Shell 脚本编程之变量

一、bash的特殊字符的意义

1.1、通配符和其他特殊符号

1.1.1 通配符

1.1.2 其他特殊符号

• 注意：反引号``在系统中容易被看成单引号，所以使用时，可以用$()代替

定义变量

[root@myx01~]$ a=hello
[root@myx01~]$ echo $a
hello

`` 和 $( )功能相同

[root@myx01~]$ a=$(date)
[root@myx01~]$ echo $a
2023年 09月 27日 星期三 15:45:38 CST

[root@myx01~]$ a=`date`
[root@myx01~]$ echo $a
2023年 09月 27日 星期三 15:45:59 CST

反引号``和$()的区别：

1. 反引号容易和单引号混淆；

2. 反引号在多层嵌套使用时需要使用（\`）处理，而使用$(ls)就没有这样的问题。


转义符“\”，

   -e：开启转义

   -n：表示换行

   -t：水平制表符

   -v：垂直制表符

   -b 表示删除前一个字符

() 和 { }

[root@myx01~]$ b=`hostname`
[root@myx01~]$ echo $b
myx01

# 小括号中可以运子shell,子shell中的a和父shell的a值不冲突
[root@myx01~]$ echo $a
2023年 09月 27日 星期三 15:45:59 CST
[root@myx01~]$ (a=test;echo $a)
test
[root@myx01~]$ echo $a
2023年 09月 27日 星期三 15:45:59 CST

# 花括号的作用会替换原有系统的变量的值，在最后一个变量后需要加 ";" 同时花括号的左右需要加空格
[root@myx01~]$ b=123
[root@myx01~]$ echo $b
123
[root@myx01~]$ { b=abc;echo $b; }
abc
[root@myx01~]$ echo $b
abc

二、Bash的变量

2.1、什么是bash变量

变量是shell 传递数据的一种方法。变量是用来代表每个值的符号名。我们可以把变量当成一个容器，脚本可以在内存中存储数据，然后通过变量。就可以在脚本执行中进行修改和访问存储的数据

2.2、变量的语法

name=values

values的类型一般有如下几种：

1）字符串：name=root
2）引用变量： name="$PATH"
3）命令引用： name=`COMMAND` 或者name=$(COMMAND)

变量引用

echo $NAME

强引用和弱引用

"$name" 弱引用其中的变量名会被替换成变量的值
'$name' 强引用其中的变量名不会被替换成变量的值，而保持其原本的字符串

2.3、 变量的命名规则

1)、 变量名称通常是大写字母，它可以由数字、字母（大小写）和下划线组成。但是要注意变量名称不能以数字、特殊字符开头

[root@myx01~]$ name1=zhangsan
[root@myx01~]$ 1name=zhangsan
-bash: 1name=zhangsan: 未找到命令
[root@myx01~]$ _name2=zhangsan

2）、 等号 = 用于为变量分配值，在使用过程中等号两边不能有空格

[root@myx01~]$ name = zhangsan
-bash: name: 未找到命令
[root@myx01~]$ name= zhangsan
-bash: zhangsan: 未找到命令
[root@myx01~]$ name =zhangsan
-bash: name: 未找到命令

3）、 变量存储的数据类型是整数值和字符串值，但是整数型也会被定义为字符串型

[root@myx01~]$ a=100
[root@myx01~]$ b=200
[root@myx01~]$ c=$a+$b
[root@myx01~]$ echo $c
100+200

4）、 在对变量赋于字符串值时，如果字符串中存在空格，需要使用单引号或双引号把它引起来

[root@myx01~]$ city='wu han'
[root@myx01~]$ city="wu han"
[root@myx01~]$ city=wu han
-bash: han: 未找到命令

5）、 要对变量进行调用，可以在变量名称前加美元符号$

[root@myx01~]$ echo $city
wu han

6）、 如果需要增加变量的值，那么可以进行变量值的叠加。不过变量需要用双引号包含“$变量名”或用${变量名}添加的内容

[root@myx01~]$ echo ${city} ni hao!		#方法一
wu han ni hao!

[root@myx01~]$ echo "$city" ni hao!		#方法二
wu han ni hao!

