && echo "exist" || echo "Not exist"
Not exist  # testh2.sh 文件不存在

# 逻辑运算符 `&&` 和 `||`

&& 表示与，|| 表示或
二者具有短路原则：
expr1 && expr2：当 expr1 为假时，直接忽略 expr2
expr1 || expr2：当 expr1 为真时，直接忽略 expr2
表达式的 exit code 为 0，表示真；为非零，表示假。（与 C/C++ 中的定义相反）

# 文件类型判断

命令格式：

test -e filename  # 判断文件是否存在

测试参数代表意义
- e 文件是否存在
- f 是否为文件
- d 是否为目录

# 文件权限判断

命令格式：

test -r filename  # 判断文件是否可读

测试参数代表意义
- r 文件是否可读
- w 文件是否可写
- x 文件是否可执行
- s 是否为非空文件

# 整数间的比较

命令格式：

test $a -eq $b  # a 是否等于 b

测试参数代表意义
- eq a 是否等于 b
-ne a 是否不等于 b
-gt a 是否大于 b
-lt a 是否小于 b
-ge a 是否大于等于 b
-le a 是否小于等于 b

# 字符串比较

测试参数代表意义
test -z STRING 判断 STRING 是否为空，如果为空，则返回 true
test -n STRING 判断 STRING 是否非空，如果非空，则返回 true（-n 可以省略）
test str1 == str2 判断 str1 是否等于 str2
test str1 != str2 判断 str1 是否不等于 str2

# 多重条件判定

命令格式：

test -r filename -a -x filename

测试参数代表意义
- a 两条件是否同时成立
- o 两条件是否至少一个成立
！取反。如 test ! -x file，当 file 不可执行时，返回 true

# 判断符号 `[]`

[] 与 test 用法几乎一模一样，更常用于 if 语句中。另外 [[]] 是 [] 的加强版，支持的特性更多。

例如：

[ 2 -lt 3 ]  # 为真，返回值为 0
echo $?  # 输出上个命令的返回值，输出 0
~$ ls  # 列出当前目录下的所有文件
homework  output.txt  test.sh  tmp
~$ [ -e test.sh ] && echo "exist" || echo "Not exist"
exist  # test.sh 文件存在
~$ [ -e test2.sh ] && echo "exist" || echo "Not exist"
Not exist  # testh2.sh 文件不存在

注意：

[] 内的每一项都要用空格隔开
中括号内的变量，最好用双引号括起来
中括号内的常数，最好用单或双引号括起来
例如：

name="fengwei2002"
[ $name == "fengwei2002" ]  # 错误，等价于 [ fengwei2002 == "fengwei2002" ]，参数太多
[ "$name" == "fengwei2002" ]  # 正确

# exit 命令

exit 命令用来退出当前 shell 进程，并返回一个退出状态；使用 $? 可以接收这个退出状态。

exit 命令可以接受一个整数值作为参数，代表退出状态。如果不指定，默认状态值是 0。

exit 退出状态只能是一个介于 0~255 之间的整数，其中只有 0 表示成功，其它值都表示失败。

示例：

创建脚本 test.sh ，内容如下：

#! /bin/bash
if [ $# -ne 1 ]  # 如果传入参数个数等于 1，则正常退出；否则非正常退出。
then
    echo "arguments not valid"
    exit 1
else
    echo "arguments valid"
    exit 0
fi

执行该脚本：

$ chmod +x test.sh 
$ ./test.sh acwing
arguments valid
acs@9e0ebfcd82d7:~$ echo $?  # 传入一个参数，则正常退出，exit code 为 0
0
acs@9e0ebfcd82d7:~$ ./test.sh 
arguments not valid
acs@9e0ebfcd82d7:~$ echo $?  # 传入参数个数不是 1，则非正常退出，exit code 为 1
1

# 文件重定向

每个进程默认打开 3 个文件描述符：

stdin 标准输入，从命令行读取数据，文件描述符为 0
stdout 标准输出，向命令行输出数据，文件描述符为 1
stderr 标准错误输出，向命令行输出数据，文件描述符为 2
可以用文件重定向将这三个文件重定向到其他文件中。

重定向命令列表

命令	说明
command > file	将 stdout 重定向到 file 中
command < file	将 stdin 重定向到 file 中
command >> file	将 stdout 以追加方式重定向到 file 中
command n> file	将文件描述符 n 重定向到 file 中
command n>> file	将文件描述符 n 以追加方式重定向到 file 中

输入和输出重定向

echo -e "Hello \c" > output.txt  # 将 stdout 重定向到 output.txt 中
echo "World" >> output.txt  # 将字符串追加到 output.txt 中
read str < output.txt  # 从 output.txt 中读取字符串
echo $str  # 输出结果：Hello World

同时重定向 stdin 和 stdout
创建 bash 脚本：

#! /bin/bash
read a
read b
echo $(expr "$a" + "$b")

创建 input.txt，里面的内容为：

3
4

执行命令：(把输入输出同时重定向)

$ chmod +x test.sh  # 添加可执行权限
$ ./test.sh < input.txt > output.txt  # 从 input.txt 中读取内容，将输出写入 output.txt 中
$ cat output.txt  # 查看 output.txt 中的内容
7

# 引入外部脚本

类似于 C/C++ 中的 include 操作，bash 也可以引入其他文件中的代码。

语法格式：

. filename # 注意点和文件名之间有一个空格

或

source filename
示例

创建 test1.sh ，内容为：

#! /bin/bash
name=fw  # 定义变量 name

然后创建 test2.sh ，内容为：

#! /bin/bash
source test1.sh # 或 . test1.sh
echo My name is: $name  # 可以使用 test1.sh 中的变量

执行命令：

$ chmod +x test2.sh 
$ ./test2.sh # 注意 test2.sh 不需要执行权限，可以读就可以了 
My name is: fw

# expr 命令

# expr 表达式

# 字符串表达式

# 整数表达式

# 逻辑关系表达式

# read 命令

# echo 命令

# printf 命令

# test 命令

# 逻辑运算符 && 和 ||

# 文件类型判断

# 文件权限判断

# 整数间的比较

# 字符串比较

# 多重条件判定

# 判断符号 []

# exit 命令

# 文件重定向

# 引入外部脚本

# `expr` 表达式

# 逻辑运算符 `&&` 和 `||`

# 判断符号 `[]`