第2章 入门

2.1 脚本语言 vs 编译型语言

类型 代表语言 特点
编译型 C/C++、Java、Pascal 源码编译成机器码；执行速度快；偏向底层字节、数字处理，做文件操作麻烦
脚本解释型 Shell、awk、Python、Perl 由解释器逐行读取执行；开发快，擅长文件目录；性能偏弱，大部分场景够用

shell优势：POSIX标准化，各大UNIX/Linux都自带，一次编写，多处运行。三大优点：简单、可移植、开发快。

2.2 第一个简单脚本

需求：统计当前登录用户数量
交互式命令：

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who | wc -l

开发流程：先命令行测试 → 写入文件 → 增加执行权限 → 运行脚本

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# 1写入文件
cat > nusers
who | wc -l
^D   # Ctrl+D结束输入

# 2增加执行权限
chmod +x nusers

# 3运行
./nusers

2.3 #! 幻数行（脚本第一行）

内核读取脚本文件开头两个字符#!，后面是解释器完整路径，告诉内核用哪个程序执行本脚本。

示例：

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#!/bin/sh -
who | wc -l
  • #!/bin/sh：指定使用sh解释器执行脚本
  • 末尾的-安全用途，防御欺骗攻击。

其他解释器例子：

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#!/bin/csh -f
#!/bin/awk -f

⚠注意坑点

  1. #!这一行有字符长度限制，尽量控制在64字符以内。
  2. 必须写解释器完整绝对路径；不同系统路径不一样。
  3. 老系统内核不识别#!，shell会自动降级调用/bin/sh。
  4. POSIX标准没有定义#!，属于系统扩展功能。

2.4 Shell基础元素

2.4.1 命令、选项、参数

命令行格式：命令 选项 参数

  • 选项以-开头；短选项可以合并：ls -lt等价ls -l -t
  • --：双横杠，代表选项结束，后面全部当做文件名参数。
  • ;：同一行多条命令分隔，顺序执行。
  • &：放到命令末尾，放到后台执行，不等命令结束继续往下跑。

shell三类命令

  1. 内建命令：shell程序本身实现，不创建新进程。cd read echo printf test。
  2. shell函数：shell语言编写，像命令一样调用，第6章讲解。
  3. 外部命令：磁盘上可执行程序。执行流程：
    1. fork创建子进程
    2. 在$PATH目录列表搜索命令；如果命令带/（比如./nusers）跳过PATH查找
    3. 子进程替换为目标程序执行
    4. 程序结束，回到父shell。

2.4.2 Shell变量

变量：给一段字符串起名字；shell变量全部保存字符串，可以是空。

规则：

  • 变量名：字母/下划线开头，后面字母数字下划线。
  • 赋值：变量=值，等号两边绝对不能有空格！
  • 取值：$变量名；复杂场景 ${变量名}。
  • 变量值包含空格，必须使用双引号包裹。

示例

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myvar="hello world"
echo $myvar

first=isaac
middle=bashevis
last=singer
fullname="$first $middle $last"   # 拼接，需要引号
oldname=$fullname

2.4.3 echo输出（可移植性差）

不同系统echo行为不一样，‑n、转义字符行为实现各不相同。简单输出可以用；复杂输出优先选printf。

转义序列 含义
\a 蜂鸣告警
\b 退格
\c 停止输出，不输出换行
\n 换行
\t 制表tab 
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echo hello world

2.4.4 printf输出（推荐，POSIX标准，跨平台）

语法：

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printf "格式模板" 参数1 参数2 ...

重点：printf不会自动输出换行！需要手动写\n。

  • %s 字符串占位
  • %d 数字占位 模板用完参数还没处理完，会循环复用模板。

示例

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printf "first: %s, second: %s\n" hello world
  1. 格式串里的占位符%s %d，按顺序，依次消耗后面的参数。
  2. ⚠特殊规则：参数比占位符多的时候，会循环复用格式字符串！ 这个是 shell printf 非常容易踩坑的点。

2.5 I/O重定向与管道

三个标准流：
标准输入stdin、标准输出stdout、标准错误stderr；默认绑定终端。
过滤器：读取标准输入，输出标准输出的程序。

重定向符号

符号 作用
< file 把程序标准输入改为来自file文件
> file 标准输出重定向到file；文件存在直接覆盖！
>> file 标准输出追加到file末尾，不覆盖原有内容
cmd1 cmd2 管道：cmd1 标准输出 → cmd2 标准输入

示例

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# 删除文件回车符，输出新文件
tr -d '\r' < dos-file.txt > unix-file.txt

