阮一峰老师的写的Bash 脚本教程 (opens new window)已经非常完善了，这里是我做的一个笔记。

一、Bash历史

Shell是一个命令行环境，也是一个命令解释器。
常用的Shell有：

• Bourne Shell（sh）
• Bourne Again shell（bash）
• Z Shell（zsh）
• Friendly Interactive Shell（fish）

bash是最常用的Shell，主要讲解它。

二、基本语法

echo命令：

• 支持多行，使用双引号
• -n 取消末尾回车符
• -e 解释执行，默认的双引号或单引号会把特殊字符编程普通字符，比如\n

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命令格式：

• 组成：命令+空格+参数
• 分号表示结束
• && 表示前命令成功，后命令才执行
• || 表示前命令失败，后命令才执行

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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。

三、模式扩展

波浪线~：

• 自动扩展成当前用户的主目录
• ~user表示扩展成用户user的主目录
• ~+会扩展成当前所在的目录，等同于pwd命令

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字符扩展，正则的简易版本：

• ?代表单个字符
• *代表多个字符
• [...]多字符
• [start-end]范围
• {...}序列
• {start..end} 连续序列
• shopt -s extglob开启之后，可以控制模式匹配的次数
  • ?(pattern-list)：模式匹配零次或一次。比如 ls abc?(.)txt
  • *(pattern-list)：模式匹配零次或多次。
  • +(pattern-list)：模式匹配一次或多次。
  • @(pattern-list)：只匹配一次模式。
  • !(pattern-list)：匹配给定模式以外的任何内容。

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字符类扩展：

• [[: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）

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变量与命令扩展：

• $开头视为变量，也可以${}表示
• $(...)扩展为命令运行，也可以放在反引号之中（古老写法）

四、引号和转义

转义：

• echo $date输出的变量，echo $date,输出的字符串
• 反斜杠还可以表示一些不可打印的字符。注意使用-e
  • \a：响铃
  • \b：退格
  • \n：换行
  • \r：回车
  • \t：制表符
• 反斜杠还可以把换行符转义为特殊字符，从而实现一行命令写为多行

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引号：

• 单引号会把所有特殊字符都变成普通字符。比如echo '$SHELL' = $SHELL
• 双引号同单引号，但美元符号（$）、反引号（`）和反斜杠（\）除外，这三个符合还是会被扩展。比如echo "$SHELL" = /bin/bash
• 双引号会转义换行符，用来实现多行文本
• 双引号会保留输出格式，比如echo "$(cal)"，会显示一个格式化的日历

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here文档：

<< token
text
token

一般配合tee或cat命令使用。 还有一个变体，使用三个小于号（<<<）表示字符串：cat <<< 'hi there'

五、变量

变量操作：

• evn或printenv显示所有环境变量
• set显示所有变量和bash函数
• 创建变量：variable=value
• 变量本身也是变量，可以使用${!varname}的语法将其展开
• unset用来删除变量
• export命令用来向子 Shell 输出变量
• 一些特殊变量
  • $? 上一个命令的退出码，用来判断上一个命令是否执行成功。返回值是0，表示上一个命令执行成功
  • $$ 当前 Shell 的进程 ID
  • $_ 上一个命令的最后一个参数
  • $! 最近一个后台执行的异步命令的进程 ID
  • $0 当前 Shell 的名称（在命令行直接执行时）或者脚本名（在脚本中执行时）
  • $- 当前 Shell 的启动参数
  • $# 脚本的参数数量
  • $@ 脚本的参数值
• 变量的默认值
  • ${varname:-word} 如果变量varname存在且不为空，则返回它的值，否则返回word
  • ${varname:=word} 如果变量varname存在且不为空，则返回它的值，否则将它设为word，并且返回word
  • ${varname:+word} 如果变量名存在且不为空，则返回word，否则返回空值
  • ${varname:?message} 如果变量varname存在且不为空，则返回它的值，否则打印出varname: message，并中断脚本的执行
  • 四种语法如果用在脚本中，变量名的部分可以用数字1到9，表示脚本的参数
• declare声明一些特殊类型的变量
• let命令可以直接执行算术表达式

