【Shell脚本编程（一）】变量的高级用法

小咪咪 2023-07-04 11:28 1阅读 0赞

## 1. 变量替换 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>语法</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>${变量名#匹配规则}</td> 
   <td>从变量开头进行规则匹配，将符合最短的数据删除。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>${变量名##匹配规则}</td> 
   <td>从变量开头进行规则匹配，将符合最长的数据删除。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>${变量名%匹配规则}</td> 
   <td>从变量尾部进行规则匹配，将符合最短的数据删除。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>${变量名%%匹配规则}</td> 
   <td>从变量尾部进行规则匹配，将符合最长的数据删除。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>${变量名/旧字符串/新字符串}</td> 
   <td>变量内容符合旧字符串则，则第一个旧字符串会被新字符串取代。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>${变量名//旧字符串/新字符串}</td> 
   <td>变量内容符合旧字符串则，则全部的旧字符串会被新字符串取代。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

例子1:

variable_1="I love you, Do you love me"
    
    var1=${
        variable_1#*ov}
    var2=${
        variable_1##*ov}
    
    var3=${variable_1%ov*}
    var4=${variable_1%%ov*}
    
    echo $PATH
    var5=${PATH/bin/BIN}
    var6=${PATH//bin/BIN}

## 2. 变量测试 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>变量配置方式</th> 
   <th>str没有配置</th> 
   <th>str为空字符串</th> 
   <th>str已配置且非空</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>var=${str-expr}</td> 
   <td>var=expr</td> 
   <td>var=</td> 
   <td>var=$str</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>var=${str:-expr}</td> 
   <td>var=expr</td> 
   <td>var=expr</td> 
   <td>var=$str</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>var=${str+expr}</td> 
   <td>var=</td> 
   <td>var=expr</td> 
   <td>var=expr</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>var=${str:+expr}</td> 
   <td>var=</td> 
   <td>var=</td> 
   <td>var=expr</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>var=${str=expr}</td> 
   <td>var=expr</td> 
   <td>var=</td> 
   <td>var=$str</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>var={str:=expr}</td> 
   <td>var=expr</td> 
   <td>var=expr</td> 
   <td>var=$str</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 3. 字符串处理 ##

### 3.1. 计算字符串长度 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>语法</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>方法一</td> 
   <td>${#string}</td> 
   <td>无</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>方法二</td> 
   <td>expr length “$string”</td> 
   <td>string中有空格，则必须加双引号。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

例子：

var1="Hello World"
    #方法一
    len=${#var1}
    
    #方法二
    len='expr length "$var1"'
    echo $len  #结果为11

### 3.2. 获取子串在字符串中的索引位置 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>语法</th> 
   <th>expr index $string $substring</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody></tbody> 
</table>

例子：

var1="quickstart is a app"
    ind='expr index "$var1" start'
    echo $ind  #结果为6
    
    ind='expr index "$var1" uniq'
    echo $ind  #结果为1
    
    ind='expr index "$var1" cnk'
    echo $ind  #结果为4

### 3.3. 获取子串长度 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>语法</th> 
   <th>expr match “$string” substr</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody></tbody> 
</table>

例子：

var1="quickstart is a app"
    sub_len= 'expr match "$var1" app'
    echo $sub_len  #结果为0
    
    sub_len='expr match "$var1" quic'
    echo $sub_len  #结果为4
    
    sub_len='expr match "$var1" quic.*'
    echo $sub_len  #结果为19

### 3.4. 抽取字符串中的子串 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>语法</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>方法一</td> 
   <td>${string:position}</td> 
   <td>从string中的position开始</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>方法二</td> 
   <td>${string:position:length}</td> 
   <td>从position开始，匹配长度为length</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>方法三</td> 
   <td>${string: -position}</td> 
   <td>从右边开始匹配</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>方法四</td> 
   <td>${string:(position)}</td> 
   <td>从左边开始匹配</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>方法五</td> 
   <td>expr substr $string $position $length</td> 
   <td>从position开始，匹配长度为length</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

例子：

var1="kafka hadoop yarn mapreduce"
    #方法一
    substr_1=${var1:10}
    echo $substr_1  #结果为op yarn mapreduce
    
