Shell簡介：什麼是Shell，Shell命令的兩種執行方式

Shell本身是一個用C語言編寫的程式，它是使用者使用Unix/Linux的橋樑，使用者的大部分工作都是通過Shell完成的。Shell既是一種命令語言，又是一種程式設計語言。作為命令語言，它互動式地解釋和執行使用者輸入的命令；作為程式設計語言，它定義了各種變數和引數，並提供了許多在高階語言中才具有的控制結構，包括迴圈和分支。

它雖然不是Unix/Linux系統核心的一部分，但它呼叫了系統核心的大部分功能來執行程式、建立檔案並以並行的方式協調各個程式的執行。因此，對於使用者來說，shell是最重要的實用程式，深入瞭解和熟練掌握shell的特性極其使用方法，是用好Unix/Linux系統的關鍵。

可以說，shell使用的熟練程度反映了使用者對Unix/Linux使用的熟練程度。

注意：單獨地學習 Shell 是沒有意義的，請先參考

• 互動式（Interactive）：解釋執行使用者的命令，使用者輸入一條命令，Shell就解釋執行一條。
• 批處理（Batch）：使用者事先寫一個Shell指令碼(Script)，其中有很多條命令，讓Shell一次把這些命令執行完，而不必一條一條地敲命令。

Shell指令碼和程式語言很相似，也有變數和流程控制語句，但Shell指令碼是解釋執行的，不需要編譯，Shell程式從指令碼中一行一行讀取並執行這些命令，相當於一個使用者把指令碼中的命令一行一行敲到Shell提示符下執行。

Shell初學者請注意，在平常應用中，建議不要用 root 帳號執行 Shell 。作為普通使用者，不管您有意還是無意，都無法破壞系統；但如果是 root，那就不同了，只要敲幾個字母，就可能導致災難性後果。

幾種常見的Shell

上面提到過，Shell是一種指令碼語言，那麼，就必須有直譯器來執行這些指令碼。

Unix/Linux上常見的Shell指令碼直譯器有bash、sh、csh、ksh等，習慣上把它們稱作一種Shell。我們常說有多少種Shell，其實說的是Shell指令碼直譯器。

bash

bash是Linux標準預設的shell，本教程也基於bash講解。bash由Brian Fox和Chet Ramey共同完成，是BourneAgainShell的縮寫，內部命令一共有40個。

Linux使用它作為預設的shell是因為它有諸如以下的特色：

• 可以使用類似DOS下面的doskey的功能，用方向鍵查閱和快速輸入並修改命令。
• 自動通過查詢匹配的方式給出以某字串開頭的命令。
• 包含了自身的幫助功能，你只要在提示符下面鍵入help就可以得到相關的幫助。

sh

sh 由Steve Bourne開發，是BourneShell的縮寫，sh 是Unix 標準預設的shell。

ash

ash shell 是由Kenneth Almquist編寫的，Linux中佔用系統資源最少的一個小shell，它只包含24個內部命令，因而使用起來很不方便。

csh

csh 是Linux比較大的核心，它由以WilliamJoy為代表的共計47位作者編成，共有52個內部命令。該shell其實是指向/bin/tcsh這樣的一個shell，也就是說，csh其實就是tcsh。

ksh

ksh 是Korn shell的縮寫，由EricGisin編寫，共有42條內部命令。該shell最大的優點是幾乎和商業發行版的ksh完全相容，這樣就可以在不用花錢購買商業版本的情況下嘗試商業版本的效能了。

注意：bash是 Bourne Again Shell 的縮寫，是linux標準的預設shell ，它基於Bourne shell，吸收了C shell和Korn shell的一些特性。bash完全相容sh，也就是說，用sh寫的指令碼可以不加修改的在bash中執行。

Shell指令碼語言與編譯型語言的差異

大體上，可以將程式設計語言可以分為兩類：編譯型語言和解釋型語言。

編譯型語言

很多傳統的程式設計語言，例如Fortran、Ada、Pascal、C、C++和Java，都是編譯型語言。這類語言需要預先將我們寫好的原始碼(source code)轉換成目的碼(object code)，這個過程被稱作“編譯”。