# 循环追加
for f in dos-file*.txt
do
  tr -d '\r' < "$f" >> big-file.txt
done

# 管道，who输出交给wc -l
who | wc -l

管道技巧：尽量把过滤数据的操作放管道前面，减少后续程序处理的数据量。例如先grep筛选，再sort排序。

两个特殊文件

  1. /dev/null 位桶：写入的数据全部丢弃；读取立刻返回EOF。
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# 只关心grep是否匹配，不需要输出，丢到/dev/null

if grep pattern myfile > /dev/null
then
  echo "找到匹配"
fi
  1. /dev/tty：永远指向当前终端。适合输入密码场景，即使标准输入被重定向，仍然从键盘读取。
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printf "Enter new password: "
stty -echo          # 关闭回显，输入密码看不见
read pass < /dev/tty
stty echo           # 恢复回显

tr命令速查

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tr [选项] 源字符集 替换字符集
选项 说明
-c 取反（字节层面）
-C 取反（字符locale层面，部分系统不支持）
-d 删除字符，不做替换
-s 压缩连续重复字符为1个

tr只处理标准输入输出，不接收文件名参数，必须配合<重定向。

2.6 PATH命令查找路径

$PATH：冒号分隔目录列表，shell在这里搜索外部命令。

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echo $PATH
/bin:/usr/bin:/usr/local/bin

实践：建立个人$HOME/bin存放自己写的脚本

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cd ~
mkdir bin
mv nusers ~/bin
PATH="$PATH:$HOME/bin"   # 将个人bin追加到PATH末尾
nusers

永久生效写进 ~/.profile。
⚠安全提示：不要把当前目录.放在PATH，有安全风险。

2.7 位置参数（脚本命令行参数）

脚本执行 ./finduser betsy，betsy 就是第一个参数。

  • $1 第1个参数，$2第2个
  • 参数大于9，必须大括号 ${10}

示例脚本 finduser

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# !/bin/sh

# finduser: 查询某个用户是否登录

who | grep "$1"

运行：./finduser betsy

如果不给参数，$1为空，grep直接报错。第6章学习判断参数是否存在。

2.8 脚本调试：执行跟踪 set -x

  • set -x：打开跟踪，执行每条命令前打印这条命令，前面带+
  • set +x：关闭跟踪

两种使用方式

  1. 命令行调试脚本：
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sh -x nusers
  1. 写在脚本内部：
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# !/bin/sh
set -x
echo 第一句
set +x
echo 第二句

2.9 locale 国际化本地化

locale影响排序、字符集、时间、货币格式。写可移植脚本经常设置LC_ALL=C强制ASCII传统行为。

环境变量优先级：LC_ALL > 各个LC_* > LANG

变量 用途
LANG 总默认设置
LC_ALL 最高优先级，全部覆盖，脚本常用LC_ALL=C sort
LC_COLLATE 排序规则（sort受它影响）
LC_CTYPE 字符集，字母、标点识别
LC_MESSAGES 程序提示报错消息语言
LC_TIME 时间日期格式

查看本机支持哪些locale：

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locale -a

C / POSIX locale：传统ASCII模式，写shell脚本推荐用，行为稳定，不受系统语言干扰。

本章速查表

语法/命令 简单说明 示例
#!/bin/sh - 脚本开头幻数行 #!/bin/sh -
var=value 变量赋值，等号无空格 name="hello shell"
$var ${var} 读取变量 echo "$name"
printf "a %s\n" x 格式化输出，必须手动\n printf "num:%d\n" 10
cmd < file 标准输入重定向 tr -d '\r' < in.txt
cmd > file 输出覆盖文件 who > user.txt
cmd >> file 输出追加文件 echo hello >> log.txt
cmd1 cmd2 管道，前输出作为后输入 who | wc -l
/dev/null 丢弃输出 grep xxx f >/dev/null
/dev/tty 强制终端读写 read pass </dev/tty
$PATH 命令搜索目录 PATH=$PATH:$HOME/bin
$1 ${10} 脚本位置参数 ./script arg1 arg2
set -x / set +x 打开关闭脚本调试跟踪 set -x; command; set +x
LC_ALL=C 强制C locale，脚本稳定 LC_ALL=C sort file.txt

小结

  1. 变量赋值=两边不能空格。
  2. echo各个系统行为不一致，复杂输出优先printf，记得加\n换行。
  3. > file会直接覆盖原有文件，注意不要误删数据；追加用>>。
  4. 管道尽量先过滤再排序，减少数据量，提升效率。
  5. 脚本参数大于9，用 ${10}，不能写$10。
  6. 排序、正则字符范围受locale影响，可移植脚本加上LC_ALL=C。
  7. 外部命令带斜杠./xxx不会走PATH搜索。