六、字符串操作

字符串操作：

• ${#varname} 取长度
• ${varname:offset:length} substring方法
• ${variable#pattern} 头部模式匹配，删除非贪婪匹配到的部分，返回剩余部分。
• ${variable##pattern} 头部模式匹配，删除贪婪匹配（最长匹配）到的部分，返回剩余部分。
• ${variable/#pattern/string} 头部模式的替换
• ${variable%pattern} 尾部模式匹配，非贪婪
• ${variable%%pattern} 尾部模式匹配，贪婪
• ${variable/%pattern/string} 尾部模式的替换
• ${variable/pattern/string} 全局替换，但只替换第一个匹配
• ${variable//pattern/string} 全局替换，替换全部出现的匹配
• ${varname^^} 转为大写
• ${varname,,} 转为小写

七、算术运算

算术运算：

• ((foo = 5 + 5))，只支持计算整数
• $[...] 是以前的写法，不建议使用
• echo $((2 + 2))
• 支持的算术运算符：+ - * / % ** ++ --
• 支持的位运算符：<< >> & | ~ ^
• 支持的逻辑运算符：> < >= <= == != && || ! expr1?expr2:expr3

八、脚本入门

Shebang行：

• 也就是第一行，用于指定解释器。一般为 #!/bin/sh 或 #!/bin/bash
• #!/usr/bin/env NAME，表示查找解释器的目录。比如#!/usr/bin/env node是指定node解释器，但node必须在环境变量中才行

---

脚本参数：

• 对于 script.sh word1 word2 word3 来说，脚本内部有一些特殊变量来引用参数
  • $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。
• shift用来改变脚本参数，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
• getops取出脚本所有的带有前置连词线（-）的参数。示例：

while getopts 'lha:' OPTION; do
  case "$OPTION" in
    l)
      echo "linuxconfig"
      ;;

    h)
      echo "h stands for h"
      ;;

    a)
      avalue="$OPTARG"
      echo "The value provided is $OPTARG"
      ;;
    ?)
      echo "script usage: $(basename $0) [-l] [-h] [-a somevalue]" >&2
      exit 1
      ;;
  esac
done
shift "$(($OPTIND - 1))"

$OPTARG保存的就是参数值

• 参数终止符 --,用来转义，把-变为普通参数。比如cat -- -f``cat -- --f

---

基本指令：

• exit：退出当前脚本
• source：重新加载一个配置文件，也可以在脚本中加载一个外部库。简写是.
• alias：别名

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read指令： 将用户的输入存入一个变量

# 读取输入到一个变量
read text

# 读取输入到多个变量
read fn ln

# 不跟变量，使用$REPLY来取值
read 
echo "REPLY = '$REPLY'"

# 读取文件内容，按行
filename='/etc/hosts'
while read myline
do
  echo "$myline"
done < $filename

参数：

• -t：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
• -p：指定用户输入的提示信息
• -a：把用户的输入赋值给一个数组，从零号位置开始
• -n：指定只读取若干个字符作为变量值，而不是整行读取
• -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

---

IFS用来指定分割标识，默认是空格

#!/bin/bash
# read-ifs: read fields from a file

FILE=/etc/passwd

read -p "Enter a username > " user_name
file_info="$(grep "^$user_name:" $FILE)"

if [ -n "$file_info" ]; then
  IFS=":" read user pw uid gid name home shell <<< "$file_info"
  echo "User = '$user'"
  echo "UID = '$uid'"
  echo "GID = '$gid'"
  echo "Full Name = '$name'"
  echo "Home Dir. = '$home'"
  echo "Shell = '$shell'"
else
  echo "No such user '$user_name'" >&2
  exit 1
fi

九、条件判断

if结构：

if commands; then
  commands
[elif commands; then
  commands...]
[else
  commands]
fi

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

# then换行，则不需要分号
if true
then
  echo 'hello world'
fi

# 写为一行
$ if true; then echo 'hello world'; fi

---

test命令：

# 写法一
test expression

# 写法二，注意两侧必须有空格
[ expression ]

# 写法三
[[ expression ]]

test的判断表达式是非常丰富的

• 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。
• 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 ]]

---

逻辑运算符

• AND运算：符号&&，也可使用参数-a。
• OR运算：符号||，也可使用参数-o。
• NOT运算：符号!。

---

写法上的小技巧

# 否定最好用转义引号括起来
[ ! \( $INT -ge $MIN_VAL -a $INT -le $MAX_VAL \) ]

# 正则否定
if [[ ! "a" =~ ^[a-z] ]]; then echo 'true'; else echo 'false'; fi

---

算数判断

• ((...))作为算术条件
• 算术计算的结果是非零值，则表示判断成立。((1))=true
• 可以为变量赋值。(( foo = 5 ))