執行程式時，直接讀取目的碼(object code)。由於編譯後的目的碼(object code)非常接近計算機底層，因此執行效率很高，這是編譯型語言的優點。

但是，由於編譯型語言多半運作於底層，所處理的是位元組、整數、浮點數或是其他機器層級的物件，往往實現一個簡單的功能需要大量複雜的程式碼。例如，在C++裡，就很難進行“將一個目錄裡所有的檔案複製到另一個目錄中”之類的簡單操作。

解釋型語言

解釋型語言也被稱作“指令碼語言”。執行這類程式時，直譯器(interpreter)需要讀取我們編寫的原始碼(source code)，並將其轉換成目的碼(object code)，再由計算機執行。因為每次執行程式都多了編譯的過程，因此效率有所下降。

使用指令碼程式語言的好處是，它們多半執行在比編譯型語言還高的層級，能夠輕易處理檔案與目錄之類的物件；缺點是它們的效率通常不如編譯型語言。不過權衡之下，通常使用指令碼程式設計還是值得的：花一個小時寫成的簡單指令碼，同樣的功能用C或C++來編寫實現，可能需要兩天，而且一般來說，指令碼執行的速度已經夠快了，快到足以讓人忽略它效能上的問題。指令碼程式語言的例子有awk、Perl、Python、Ruby與Shell。

什麼時候使用Shell

因為Shell似乎是各UNIX系統之間通用的功能，並且經過了POSIX的標準化。因此，Shell指令碼只要“用心寫”一次，即可應用到很多系統上。因此，之所以要使用Shell指令碼是基於：

• 簡單性：Shell是一個高階語言；通過它，你可以簡潔地表達複雜的操作。
• 可移植性：使用POSIX所定義的功能，可以做到指令碼無須修改就可在不同的系統上執行。
• 開發容易：可以在短時間內完成一個功能強大又妤用的指令碼。

但是，考慮到Shell指令碼的命令限制和效率問題，下列情況一般不使用Shell：

1. 資源密集型的任務，尤其在需要考慮效率時（比如，排序，hash等等）。
2. 需要處理大任務的數學操作，尤其是浮點運算，精確運算，或者複雜的算術運算（這種情況一般使用C++或FORTRAN 來處理）。
3. 有跨平臺（作業系統）移植需求（一般使用C 或Java）。
4. 複雜的應用，在必須使用結構化程式設計的時候（需要變數的型別檢查，函式原型，等等）。
5. 對於影響系統全域性性的關鍵任務應用。
6. 對於安全有很高要求的任務，比如你需要一個健壯的系統來防止入侵、破解、惡意破壞等等。
7. 專案由連串的依賴的各個部分組成。
8. 需要大規模的檔案操作。
9. 需要多維陣列的支援。
10. 需要資料結構的支援，比如連結串列或數等資料結構。
11. 需要產生或操作圖形化介面 GUI。
12. 需要直接作業系統硬體。
13. 需要 I/O 或socket 介面。
14. 需要使用庫或者遺留下來的老程式碼的介面。
15. 私人的、閉源的應用（shell 指令碼把程式碼就放在文字檔案中，全世界都能看到）。

如果你的應用符合上邊的任意一條，那麼就考慮一下更強大的語言吧——或許是Perl、Tcl、Python、Ruby——或者是更高層次的編譯語言比如C/C++，或者是Java。即使如此，你會發現，使用shell來原型開發你的應用，在開發步驟中也是非常有用的。

第一個Shell指令碼

開啟文字編輯器，新建一個檔案，副檔名為sh（sh代表shell），副檔名並不影響指令碼執行，見名知意就好，如果你用php寫shell 指令碼，副檔名就用php好了。

輸入一些程式碼：

1. #!/bin/bash
2. echo "Hello World !"

“#!” 是一個約定的標記，它告訴系統這個指令碼需要什麼直譯器來執行，即使用哪一種Shell。echo命令用於向視窗輸出文字。

執行Shell指令碼有兩種方法。

作為可執行程式

將上面的程式碼儲存為test.sh，並 cd 到相應目錄：

chmod +x ./test.sh  #使指令碼具有執行許可權

./test.sh #執行指令碼

注意，一定要寫成./test.sh，而不是test.sh。執行其它二進位制的程式也一樣，直接寫test.sh，linux系統會去PATH裡尋找有沒有叫test.sh的，而只有/bin, /sbin, /usr/bin，/usr/sbin等在PATH裡，你的當前目錄通常不在PATH裡，所以寫成test.sh是會找不到命令的，要用./test.sh告訴系統說，就在當前目錄找。