7)、变量命名时要注意“见名知义”，一目了然，能体现出实际的含义

[root@myx01~]$  mem_monitor=$(free -m | grep -i mem)
[root@myx01~]$ echo $mem_monitor
Mem: 1819 188 1452 9 178 1476

8)、变量命名时变量名称最好采用驼峰体，小驼峰studentName,大驼峰StudentName

[root@myx01~]$ Mem_Monitor=$(free -m |grep -i mem)
[root@myx01~]$ echo $Mem_Monitor
Mem: 1819 188 1452 9 178 1476

9）、不要使用系统中保留的关键字：if,for,else,exit,continue等

2.4、BASE SHELL的扩展功能

我们最常见的就是扩展变量值和命令替换和算术扩展：

1）、 $name是${name}的简化版本，但是在某些情况下，还必须使用花括号引起的方式来消除歧义并避免意外的结果

2）、 命令的替换就是将命令的调用替换为执行命令后的结果的输出，它的使用方式：我们将命令括在``中 旧形式来调用命令结果，（新形式）是使用$()语法

3）、 在命令替换中，使用新语法$(),它允许进行嵌套命令替换

示例1：变量中的“_”

[root@myx01~]$ name=mengyaunxi
[root@myx01~]$ age=20
[root@myx01~]$ echo $name$age
mengyaunxi20
[root@myx01~]$ echo $name_$age  ##因为“_”可以作为变量名，系统误认为$name_也是一个变量名，会出现错误的结果
20
[root@myx01~]$ echo ${name}_$age  ##必须要花括号来进行消除歧义
mengyaunxi_20
[root@myx01~]$ echo ${name}_${age}
mengyaunxi_20

示例2：将命令的结果赋值给变量

[root@myx01/tmp]$ swap=`free -h | grep -i swap`
[root@myx01/tmp]$ echo $swap
Swap: 2.0G 0B 2.0G

##添加压缩文件
[root@myx01~]$ mkdir {1..5}.txt
[root@myx01~]$ var1=$(tar cvf /tmp/a.tar $(find /root -name "*.txt"))
tar: Removing leading `/' from member names
[root@myx01~]$ echo $var1
/root/1.txt/ /root/2.txt/ /root/3.txt/ /root/4.txt/ /root/5.txt/

示例3：将SWAP内存内存传递给变量

[root@myx01~]$ swap=`free -h | grep -i swap`
[root@myx01~]$ echo $swap
Swap: 2.0G 0B 2.0G

[root@myx01~]$ swap=$(free -h|grep -i swap)
[root@myx01~]$ echo $swap
Swap: 2.0G 0B 2.0G

示例4：变量切割

[root@myx01~]$ num=123456
[root@myx01~]$ echo ${num:2:3}		# 2：第三位（1是第零位，2是第一位以此类推） 3：往后截取的位数
345
[root@myx01~]$ echo ${num:2}
3456
[root@myx01~]$ echo ${num:2:-1}		# -1 取最后一个值
345

4)、进行算术扩展时使用$[]进行，同时它也允许算术替换

[root@myx01~]$ num1=20
[root@myx01~]$ num2=5
[root@myx01~]$ echo $[ $num1 / $num2 ]
4
[root@myx01~]$ echo $[ $num1 % $num2 ]
0
[root@myx01~]$ echo $[ $num1 - $num2 ]
15
[root@myx01~]$ echo $[ $num1 + $num2 ]
25
[root@myx01~]$ echo $[ $num1 * $num2 ]
100
[root@myx01~]$ echo $[ $num1 ** $num2 ]
3200000

2.5、变量类型

1）、用户自定义变量：用户自定义的变量，仅本地有效，其他进程及当前进程的子进程无效。

2）、环境变量：这种变量中主要保存的是和系统操作环境相关的数据。

3）、位置参数变量：这种变量主要是用来向脚本当中传递参数或数据的，变量名不能自定义，变量作用是固定的。

4）、预定义变量：是Bash中已经定义好的变量，变量名不能自定义，变量作用也是固定的。

2.5.1 用户自定义变量

由字母或下划线打头，不允许数字开头,后面由字母、数字或下划线组成，并且大小写字母意义不同。变量名长度没有限制。

使用变量值时，要在变量名前加上前缀“$”。

2.5.1.1 定义自定义变量

示例：创建一个自定义变量

[root@myx01~]$ name=myx

示例：在对变量赋值时，可以引用系统变量

[root@myx01~]$ name="$PATH"
[root@myx01~]$ echo $name
/usr/local/node/bin/:/apps/tree/bin:/apps/httpd/bin:/apps/cmatrix/bin:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin

2.5.1.2 查询变量 set、env

注意：env查看不到自定义的变量(只能查看当前用户环境变量)，set可以查看当前用户的所有的变量

[root@myx01~]$ set | grep myx
HOSTNAME=myx01
name=myx

[root@myx01~]$ env | grep myx
HOSTNAME=myx01

语法：set  [变量名]

-u：当查看一个不存在的变量的时候直接反馈  “变量不存在”

-x: 如果设置此选项，在命令执行之前，会先把命令输出一次

-e: 如果语法执行有问题，则停止执行

示例：

[root@myx01~]$ echo $abc			##未设置-u参数之前

[root@myx01~]$ a="bcd"
[root@myx01~]$ echo $a
bcd

[root@myx01~]$ set -u				##设置-u参数之后
[root@myx01~]$ echo $bcd
-bash: aaa: unbound variable
[root@myx01~]$ echo $a
bcd

2.5.1.3 删除变量

语法：unset  [变量名]

[root@myx01~]$ name=MYX
[root@myx01~]$ set | grep MYX
name=MYX

[root@myx01~]$ unset name
[root@myx01~]$ set | grep MYX

也可以一次性删除多个变量

[root@myx01~]$ unset name title      ##同时删除name,title变量
[root@myx01~]$ echo $name $title

注意：变量是临时存放在内存中的，当终端退出后，变量会被删除，定义好的变量无法跨终端查看

2.5.2 环境变量

环境变量：用户自定义环境变量和系统环境变量

用户自定义环境变量和用户定义变量的区别:

1）“用户自定义环境变量” 可以在当前终端和子shell中生效 ，切换终端会失效
   临时：export NAME=VALUES	
   永久：/etc/profile,/etc/bashrc/.bashrc
   
2）“用户自定义变量” 只能在当前shell中生效
   语法：NAME=VALUES

查看进程

[root@myx01~]$ pstree -p

结论：用户自定义变量只能在当前自己的bash环境中运行，无法跨bash执行。如果想让子shell能执行父shell的变量，必须要将变量定义为自定义环境变量,反过来，父shell无法继承子shell的变量的值。

2.5.2.2 系统环境变量

bash中常见的内建环境变量:
  PATH
  SHELL
  USER
  UID
  HOME
  PWD
  SHLVL    ##shell锲套的层数
  LANG
  MAIL
  HOSTNAME
  HISTSIZE
  _  	  ##表示上一个命令的最后一个参数

##查看系统环境变量
[root@localhost ~]# echo $PATH
/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin

2.5.2.3 PS1环境变量

 命令提示符设置

在Linux中，PS1是一个全局变量，查看PS1的格式如

[root@localhost ~]# echo $PS1
[\u@\h \W]\$

1**）设置PS1变量的格式**

 PS1='[\u@\h \w]\$ ' 

----注意$后面有一个空格！如果没有空格的话，将会报错！

   \d ：代表日期，格式为weekday month date，例如："Mon Aug 1" 

　　\H ：完整的主机名称。例如：我的机器名称为：akesu.linux，则这个名称就是akesu.linux 

　　\h ：仅取主机的第一个名字，如上例，则为akesu，.linux则被省略 

　　\t ：显示时间为24小时格式，如：HH：MM：SS 

　　\T ：显示时间为12小时格式 

　　\A ：显示时间为24小时格式：HH：MM 

　　\u ：当前用户的账号名称 

　　\v ：BASH的版本信息 

　　\w ：完整的工作目录名称。家目录会以 ~代替 

　　\W ：利用basename取得工作目录名称，所以只会列出最后一个目录 

　　\# ：下达的第几个命令 

　　\$ ：提示字符，如果是root时，提示符为：# ，普通用户则为：$

[root@localhost:w 20:18:09]$ PS1='[\u@\h:\w \t]$ '