---

case结构

case $character in
  1 ) echo 1
    ;;
  2 ) echo 2
    ;;
  3 ) echo 3
    ;;
  * ) echo 输入不符合要求
esac

case "$OS" in
  FreeBSD) echo "This is FreeBSD" ;;
  Darwin) echo "This is Mac OSX" ;;
  AIX) echo "This is AIX" ;;
  Minix) echo "This is Minix" ;;
  Linux) echo "This is Linux" ;;
  *) echo "Failed to identify this OS" ;;
esac

Bash 4.0之前，只要条件匹配就会退出。4.0之后，可以使用;;&来防止跳出

十、循环

while循环。符合条件，则一直执行

while [ "$number" -lt 10 ]; do
  echo "Number = $number"
  number=$((number + 1))
done

while true
do
  echo 'Hi, while looping ...';
done

while true; do echo 'Hi, while looping ...'; done

---

until循环。不符合条件，则一直执行

until false; do echo 'Hi, until looping ...'; done

---

for...in循环

for i in word1 word2 word3; do
  echo $i
done

for i in *.png; do
  ls -l $i
done

# in list的部分可以省略，这时list默认等于脚本的所有参数$@
for filename; do
  echo "$filename"
done

---

for循环

for (( i=0; i<5; i=i+1 )); do
  echo $i
done

---

select结构。生成一个带编号的菜单，由用户选择编号，然后执行对应编号内容的指令

select brand in Samsung Sony iphone symphony Walton
do
  echo "You have chosen $brand"
  # 这里一般和case指令搭配使用
done

十一、函数

函数的优先级不如别名，即如果函数与别名同名，那么别名优先执行。
函数的定义

# 第一种
fn() {
  # codes
}

# 第二种
function fn() {
  # codes
}

删除函数使用unset -f functionname
列出当前shell所有的函数declare -f
函数参数取值，和脚本参数取值一致

---

变量

# 直接声明的变量是全局变量
fn () {
  foo=1
  echo "fn: foo = $foo"
}

# 使用local命令创建局部变量
fn () {
  local foo
  foo=1
  echo "fn: foo = $foo"
}

十二、数组

创建

# 逐个赋值
array[0]=val
array[1]=val
array[2]=val

# 一次性赋值
array=(a b c)
array=([2]=c [0]=a [1]=b)
names=(hatter [5]=duchess alice)
mp3s=( *.mp3 )

读取

# 根据索引读取
echo ${array[0]}
# 不指定索引，就是默认0位
echo ${array}

# 读取所有成员
echo ${foo[@]}  
# 或
echo ${foo[*]}

#配合for使用的话，要加双引号
for act in "${activities[@]}";...

# 拷贝数组最方便的就是
hobbies=( "${activities[@]}" )

长度

${#array[*]}
${#array[@]}

序号

${!array[@]}
${!array[*]}

for i in ${!arr[@]};do
  echo ${arr[i]}
done

提取、追加和删除

${array[@]:position:length}

foo+=(d e f)

unset foo[2]

新版本的关联数组：Map

declare -A colors
colors["red"]="#ff0000"
colors["green"]="#00ff00"
colors["blue"]="#0000ff"

echo ${colors["blue"]}

十三、shopt命令

set用来修改子 Shell 环境的运行参数

• set -u。遇到不存在的变量就会报错，并停止执行。和set -o nounset等值
• set -x。在运行结果之前，先输出执行的那一行命令
• set -e。脚本只要发生错误，就终止执行。默认情况下，会继续执行
• set -o pipefail。适用于管道命令的-e加强版
• set -E。-e会导致函数内部的错误不会被trap捕获，-E可以纠正这个行为
• 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

set一般放在脚本的头部，或者执行的时候传入这些参数

---

shopt和set作用类似，区别是set是从Ksh继承的，是POSIX规范的一部分。而shopt是bash特有的

十四、脚本除错

有时候脚本出错会是致命的，比如

dir_name=/path/not/exist

cd $dir_name
rm *

如果cd出错，那么可能会删除当前目录中的所有文件。正确的写法应该是这样

[[ -d $dir_name ]] && cd $dir_name && rm *

---

有一些环境变量常用于除错

• LINENO。返回脚本里命令所在的行号
• FUNCNAME。返回一个数组，内容是当前的函数调用堆栈
• BASH_SOURCE。返回一个数组，内容是当前的脚本调用堆栈
• BASH_LINENO。返回一个数组，内容是每一轮调用对应的行号