    #方法二
    substr_2=${var1:10:5}
    echo $substr_2  #结果为op ya
    
    #方法三
    substr_3=${var1: -5}
    encho $substr_3  #结果为educe
    substr_4=${var1:(-5)}
    echo $substr_4  #结果为educe
    
    substr_3=${var1: -5:2}
    echo $substr_3  #结果为ed
    
    #方法五
    substr_5='expr substr "$var1" 10 5'
    echo $substr_5  #结果为oop y

【注】：使用expr，索引计数是从1开始计算；使用$\{string:position\},索引计数是从0开始计数。

## 4. 练习 ##

需求描述：  
变量string=“Bigdata process framework is Hadoop, Hadoop is an open source project” 执行脚本之后，打印输出string字符串变量，并给出用户以下选项：

1.  打印string长度；
2.  删除字符串中所有的Hadoop；
3.  替换第一个Hadoop为Mapreduce；
4.  替换全部Hadoop为Mapreduce；

用户输入数字1｜2｜3｜4，可以执行对应项的功能；输入q｜Q则退出交互模式。

思路分析：

1.  将不同的功能模块划分，并编写函数；

function print_tips
    function len_of_string
    function del_hadoop
    function rep_hadoop_mapreduce_first
    function rep_hadoop_mapreduce_all

1.  实现第一步所定义的功能函数

function print_tips
    {
        
        echo "******************************"
        echo "1. 打印string长度"
        echo "2. 删除字符串中所有的Hadoop"
        echo "3. 替换第一个Hadoop为Mapreduce"
        echo "4. 替换全部Hadoop为Mapreduce"
        echo "******************************"
    }
    
    
    function len_of_string
    {
        
        echo "${#string}"
    }
    
    function del_hadoop
    {
        
        echo "${string//Hadoop/}"
    }
    
    function rep_hadoop_mapreduce_first
    {
        
        echo "${string/Hadoop/Mapreduce}"
    }
    
    function rep_hadoop_mapreduce_all
    {
        
        echo "${string//Hadoop/Mapreduce}"
    }

1.  程序主流程的设计

cd lesson/
    cd 2.3
    ll
    vim example.sh
    
    #############脚本文件内容##############
    #!/bin/bash
    #
    
    
    string="Bigdata process framework is Hadoop, Hadoop is an open source project"
    
    function print_tips
    {
        
        echo "******************************"
        echo "1. 打印string长度"
        echo "2. 删除字符串中所有的Hadoop"
        echo "3. 替换第一个Hadoop为Mapreduce"
        echo "4. 替换全部Hadoop为Mapreduce"
        echo "******************************"
    }
    
    
    function len_of_string
    {
        
        echo "${#string}"
    }
    
    function del_hadoop
    {
        
        echo "${string//Hadoop/}"
    }
    
    function rep_hadoop_mapreduce_first
    {
        
        echo "${string/Hadoop/Mapreduce}"
    }
    
    function rep_hadoop_mapreduce_all
    {
        
        echo "${string//Hadoop/Mapreduce}"
    }
    
    while true
    do
        echo "【string=$string】"
        echo
        print_tips
        read -p "Please input your choice(1|2|3|4|q|Q):" choice
    
        case $choice in
                1)
                        len_of_string
                        ;;
                2)
                        del_hadoop
                        ;;
                3)
                        rep_hadoop_mapreduce_first
                        ;;
                4)
                        rep_hadoop_mapreduce_all
                        ;;
                q|Q)
                        exit
                        ;;
                *)
                        echo "Error,input only in {1|2|3|4|q|Q}"
                        ;;
        esac
    done

## 5. 命令替换 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>语法格式</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>方法一</td> 
   <td><code>command</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>方法二</td> 
   <td>$(command)</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**例子1:**

获取系统的所有用户并输出

cat /etc/passwd | cut -d ":" -f 1

vim example_1.sh
    
    ##############脚本文件内容#################
    
    #!/bin/bash
    #
    
    index=1
    
    for user in `cat /etc/passwd | cut -d ":" -f 1`
    do
        echo "This is $index user: $user"
        index=$(($index + 1))
    done

