第6章 变量、判断、重复动作

6.1 变量与算术

6.1.1 变量赋值与环境

1. 普通赋值：变量=值，等号两边不能有空格
2. readonly：设置只读变量，不能修改、不能重新赋值，用来做常量

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hours_per_day=24
readonly hours_per_day
# POSIX简写
readonly hours_per_day=24

3. export：把变量导出到环境，子进程/子脚本可以继承这个变量

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PATH=$PATH:/usr/local/bin
export PATH
# POSIX简写
export PATH=$PATH:/usr/local/bin
# 查看所有导出环境变量
export -p

小技巧：只对这一条命令临时修改变量，不改变全局环境

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PATH=/bin:/usr/bin awk '...' file1 file2 # 这是一条命令，shell 语法：前置环境变量赋值，为awk设置path

4. env 命令

• env：打印全部环境变量
• env -i：清空继承的环境，只使用命令行给出的变量

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env -i PATH=$PATH HOME=$HOME awk '...' file1 file2

5. unset：删除变量 / 删除函数

• unset 变量名 等价 unset -v 变量名：删除变量
• unset -f 函数名：删除函数

区分

• myvar=：变量还存在，只是赋值为空字符串，没有删除
• unset myvar：彻底把变量删掉

6.1.2 参数展开

参数展开：Shell把$变量替换成变量实际内容的过程。

1. 基础形式

• 简写：$reminder
• 完整写法：${reminder} 用大括号划定变量名边界

什么时候必须写 ${var}？变量后面紧跟字母、数字、下划线。

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reminder="hi"
echo ${reminder}_   # 正确，输出 hi_
echo $reminder_     # 错误，shell把 reminder_ 当成完整变量，得到空

⚠警告：未定义的变量，参数展开会变成空字符串，会造成灾难！

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rm -fr $MYPROGRAM
# MYPROGRAM没定义时等价执行 rm -fr ，危险！

6.1.2.1 展开运算符

语法：${变量 符号 字串}，冒号:可选
带冒号：条件：变量存在 并且 不为空
去掉冒号：只判断变量是否被定义，就算值是空字符串也视为成立

示例：

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unset count
echo ${count:-0}   # 返回0，count仍然不存在

unset count
echo ${count:=0}   # count被赋值0，返回0

unset count
echo ${count:?"count必须设置！"} # 报错退出

count=99
echo ${count:+1}   # 返回1，不是返回99

去掉冒号对比演示

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count=""
echo ${count:-0}   # 带冒号：变量为空，输出0
echo ${count-0}    # 去掉冒号：只要定义过就生效，输出空

6.1.2.2 模式匹配运算符

# 对应字符串开头（左边）；%对应字符串末尾（右边）
单个符号=最短匹配；双符号=最长匹配
使用shell通配符* ?，不是正则表达式；不会修改原变量，只返回新字符串。

示例变量：path="/home/tolstoy/mem/long.file.name"

额外：${#var} 获取字符串字符个数

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x=hello
echo ${#x} #输出5

6.1.2.2 位置参数

脚本/函数的命令行参数，$1 $2 … ${10}，大于9必须加大括号。

特殊参数：

• $#：参数总个数
• $0：脚本自身名字
• $* / $@：全部参数

set -- 参数1 参数2：手动设置位置参数；--防止参数以-开头被识别为选项。

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set -- hello "hi there" greetings
echo $#   #输出3

shift：位置参数整体向左移动一位；shift n移动n个。

6.1.2.3 Shell特殊内置变量

6.1.3 算术展开 $(( ... ))

shell本身是字符串语言，$(( ))专门做整数算术运算；不支持小数。
内部运算符和C语言几乎一样，* < > & |等特殊符号不需要反斜杠转义。

规则：

1. $((表达式))：做计算，把计算结果替换出来（参数展开）
2. 括号内部变量可以不写$；位置参数必须写$，如 $(( $1 + $2 ))
3. 只做计算不会自动保存结果，需要赋值接收

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i=1
echo $((i + 1)) #输出2，i的值不变
i=$((i + 1))    #赋值，i真正变成2

自增自减：

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i=0
echo $((i++)) #先返回旧值，再加1
echo $((++i)) #先加1，再返回新值

区分：

• $(( ))：带美元符号，获取计算结果
• (( )) bash特有，只做判断，不返回数值。

6.2 退出状态

每一条命令结束都会返回一个整数退出状态。
约定：0 =执行成功；非0=失败。

exit命令

exit [数字]：脚本退出，向外返回退出码。

• exit不带数字，等价 exit $?，继承上一条命令的退出状态。

坑点：$?会被每一条新命令覆盖；如果要保存，先存到自定义变量。

6.2.2 if‑elif‑else‑fi

语法

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if 命令; then
    #成功执行
elif 命令; then
    #成功执行
else
    #全部失败执行
fi

if判断的是命令的退出状态，不是布尔值。

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if grep "abc" file >/dev/null
then
    echo "找到字符串"
fi

6.2.3 ! && || 逻辑运算符

1. ! 命令：取反，命令失败则整体为真

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if ! grep "abc" file >/dev/null
then
    echo "没有找到"
fi

2. cmd1 && cmd2：短路与；cmd1成功才执行cmd2
3. cmd1 || cmd2：短路或；cmd1失败才执行cmd2

不要滥用&& ||代替if，可读性变差。

6.2.4 test 命令（[ ]）

test 表达式 和 [ 表达式 ] 完全等价。

⚠注意：[是命令，后面、前面、结尾]前后必须要有空格。

常用测试表达式（节选）

历史老技巧：if [ "X$answer" = "Xyes" ] 古老shell兼容手段，防止变量为空造成test语法报错；现代shell只要给变量加双引号"$answer"就不再需要X前缀。

