BASH 中的变量介绍

BASH中的变量

我们先来从整体上把握一下 BASH 中变量的用法，然后再去分析 BASH 中变量使用与 C 语言中的不同。BASH 中的变量都是不能含有保留字，不能含有 "-" 等保留字符，也不能含有空格。2.3.1.1 简单变量在 BASH 中变量定义是不需要的，没有 "int i" 这样的定义过程。如果想用一个变量，只要他没有在前面被定义过，就直接可以用，当然你使用该变量的第一条语句应该是对他赋初值了，如果你不赋初值也没关 系，只不过该变量是空（ 注意：是 NULL，不是 0 ）。不给变量赋初值虽然语法上不反对，但不是一个好的编程习惯。好了我们看看下面的例子：首先用 vi 编辑下面这个文件 hello2：

#!/bin/bash 
# give the initialize value to STR
STR="Hello World" 
echo $STR 

上面这个程序中我们需要注意下面几点： - 变量赋值时，'='左右两边都不能有空格； - BASH 中的语句结尾不需要分号（";"）； - 除了在变量赋值和在FOR循环语句头中，BASH 中的变量使用必须在变量前加"$"符号，同学们可以将上面程序中第三行改为 "echo STR" 再试试，看看会出什么结果。==>output: STR - 由于 BASH 程序是在一个新的进程中运行的，所以该程序中的变量定义和赋值不会改变其他进程或原始 Shell 中同名变量的值，也不会影响他们的运行。更细致的文档甚至提到以但引号括起来的变量将不被 BASH 解释为变量，如 '$STR' ，而被看成为纯粹的字符串。而且更为标准的变量引用方式是 ${STR} 这样的，$STR 自不过是对 ${STR} 的一种简化。在复杂情况下（即有可能产生歧义的地方）最好用带 {} 的表示方式。BASH 中的变量既然不需要定义，也就没有类型一说，一个变量即可以被定义为一个字符串，也可以被再定义为整数。如果对该变量进行整数运算，他就被解释为整数；如果对他进行字符串操作，他就被看作为一个字符串。

请看下面的例子：
#!/bin/bash 
x=1999 
let "x = $x + 1" 
echo $x 
x="olympic'"$x 

echo $x关于整数变量计算，有如下几种：" + - * / % "，他们的意思和字面意思相同。整数运算一般通过 let 和 expr 这两个指令来实现，如对变量 x 加 1 可以写作：let "x = $x + 1" 或者 x=`expr $x +1`在比较操作上，整数变量和字符串变量各不相同，详见下表：
#FormatImgID_0#

对应的操作 整数操作 字符串操作
相同 -eq =
不同 -ne !=
大于 -gt >
小于 -lt <
大于或等于 -ge
小于或等于 -le
为空
-z不为空
-n

比如：比较字符串 a 和 b 是否相等就写作：if [ $a = $b ]
判断字符串 a 是否为空就写作： if [ -z $a ]
判断整数变量 a 是否大于 b 就写作：if [ $a -gt $b ]更细致的文档推荐在字符串比较时尽量不要使用 -n ，而用 ! -z 来代替。（其中符号 "!" 表示求反操作）BASH 中的变量除了用于对 整数 和 字符串 进行操作以外，另一个作用是作为文件变量。BASH 是 Linux 操作系统的 Shell，因此系统的文件必然是 BASH 需要操作的重要对象，如 if [ -x /root ] 可以用于判断 /root 目录是否可以被当前用户进入。
下表列出了 BASH 中用于判断文件属性的操作符：
运算符含义（ 满足下面要求时返回 TRUE ）
-e file 文件 file 已经存在
-f file 文件 file 是普通文件
-s file 文件 file 大小不为零
-d file 文件 file 是一个目录
-r file 文件 file 对当前用户可以读取
-w file 文件 file 对当前用户可以写入
-x file 文件 file 对当前用户可以执行
-g file 文件 file 的 GID 标志被设置
-u file 文件 file 的 UID 标志被设置
-O file 文件 file 是属于当前用户的
-G file 文件 file 的组 ID 和当前用户相同
file1 -nt file2 文件 file1 比 file2 更新
file1 -ot file2 文件 file1 比 file2 更老
注意：上表中的 file 及 file1、file2 都是指某个文件或目录的路径。