**例子2:**

根据系统时间计算今年或明年

date
    date +%Y  #结果为当前系统时间的年份
    
    #或者
    echo "This is $(date +%Y) year"  #结果为This is 2020 year
    
    echo "This is $(($(date +%Y) + 1)) year"  #结果为This is 2021 year

**例子3:**  
根据系统时间获取今年还剩下多少星期，已经过了多少星期

vim example_2.sh
    
    ###########脚本文件内容#############
    
    #!/bin/bash
    #
    
    echo "This year have passed $(date +%j) days"
    echo "This year have passed $(($(date +%j)/7)) weeks"
    
    echo "There is $((365 - $(date +%j))) days before new year"
    echo "There is $(((365 - $(date +%j))/7)) weeks before new year" 
    ###########脚本文件内容#############
    
    #执行脚本
    sh example_2.sh

**例子4:**  
判定nginx进程是否存在，若不存在则自动拉起该进程

vim example_3.sh
    ###########脚本文件内容#############
    
    #!/bin/bash
    #
    
    nginx_process_num=$(ps -ef | grep nginx | grep -v grep | wc -l)
    
    if [ $nginx_process_num -eq 0];then
        systemctl start nginx
    fi

**总结：**

*  `和$()两者是等价的，但推荐初学者使用$()，易于掌握；缺点是极少数UNIX可能不支持，但`都是支持的；
 *   ( ( ) ) 主 要 用 来 进 行 整 数 运 算 ， 包 括 加 减 乘 除 ， 引 用 变 量 前 面 可 以 加 (())主要用来进行整数运算，包括加减乘除，引用变量前面可以加 (())主要用来进行整数运算，包括加减乘除，引用变量前面可以加，也可以不加$

$(( (100 + 30) /13 ))
    
    num1=20;num2=30
    ((num++));
    ((num--))
    $(($num1+$num2*2))

## 6. 有类型变量 ##

### 6.1. declare 和 typeset 命令 ###

*  declare 命令和 typeset 命令两者等价；
 *  declare、typeset 命令都是用来定义变量类型的；

### 6.2. declare 命令参数表 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>参数</th> 
   <th>含义</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>-r</td> 
   <td>将变量设为只读</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-i</td> 
   <td>将变量设为整数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-a</td> 
   <td>将变量定义为数组</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-f</td> 
   <td>显示此脚本前定义过的所有函数及内容</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-F</td> 
   <td>仅显示此脚本前定义过的函数名</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-x</td> 
   <td>将变量声明为环境变量</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

1.  declare -r \#声明变量为只读类型

var2="hello python"
    declare -r var2
    var2="world"  #-bash: var:readonly variable

1.  declare -i \#声明变量类型为整型

num1=10
    num2=$num1+20
    echo $num2  #结果为10+20
    
    expr $num1 + 10  #结果为20
    
    declare -i num3
    num3=$num1+90
    echo $num3  #结果为100

1.  declare -f \#在脚本中显示定义的函数和内容；
2.  declare -F \#在脚本中显示定义的函数
3.  declare -a

declare -a array
    array=("jones" "mike" "kobe" "jordan")
    echo ${array[@]}  #结果为jones mike kobe jordan
    echo ${array[0]}  #结果为jones
    echo ${array[1]}  #结果为mike
    echo ${#array[@]} #结果为4
    echo ${#array[0]} #结果为5
    echo ${#array[1]} #结果为4
    
    #输出数组内容：
    echo ${array[@]}  #输出全部内容
    echo ${array[1]}  #输出下标索引为1的内容
    
    #获取数组长度：
    echo ${#array}     #数组元素个数
    echo ${#array[2]}  #数组内下标索引为2的元素长度
    
    #给数组某个下标赋值：
    array[0]="lily"  #给数组下标索引为1的元素赋值为lily
    array[20]="hanmeimei"  #在数组尾部添加一个新元素
    