可移植性建议：不要用test内部的‑a、‑o做与或；改用多个[ ]搭配shell的&& ||

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#推荐写法
if [ -f "$file" ] && ! [ -w "$file" ]
then
    echo "$0: $file is not writable" >&2
    exit 1
fi

6.3 case 语句

多重模式匹配，相当于其他语言的switch。 语法：

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case $变量 in
模式1)
    语句
    ;;
模式2 | 模式3)   # |代表或
    语句
    ;;
*) #默认分支
    语句
    ;;
esac

模式支持shell通配符* ? []；每个分支以;;结束。

示例

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case $1 in
-f) echo "收到‑f选项" ;;
-d|--dir) echo "收到目录选项" ;;
*) echo "$1 未知参数" >&2; exit 1 ;;
esac

6.4 循环

6.4.1 for循环

1. for 变量 in 列表; do … done

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for f in *.txt
do
    echo "$f"
done

2. 省略in 列表：等价 for 变量 in "$@"，遍历全部位置参数。

6.4.2 while / until循环

• while 条件命令; do ... done：条件成功就继续循环
• until 条件命令; do ... done：条件失败就继续循环，条件成功退出

示例：不断从尾部截短字符串直到为空

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pattern=";*"
string="a;b;c;d"
while [ -n "$string" ]
do
    echo "$string"
    string=${string%$pattern}
done

6.4.3 break continue

• break：跳出循环；break N跳出N层嵌套循环
• continue：直接进入下一轮循环；continue N作用多层循环

6.4.4 shift 与选项解析

shift：位置参数整体左移，$#自减。

手写解析选项模板：

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while [ $# -gt 0 ]
do
    case $1 in
    -f) file=$2; shift ;;
    --) shift; break ;;
    -*) echo "错误参数" >&2; exit 1 ;;
    *) break ;;
    esac
    shift
done

getopts 工具

变量说明：

• OPTARG：保存带参数选项的参数值
• OPTIND：下一个待处理参数下标

模板，开头冒号代表关闭内置报错，自己处理错误

getopts :f:vql opt 逐个拆解，语法：getopts 选项串 变量名

• 第一个字符 :：开启静默错误模式（关闭getopts自带的报错，我们自己在脚本里处理错误，推荐写法）
• f: ：f是选项，后面带冒号 = 这个选项必须跟参数。也就是 -f 文件名，-f后面必须写值。
• v q l：选项后面无冒号，代表只是开关选项，不需要跟参数，直接 -v、-q、-l 即可。
• opt：每次循环，getopts 会把当前解析到的选项字母存入变量$opt

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while getopts :f:vql opt
do
    case $opt in
    f) file="$OPTARG" ;;                # 读到 -f，把-f后面的参数存入file变量
    v) verbose=1 ;;                     # 读到 -v，打开verbose详细输出标记
    q) quiet=1 ;;                       # 读到 -q，打开静默模式标记
    l) long=1 ;;                        # 读到 -l，打开长格式标记 # 读到 -l，打开长选项模式标记
    ?) echo "非法选项" >&2; exit 1 ;;    # 遇到不认识的选项，进入这里，报错退出
    esac
done
shift $((OPTIND - 1)) #移除已经处理完毕的选项，剩下普通参数在$@

假设脚本名叫 demo.sh，调用：

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./demo.sh -f data.txt -v -q inputfile output.txt

参数列表： $1=-f，$2=data.txt，$3=-v，$4=-q，$5=inputfile，$6=output.txt

1. getopts依次解析 -f → -v → -q
   • -f：opt=f，OPTARG=data.txt → file=data.txt
   • -v：opt=v → verbose=1
   • -q：opt=q → quiet=1
2. 选项解析完毕，退出while循环；此时OPTIND=5
3. shift $((5 -1)) → shift 4，删掉前4个参数
4. shift之后：$1=inputfile，$2=output.txt，这两个就是剩余普通参数，保存在$@

6.5 Shell函数

定义格式（POSIX标准，推荐）

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myfunc () {
    #函数代码
}

函数必须先定义，后调用。

函数内拥有自己的位置参数 $1 $2 $@ $#。

⚠重点：

1. 函数内部的exit会终止整个脚本；函数退出返回状态请用return。
2. return n：给调用者返回退出状态；return等价return $?。
3. POSIX shell没有局部变量，全部是全局变量，注意变量互相污染。

获取函数输出：用命令替换捕获$(函数名 "$@")

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demo () {
    echo "hello world"
}
res=$(demo)
echo "$res"

函数的标准输出被$()截获，不再输出屏幕，保存进变量。

1. 执行 res=$(demo)
2. Shell 看见 $( ... )，立刻执行括号内的 demo 函数。
3. demo 内部运行 echo "hello world"，屏幕输出文字 hello world。
   ⚠重点：因为包在$()里面，不会直接打印到屏幕！输出被拦截捕获。
4. Shell 把捕获到的输出文本：hello world，替换掉 $(demo) 这整块内容。
5. 于是语句实际变成：res="hello world"
6. 最后 echo "$res"，打印变量：hello world。

6.6 本章总览小结

1. 变量：赋值、readonly只读、export导出环境、unset删除变量/函数。
2. 参数展开 ${...}：
   • 基础取值；4套默认值运算符；字符串裁剪# ## % %%；求长度 ${#var}
3. 位置参数与特殊变量：$1 $# $0 $* $@ $? $$ IFS ENV。
4. 算术展开：$(( ))，整数运算。
5. 退出状态：0成功非0失败；exit脚本退出；return函数返回状态。
6. 判断：if、case、test / [ ]；! && ||逻辑。
7. 循环：for while until；break continue；shift；getopts解析命令行选项。
8. 函数：封装代码块；拥有独立位置参数；无原生局部变量。