局部变量

程序中如果一个变量被使用了，那么直到该程序的结尾，该变量都一直有效。为了使得某个变量存在于一个局部程序块中，就引入了局部变量的概念。BASH 中，在变量首次被赋初值时加上 local 关键字就可以声明一个局部变量

如下面这个例子：
#!/bin/bash 
HELLO=Hello 
function hello { 
local HELLO=World 
echo $HELLO 
} 
echo $HELLO 
hello 
echo $HELLO该程序的执行结果是：Hello
World
Hello这个执行结果表明全局变量 $HELLO 的值在执行函数hello 时并没有被改变。也就是说局部变量 $HELLO 的影响只存在于函数那个程序块中。2.3.2. BASH 中的变量与 C 语言中变量的区别这里我们为原来不熟悉BASH 编程，但是非常熟悉 C 语言的程序员总结一下在 BASH 环境中使用变量需要注意的问题。
1，BASH 中的变量在引用时都需要在变量前加上 "$" 符号（ 第一次赋值及在For循环的头部不用加 "$"符号 ）；
2，BASH 中没有浮点运算，因此也就没有浮点类型的变量可用；
3，BASH 中的整形变量的比较符号与 C 语言中完全不同，而且整形变量的算术运算也需要经过 let 或expr 语句来处理；

基本流程控制语法

BASH 中的基本流程控制语法BASH 中几乎含有 C 语言中常用的所有控制结构，如条件分支、循环等，下面逐一介绍。2.4.1 if...then...elseif 语句用于判断和分支，其语法规则和 C 语言的 if 非常相似。 其几种基本结构为：

if [ expression ]
then
statments
fi或者if [ expression ]
then
statments
else
statments
fi或者if [ expression ]
then
statments
else if [ expression ]
then 
statments
else
statments 
fi或者if [ expression ]
then
statments
elif [ expression ]
then
statments
else
statments
fi值得说明的是如果你将 if 和 then 简洁的写在一行里面，就必须在 then 前面加上分号，如：if [ expression ]; then ... 。
下面这个例子说明了如何使用 if 条件判断语句：
#!/bin/bash 
if [ $1 -gt 90 ] 
then 
echo "Good, $1" 
elif [ $1 -gt 70 ] 
then 
echo "OK, $1" 
else 
echo "Bad, $1" 
fi 

exit 0上面例子中的 $1 是指命令行的第一个参数，这个会在后面的“BASH 中的特殊保留字”中讲解。

for 循环

for 循环结构与 C 语言中有所不同，在 BASH 中 for 循环的基本结构是：for $var in [list]
do
statments
done其中 $var 是循环控制变量，[list] 是 $var 需要遍历的一个集合，do/done 对包含了循环体，相当于 C 语言中的一对大括号。另外如果do 和 for 被写在同一行，必须在 do 前面加上 ";"。如： for$var in [list]; do 。下面是一个运用 for 进行循环的例子：#!/bin/bash 

for day in Sun Mon Tue Wed Thu Fri Sat 
do 
echo $day 
done 

# 如果列表被包含在一对双引号中，则被认为是一个元素 
for day in "Sun Mon Tue Wed Thu Fri Sat" 
do 
echo $day 
done 

exit 0注意上面的例子中，在 for 所在那行的变量 day 是没有加 "$" 符号的，而在循环体内，echo 所在行变量 $day 是必须加上 "$" 符号的。另外如果写成 for day 而没有后面的 in [list] 部分，则 day 将取遍命令行的所有参数。如这个程序：#!/bin/bash 