通過這種方式執行bash指令碼，第一行一定要寫對，好讓系統查詢到正確的直譯器。

這裡的"系統"，其實就是shell這個應用程式（想象一下Windows Explorer），但我故意寫成系統，是方便理解，既然這個系統就是指shell，那麼一個使用/bin/sh作為直譯器的指令碼是不是可以省去第一行呢？是的。

作為直譯器引數

這種執行方式是，直接執行直譯器，其引數就是shell指令碼的檔名，如：

/bin/sh test.sh

/bin/php test.php

這種方式執行的指令碼，不需要在第一行指定直譯器資訊，寫了也沒用。

再看一個例子。下面的指令碼使用 read 命令從 stdin 獲取輸入並賦值給 PERSON變數，最後在 stdout 上輸出：

1. #!/bin/bash
2. # Author : mozhiyan
3. # Copyright (c) http://see.xidian.edu.cn/cpp/linux/
4. # Script follows here:
5. echo "What is your name?"
6. read PERSON
7. echo "Hello, $PERSON"

執行指令碼：

chmod +x ./test.sh

$./test.sh

What is your name?

mozhiyan

Hello, mozhiyan

$

Shell變數：Shell變數的定義、刪除變數、只讀變數、變數型別

Shell支援自定義變數。

定義變數

定義變數時，變數名不加美元符號（$），如：

1. variableName="value"

注意，變數名和等號之間不能有空格，這可能和你熟悉的所有程式語言都不一樣。同時，變數名的命名須遵循如下規則：

• 首個字元必須為字母（a-z，A-Z）。
• 中間不能有空格，可以使用下劃線（_）。
• 不能使用標點符號。
• 不能使用bash裡的關鍵字（可用help命令檢視保留關鍵字）。

變數定義舉例：

1. myUrl="http://see.xidian.edu.cn/cpp/linux/"
2. myNum=100

使用變數

使用一個定義過的變數，只要在變數名前面加美元符號（$）即可，如：

1. your_name="mozhiyan"
2. echo $your_name
3. echo ${your_name}

變數名外面的花括號是可選的，加不加都行，加花括號是為了幫助直譯器識別變數的邊界，比如下面這種情況：

1. for skill in Ada Coffe Action Java
2. do
3.     echo "I am good at ${skill}Script"
4. done

如果不給skill變數加花括號，寫成echo "I am good at $skillScript"，直譯器就會把$skillScript當成一個變數（其值為空），程式碼執行結果就不是我們期望的樣子了。

推薦給所有變數加上花括號，這是個好的程式設計習慣。

重新定義變數

已定義的變數，可以被重新定義，如：

1. myUrl="http://see.xidian.edu.cn/cpp/linux/"
2. echo ${myUrl}
3. myUrl="http://see.xidian.edu.cn/cpp/shell/"
4. echo ${myUrl}

這樣寫是合法的，但注意，第二次賦值的時候不能寫 $myUrl="http://see.xidian.edu.cn/cpp/shell/"，使用變數的時候才加美元符（$）。

只讀變數

使用 readonly 命令可以將變數定義為只讀變數，只讀變數的值不能被改變。

下面的例子嘗試更改只讀變數，結果報錯：

1. #!/bin/bash
2. myUrl="http://see.xidian.edu.cn/cpp/shell/"
3. readonly myUrl
4. myUrl="http://see.xidian.edu.cn/cpp/danpianji/"

執行指令碼，結果如下：

/bin/sh: NAME: This variable is read only.

刪除變數

使用 unset 命令可以刪除變數。語法：

1. unset variable_name

變數被刪除後不能再次使用；unset 命令不能刪除只讀變數。

舉個例子：

1. #!/bin/sh
2. myUrl="http://see.xidian.edu.cn/cpp/u/xitong/"
3. unset myUrl
4. echo $myUrl