    #删除元素：
    unset array[2]  #清除元素
    unset array     #清空整个数组
    
    #分片访问：
    ${array[@]:1:4}  #显示数组下标索引从1开始到3的3个元素，
    
    #内容替换
    ${array[@]/an/AN}  #将数组中所有元素内包含kobe的子串替换为mcg
    
    #数组遍历
    for v in ${array[@]}
    do
        echo $v
    done

1.  declare -x \#声明为环境变量，可以在脚本中直接使用

num5=30
    echo $num5  #结果为30
    
    vim test1.sh
    ###############脚本文件内容#################
    
    #!/bin/bash
    #
    
    echo $num5
    ###############脚本文件内容#################
    sh test1.sh  #结果为""
    
    declare -x num5
    sh test1.sh  #结果为30

*  取消声明的变量：
    
     *  declare +r
     *  declare +i
     *  declare +a
     *  declare +X

## 7. Bash数学运算之expr ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>语法</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>方法一</td> 
   <td>expr $num1 operator $num2</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>方法二</td> 
   <td><span><span><span> ( ( (( </span><span><span><span style="height: 1em; vertical-align: -0.25em;"></span><span>(</span><span>(</span></span></span></span></span>num1 operator $num2))</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

expr操作符对照表

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>操作符</th> 
   <th>含义</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>num1｜num2</td> 
   <td>num1不为空且非0，返回num1；否则返回num2</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>num1 &amp; num2</td> 
   <td>num1不为空且非0，返回num1;否则返回0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>num1 &lt; num2</td> 
   <td>num1小于num2，返回1；否则返回0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>num1 &lt;= num2</td> 
   <td>num1小于等于num2，返回1；否则返回0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>num1 = num2</td> 
   <td>num1等于num2,返回1；否则返回0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>num1 != num2</td> 
   <td>num1不等于num2，返回1；否则返回0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>num1 &gt; num2</td> 
   <td>num1大于num2，返回1；否则返回0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>num1 &gt;= num2</td> 
   <td>num1大于等于num2，返回1；否则返回0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>num1 + num2</td> 
   <td>求和</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>num1 - num2</td> 
   <td>求差</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>num1 * num2</td> 
   <td>求积</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>num1 / num2</td> 
   <td>求商</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>num1 % num2</td> 
   <td>求余</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**bash数学运算只expr：**

num1=30
    num2=50
    expr $num1 \> $num2  #结果为0
    expr $num1 \< $num2  #结果为1
    
    expr $num1 \| $num2
    expr $num1 \& $num2
    expr $num1 \>= $num2
    expr $num1 \<= $num2
    expr $num1 = $num2
    expr $num1 != $num2
    expr $num1 + $num2
    expr $num1 - $num2
    expr $num1 \* $num2
    expr $num1 / $num2
    expr $num1 % $num2
    
    num1=17
    num2=5
    expr $num1 / $num2  #结果为3
    num3=$(($num1+num2))
    echo $num3  #结果为22
    num3=$(($num1*$num2))  #该方法最好不要用来比较变量之间的大小，判断相等的时候会出现问题
    echo $num3  #结果为85

**练习例子：**  
提示用户输入一个正整数num，然后计算1+2+3+…+num的值；必须对num是否为正整数做判断，不符合应当允许再次输入。

#判断变量是否为正整数

vim sum.sh
    
    #############脚本文件内容###############
    
    #!/bin/bash
    #
    
    while true
    do
        read -p "please input a positive number: " num
        
        expr $num + 1 &> /dev/null
        
        if [ $? -eq 0 ];then
            if [ `expr $num \> 0` -eq 1 ];then
                for((i=1;i<=$num;i++))
                do
                    sum=`expr $sum + $i`
                done
                echo "1+2+3+...+$num = $sum"
                exit
            fi
        fi
        echo "error,input unlegal"
        continue
    done

## 8. Bash数学运算之bc ##

### 8.1. bc介绍 ###

*  bc是bash内建的运算器，支持浮点数运算；
 *  内建变量scale可以设置，默认为0（不保留小数）；

### 8.2. bc操作符对照表 ###

which bc  #结果为/usr/bin/bc
    bc        #显示bc版本号，版权等相关信息，然后就可以开始运算了
    23 + 5  #结果为28
    23 / 5  #结果为4
    
    scale=2 #保留两位小数
    23 / 5  #结果为4.60
    
    #脚本中使用bc
    echo "23+35" | bc  #结果为58
    echo "23.3+35" | bc  #结果为58.3
    echo "scale=4;23.3/3.5" | bc  #结果为6.6571
    
    vim bc.sh
    #######脚本文件内容#########
    
    #!/bin/bash
    #
    
    read -p "num1: " num1
    read -p "num2: " num2
    
    num3=`echo "scale=4;$num1*$num2" | bc`
    
    echo "$num1 / $num2 = $num3"