for param 
do 
echo $param 
done 

exit 0
上面这个程序将列出所有命令行参数。for 循环结构的循环体被包含在 do/done 对中，这也是后面的 while、until 循环所具有的特点。

while 循环

while 循环的基本结构是：
while [ condition ]
do
statments
done
这个结构请大家自己编写一个例子来验证。

until 循环

until 循环的基本结构是：until [ condition is TRUE ]
do
statments
done
这个结构也请大家自己编写一个例子来验证。

case

BASH 中的 case 结构与 C 语言中的 switch 语句的功能比较类似，可以用于进行多项分支控制。其基本结构是：
case "$var" in
condition1 )
statments1;;
condition2 )
statments2;;
...
* )
default statments;;
esac
下面这个程序是运用 case 结构进行分支执行的例子：
#!/bin/bash 

echo "Hit a key, then hit return." 
read Keypress 

case "$Keypress" in 
[a-z] ) echo "Lowercase letter";; 
[A-Z] ) echo "Uppercase letter";; 
[0-9] ) echo "Digit";; 
* ) echo "Punctuation, whitespace, or other";; 
esac 

exit 0
上面例子中的第四行 "read Keypress" 一句中的 read 语句表示从键盘上读取输入。这个命令将在本讲义的 BASH 的其他高级问题中讲解。

break/continue

熟悉 C 语言编程的都很熟悉 break语句和 continue 语句。BASH 中同样有这两条语句，而且作用和用法也和 C 语言中相同，break 语句可以让程序流程从当前循环体中完全跳出，而 continue 语句可以跳过当次循环的剩余部分并直接进入下一次循环。2.5     函数的使用BASH 是一个相对简单的脚本语言，不过为了方便结构化的设计，BASH 中也提供了函数定义的功能。BASH 中的函数定义很简单，只要向下面这样写就可以了：
function my_funcname { 
code block
}或者my_funcname() { 
code block
}
上面的第二种写法更接近于 C 语言中的写法。BASH 中要求函数的定义必须在函数使用之前，这是和 C 语言用头文件说明函数方法的不同。更进一步的问题是如何给函数传递参数和获得返回值。BASH 中函数参数的定义并不需要在函数定义处就制定，而只需要在函数被调用时用 BASH 的保留变量 $1 $2... 来引用就可以了；BASH 的返回值可以用 return 语句来指定返回一个特定的整数，如果没有 return语句显式的返回一个返回值，则返回值就是该函数最后一条语句执行的结果（一般为 0，如果执行失败返回错误码）。函数的返回值在调用该函数的程序体中通过 $? 保留字来获得。下面我们就来看一个用函数来计算整数平方的例子：
#!/bin/bash 

square() { 
let "res = $1 * $1" 
return $res 
} 

square $1 
result=$? 
echo $result 

exit 0

保留变量

保留变量BASH 中有一些保留变量，下面列出了一些：

$IFS　　这个变量中保存了用于分割输入参数的分割字符，默认识空格。 
$HOME 　这个变量中存储了当前用户的根目录路径。 
$PATH 　这个变量中存储了当前 Shell 的默认路径字符串。 
$PS1　　表示第一个系统提示符。 
$PS2　　表示的二个系统提示符。 
$PWD　　表示当前工作路径。 
$EDITOR 表示系统的默认编辑器名称。 
$BASH 　表示当前 Shell 的路径字符串。
$0, $1, $2, ... 

• 表示系统传给脚本程序或脚本程序传给函数的第0个、第一个、第二个等参数。

$#　　　表示脚本程序的命令参数个数或函数的参数个数。
$!　　　 表示最近一个在后台运行的进程的进程号。
$$　　　表示该脚本程序的进程号，常用于生成文件名唯一的临时文件。
$?　　　表示脚本程序或函数的返回状态值，正常为 0，否则为非零的错误号。
$*　　　表示所有的脚本参数或函数参数。以一个单字符串显示所有向脚本传递的参数。与位置变量不同，此选项参数可超过9个
$@　　 和 $* 涵义相似，但是比 $* 更安全。与$ #相同，但是使用时加引号，并在引号中返回每个参数
$-         显示s h e l l使用的当前选项，与s e t命令功能相同