十五、trap命令

我们常常会要使用到临时文件，应该遵循以下规则

• 临时文件名要是唯一的，防止冲突和被人利用
• 临时文件要有权限的控制
• 脚本退出时，要删除临时文件

mktemp命令用来创建临时文件

trap 'rm -f "$TMPFILE"' EXIT

# 为了保证安全，如果失败，则退出
TMPFILE=$(mktemp) || exit 1
echo "Our temp file is $TMPFILE"

mktemp创建的临时文件，文件名是随机的，权限只有本人能读写。
常用参数

• -d。创建临时目录
• -p。指定临时目录所在
• -t。指定文件名模板，比如-t mytemp.XXXXXXX

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trap命令用来在 Bash 脚本中响应系统信号。
最常见的就是SIGINT（中断），即按 Ctrl + C 所产生的信号。
trap -l列出所有的系统信号，常用的信号有

• HUP：编号1，脚本与所在的终端脱离联系。
• INT：编号2，用户按下 Ctrl + C，意图让脚本终止运行。
• QUIT：编号3，用户按下 Ctrl + 斜杠，意图退出脚本。
• KILL：编号9，该信号用于杀死进程。
• TERM：编号15，这是kill命令发出的默认信号。
• EXIT：编号0，这不是系统信号，而是 Bash 脚本特有的信号，不管什么情况，只要退出脚本就会产生。

trap命令的格式

trap [动作] [信号1] [信号2] 

# 脚本遇到EXIT信号会执行删除临时文件。一般都写在行首
trap 'rm -f "$TMPFILE"' EXIT

# 退出的时候执行多条命令，则需要封装一个函数
function egress {
  command1
  command2
  command3
}
trap egress EXIT

十六、启动环境

Session登录，会进行整个环境的初始化，启动的初始化脚本依次如下。

• /etc/profile：所有用户的全局配置脚本。
• /etc/profile.d/目录里面所有.sh文件
• ~/.bash_profile：用户的个人配置脚本。如果该脚本存在，则执行完就不再往下执行。
• ~/.bash_login：如果~/.bash_profile没找到，则尝试执行这个脚本（C shell 的初始化脚本）。如果该脚本存在，则执行完就不再往下执行。
• ~/.profile：如果~/.bash_profile和~/.bash_login都没找到，则尝试读取这个脚本（Bourne shell 和 Korn shell 的初始化脚本）。

一般不要修改/etc/profile，因为Linux发行版更新的时候，会更新它。
如果想修改你个人的登录环境，一般是写在~/.bash_profile里面

---

非登录Session的初始化脚本依次如下。

• /etc/bash.bashrc：对全体用户有效。
• ~/.bashrc：仅对当前用户有效。

~/.bash_logout脚本在每次退出 Session 时执行，通常用来做一些清理工作和记录工作

Bash 允许用户定义自己的快捷键。全局的键盘绑定文件默认为/etc/inputrc，你可以在主目录创建自己的键盘绑定文件.inputrc文件

十七、命令提示符

环境变量PS1，是当前命令提示符的定义。
默认的PS1一般为[\u@\h \W]\$，命令提示符的定义如下。

• \a：响铃，计算机发出一记声音。
• \d：以星期、月、日格式表示当前日期，例如“Mon May 26”。
• \h：本机的主机名。
• \H：完整的主机名。
• \j：运行在当前 Shell 会话的工作数。
• \l：当前终端设备名。
• \n：一个换行符。
• \r：一个回车符。
• \s：Shell 的名称。
• \t：24小时制的hours:minutes:seconds格式表示当前时间。
• \T：12小时制的当前时间。
• @：12小时制的AM/PM格式表示当前时间。
• \A：24小时制的hours:minutes表示当前时间。
• \u：当前用户名。
• \v：Shell 的版本号。
• \V：Shell 的版本号和发布号。
• \w：当前的工作路径。
• \W：当前目录名。
• !：当前命令在命令历史中的编号。
• #：当前 shell 会话中的命令数。
• $：普通用户显示为$字符，根用户显示为#字符。
• [：非打印字符序列的开始标志。
• ]：非打印字符序列的结束标志。

也可以设置颜色：PS1='\[\033[0;41m\]<\u@\h \W>\$\[\033[0m\] '

环境变量PS2是命令行折行输入时系统的提示符，默认为>。 环境变量PS3是使用select命令时，系统输入菜单的提示符。 环境变量PS4默认为+。它是使用 Bash 的-x参数执行脚本时，每一行命令在执行前都会先打印出来，并且在行首出现的那个提示符。