上面的指令碼沒有任何輸出。

變數型別

執行shell時，會同時存在三種變數：

1) 區域性變數

區域性變數在指令碼或命令中定義，僅在當前shell例項中有效，其他shell啟動的程式不能訪問區域性變數。

2) 環境變數

所有的程式，包括shell啟動的程式，都能訪問環境變數，有些程式需要環境變數來保證其正常執行。必要的時候shell指令碼也可以定義環境變數。

3) shell變數

shell變數是由shell程式設定的特殊變數。shell變數中有一部分是環境變數，有一部分是區域性變數，這些變數保證了shell的正常執行

Shell特殊變數：Shell $0, $#, $*, [email protected], $?, $$和命令列引數

前面已經講到，變數名只能包含數字、字母和下劃線，因為某些包含其他字元的變數有特殊含義，這樣的變數被稱為特殊變數。

例如，$ 表示當前Shell程序的ID，即pid，看下面的程式碼：

1. $echo $$

執行結果

29949

命令列引數

執行指令碼時傳遞給指令碼的引數稱為命令列引數。命令列引數用 $n 表示，例如，$1 表示第一個引數，$2 表示第二個引數，依次類推。

請看下面的指令碼：

1. #!/bin/bash
2. echo "File Name: $0"
3. echo "First Parameter : $1"
4. echo "First Parameter : $2"
5. echo "Quoted Values: [email protected]"
6. echo "Quoted Values: $*"
7. echo "Total Number of Parameters : $#"

執行結果：

$./test.sh Zara Ali

File Name : ./test.sh

First Parameter : Zara

Second Parameter : Ali

Quoted Values: Zara Ali

Quoted Values: Zara Ali

Total Number of Parameters : 2

$* 和 [email protected] 的區別

$* 和 [email protected] 都表示傳遞給函式或指令碼的所有引數，不被雙引號(" ")包含時，都以"$1" "$2" … "$n" 的形式輸出所有引數。

但是當它們被雙引號(" ")包含時，"$*" 會將所有的引數作為一個整體，以"$1 $2 … $n"的形式輸出所有引數；"[email protected]" 會將各個引數分開，以"$1" "$2" … "$n" 的形式輸出所有引數。

下面的例子可以清楚的看到 $* 和 [email protected] 的區別：

1. #!/bin/bash
2. echo "\$*=" $*
3. echo "\"\$*\"=" "$*"
4. echo "\[email protected]=" [email protected]
5. echo "\"\[email protected]\"=" "[email protected]"
6. echo "print each param from \$*"
7. for var in $*
8. do
9.     echo "$var"
10. done
11. echo "print each param from \[email protected]"
12. for var in [email protected]
13. do
14.     echo "$var"
15. done
16. echo "print each param from \"\$*\""
17. for var in "$*"
18. do
19.     echo "$var"
20. done
21. echo "print each param from \"\[email protected]\""
22. for var in "[email protected]"
23. do
24.     echo "$var"
25. done

執行 ./test.sh "a" "b" "c""d"，看到下面的結果：

$*= a b c d

"$*"= a b c d

[email protected]= a b c d

"[email protected]"= a b c d

print each param from $*

a

b

c

d

print each param from [email protected]

a

b

c

d

print each param from "$*"

a b c d

print each param from "[email protected]"

a

b

c

d

退出狀態

$? 可以獲取上一個命令的退出狀態。所謂退出狀態，就是上一個命令執行後的返回結果。

退出狀態是一個數字，一般情況下，大部分命令執行成功會返回 0，失敗返回 1。

不過，也有一些命令返回其他值，表示不同型別的錯誤。

下面例子中，命令成功執行：

$./test.sh Zara Ali

File Name : ./test.sh

First Parameter : Zara

Second Parameter : Ali

Quoted Values: Zara Ali

Quoted Values: Zara Ali

Total Number of Parameters : 2

$echo $?

0

$

$? 也可以表示函式的返回值，後續將會講解。

Shell替換：Shell變數替換，命令替換，轉義字元

如果表示式中包含特殊字元，Shell 將會進行替換。例如，在雙引號中使用變數就是一種替換，轉義字元也是一種替換。

舉個例子：

1. #!/bin/bash
2. a=10
3. echo -e "Value of a is $a \n"

執行結果：

Value of a is 10

這裡 -e 表示對轉義字元進行替換。如果不使用 -e 選項，將會原樣輸出：

Value of a is 10\n

下面的轉義字元都可以用在 echo 中：

可以使用 echo 命令的 -E 選項禁止轉義，預設也是不轉義的；使用 -n 選項可以禁止插入換行符。

命令替換

命令替換是指Shell可以先執行命令，將輸出結果暫時儲存，在適當的地方輸出。

命令替換的語法：

1. `command`

注意是反引號，不是單引號，這個鍵位於 Esc 鍵下方。

下面的