• 各个文件描述符的解释,一斑来说,0表示标准输入,1表示标准输出,2表示错误输出!

cmd >log #表示把cmd的标准输出的信息送到log文件
cmd>/dev/null#表示不输出标准输出,/dev/null表示一个黑洞(也可人为是把标准输出的信息丢弃)
cmd 2>log.err#表示把cmd输出的错误信息送到文件log.err,(此时,正确的输出一样会显示到标准输出设备,例如显示器)
cmd >log 2>&1 #表示cmd的标准输出和错误输出一齐送到文件log

• && || 逻辑与、逻辑或操作

如果每个命令被一个分号 (;) 所分隔，那么命令会连续的执行下去
如果每个命令被 && 号分隔，那么这些命令会一直执行下去，如果中间有错误的命令存在，则不再执行后面的命令，没错则执行到完为止
果每个命令被双竖线(||)分隔符分隔，如果命令遇到可以成功执行的命令，那么命令停止执行，即使后面还有正确的命令则后面的所有命令都将得不到执行。假如命令一开始就执行失败，那么就会执行 || 后的下一个命令，直到遇到有可以成功执行的命令为止，假如所有的都失败，则所有这些失败的命令都会被尝试执行一次

==执行的命令 && echo "yes" || echo "no" //命令成功输出yes,失败输出no.== - 取字符串file%.*

随机数

随机数是经常要用到的，BASH 中也提供了这个功能，请看下面这个程序：
#!/bin/bash 
# Prints different random integer from 1 to 65536 
a=$RANDOM 
echo $a 
echo $(($RANDOM%3600+1))
exit 0
这个程序可以在每次执行的时候随机的打印出一个大小在 1 到 65536 之间的整数。3.3     运算符算术运算符 
+ - * / % 表示加减乘除和取余运算
+= -= *= /= 同 C 语言中的含义位操作符
<< <<= >> >>= 表示位左右移一位操作
& &= | |= 表示按位与、位或操作
~ ! 表示非操作
^ ^= 表示异或操作关系运算符 
< > <= >= == != 表示大于、小于、大于等于、小于等于、等于、不等于操作

变量的特殊操作

BASH 中还有一些对变量的简洁、快速的操作，大家还记得 "${var}" 和 "$var"同样是对变量的引用吧，对 ${var} 进行一些变化就可以产生一些新功能：
${var-default} 表示如果变量 $var 还没有设置，则保持 $var 没有设置的状态，并返回后面的默认值 default。
${var=default} 表示如果变量 $var 还没有设置，则取后面的默认值 default。 
${var+otherwise} 表示如果变量 $var 已经设置，则返回 otherwise 的值，否则返回空( null )。
${var?err_msg} 表示如果变量 $var 已经设置，则返回该变量的值，否则将后面的 err_msg 输出到标准错误输出上。请同学们自己尝试下面的例子：#!/bin/bash

echo ${var?There is an error}

exit 0还有下面一些用法，这些用法主要用于从文件路径字符串中提取有用信息：
${var#pattern}, ${var##pattern} 用于从变量 $var 中剥去最短（最长）的和 pattern 相匹配的最左侧的串。
${var%pattern}, ${var%%pattern} 用于从变量 $var 中剥去最短（最长）的和 pattern 相匹配的最右侧的串。另外 BASH 2 中还加入下面一些操作：
${var:pos} 表示去掉变量 $var 中前 pos 个字符。
${var:pos:len} 表示变量 $var 中去掉前 pos 个字符后的剩余字符串的前 len 个字符。
${var/pattern/replacement} 表示将变量 $var 中第一个出现的 pattern 模式替换为 replacement 字符串。
${var//pattern/replacement} 表示将变量 $var 中出现的所有 pattern 模式全部都替换为 replacment 字符串。

BASH 中对返回值的处理

无论是在 Shell 中对 BASH 脚本返回值的处理，还是在脚本中对函数返回值的处理，都是通过 "$?" 系统变量来获得。BASH 要求返回值必须为一个整数，不能用 return 语句返回字符串变量。

用 BASH 设计简单用户界面

BASH 中提供了一个小的语句格式，可以让程序快速的设计出一个字符界面的用户交互选择的菜单，该功能就是由 select 语句来实现的，select 语句的语法为：
select varin [list]
do
statments use $var
done
上面的语法结构在执行后，BASH 会将 [list] 中的所有项加上数字列在屏幕上等待用户选择，在用户作出选择后，变量 $var 中就包含了那个被选中的字符串，然后就可以对该变量进行需要的操作了。我们可以从下面的例子中更直观的来理解这个功能：
#!/bin/bash 
OPTIONS="Hello Quit" 
select opt in $OPTIONS; do 
if [ "$opt" = "Quit" ]; then 
echo done 
exit 
elif [ "$opt" = "Hello" ]; then 
echo Hello World 
else 
clear 
echo bad option 
fi 
done 

exit 0
大家可以试着执行上面的程序，看看是什么执行结果。

在 BASH 中读取用户输入

BASH 中通过 read 函数来实现读取用户输入的功能，如下面这段程序：
#!/bin/bash
echo Please enter your name
read NAME 
echo "Hi! $NAME !"

exit 0
上面这个脚本读取用户的输入，并回显在屏幕上。另外 BASH 中还提供另外一种称为 here documents 的结构????，可以将用户需要通过键盘输入的字符串改为从程序体中直接读入，如密码。下面的小程序演示了这个功能：
#!/bin/bash 

passwd="aka@tsinghua" 
ftp -n localhost <<FTPFTP
user anonymous $passwd 
binary 
bye 
FTPFTP 

exit 0这个程序在用户需要通过键盘敲入一些字符时，通过程序内部的动作来模拟键盘输入。请注意 here documents 的基本结构为：
command <<SOMESPECIALSTRING
statments
...
SOMESPECIALSTRING
这里要求在需要键盘输入的命令后，直接加上 <<符号，然后跟上一个特别的字符串，在该串后按顺序输入本来应该由键盘输入的所有字符，在所有需要输入的字符都结束后，重复一遍前面 <<符号后的“特别的字符串”即表示该输入到此结束。

一些特殊的惯用法

在 BASH 中 () 一对括号一般被用于求取括号中表达式的值或命令的执行结果，如：(a=hello; echo $a) ，其作用相当于 `...` 。: 有两个含义，一是表示空语句，有点类似于 C 语言中的单个 ";" 。表示该行是一个空命令，如果被用在 while/until 的头结构中，则表示值 0，会使循环一直进行下去，如下例：
while : 
do 
operation-1 
operation-2 
... 
operation-n 
done另外 : 还可以用于求取后面变量的值，比如：
#!/bin/bash 

: ${HOSTNAME?} {USER?} {MAIL?} 
echo $HOSTNAME 
echo $USER 
echo $MAIL 

exit 0
在 BASH 中 export 命令用于将系统变量输出到外层的 Shell 中了。

BASH 程序的调试

用 bash -x bash-script. 命令，可以查看一个出错的 BASH 脚本到底错在什么地方，可以帮助程序员找出脚本中的错误。另外用 trap 语句可以在 BASH 脚本出错退出时打印出一些变量的值，以供程序员检查。trap 语句必须作为继 "#!/bin/bash" 后的第一句非注释代码，一般 trap 命令被写作： trap'message $checkvar1 $checkvar2' EXIT 。

关于 BASH2使用

bash -version 命令可以看出当前你正在使用的 BASH 是什么版本，一般版本号为1.14或其他版本。而现在机器上一般还安装了一个版本号为 2.0 的 BASH 。该 BASH 也在 /bin 目录下。BASH2 提供了一些新功能，有兴趣的同叙可以自己去看相关资料，或直接 man bash2 即可。