以上设置均时临时生效，需要永久生效需要写入/etc/bashrc文件中。

2.5.2.4 lang变量

用于系统使用的语言

[root@localhost:/etc 20:22:21]$ echo $LANG
en_US.UTF-8

[root@localhost:/etc 20:24:17]$ locale -a  --查看系统中支持的语言
[root@localhost:/etc 20:24:17]$ locale   --查看当前安装的语言
[root@localhost:/etc 20:23:04]$ LANG=zh_CN_UTF-8   --设置当前的语序
[root@localhost:/etc 20:23:29]$ echo $LANG
zh_CN_UTF-8

可以通过在/etc/locale.conf这个文件查看当前系统的默认语系，可以进行修改。

vi /etc/locale.conf
LANG="zh_CN.UTF-8"
# LANG="en_US.UTF-8"

2.6 位置参数变量

Shell解释执行用户的命令时，将命令行的第一个字作为命令名，而其它字作为参数。由出现在命令行上的位置确定的参数称为位置参数。

使用$N 来表示

$n：n 为数字，$0 代表命令本身，$1-$9 代表第一到第九个参数，十以上的参数需要用大括号包含，如 ${10}。

$ *：这个变量代表命令行中所有的参数，$* 把所有的参数看成一个整体。
	$* 11 22 33 44          # $* 作为一个整体输出

$@：这个变量也代表命令行中所有的参数，不过 $@ 把每个参数区分对待。
	$@ 	11		# $@将每个参数单独输出
		22
		33
		44

$#：这个变量代表命令行中所有参数的个数。
	$# 	4

set --      ##清除所有的位置参数

案例：位置参数应用于文件管理

#!/bin/bash

WARNNING_COLOR="echo -e \e[1;31m"     ##定义告警颜色
END="\e[0m"                            
DIR=/tmp/`date +%F_%H-%M-%S`         ##定义临时目录位置
mkdir $DIR                           ##创建临时目录
mv $1 $DIR                           ##移动文件到临时目录

${WARNNING_COLOR}move $1 to $DIR $END       ##打印移动文件内容信息

[root@localhost shells]# alias rm=/data/shells/rm.sh    ##定义别名

测试：
[root@localhost ~]# touch a 
[root@localhost ~]# rm a
move a to /tmp/2022-08-12_21-15-39 

注意：如果想同时删除多个文件，将位置参数 $1 修改成 $*，即可表示所有的位置参数。

面试扩展题：鸡兔同笼问题：笼子里有30只头，68只脚，兔多少？鸡多少？

#!/bin/bash
#Description:     The test script
#QQ：             2041598918
#Author:          mengyuanxi
#email：          2041598918@qq.com 
#FileName:        jitutonglong.sh
#Date:            2023-10-07
#=======================================================
read -p "头数:" TOU
read -p "脚数:" JIAO
# 头数和脚数的总和
total_heads=TOU
total_legs=JIAO

# 鸡和兔的脚数
chicken_legs=2
rabbit_legs=4

# 鸡和兔的数量设为未知数
chicken_count=0
rabbit_count=0

# 通过方程求解计算兔的数量
rabbit_count=$(( (total_legs - 2 * total_heads) / 2 ))

# 计算鸡的数量
chicken_count=$(( total_heads - rabbit_count ))

# 输出结果
echo "鸡的数量: $chicken_count"
echo "兔的数量: $rabbit_count"

2.7 特殊变量

2.8 只读变量

只读变量的定义方法：

readonly        [name]
declare   -r    [name]

示例：

[root@localhost ~]# readonly a=100
[root@localhost ~]# a=20
-bash: a: 只读变量

[root@localhost ~]# declare -r b=200
[root@localhost ~]# b=300
-bash: b: 只读变量

2.9 read接收键盘输入

语法：
[root@localhost ~]# read [选项]  [变量名]
选项：
  -p   "提示信息"  在等待read输入时，输出提示信息
  -t   秒数        read命令会一直等待用户的输入，使用此选项可以指定等待的时间
  -n   字符数      read 命令只接受指定的字符数
  -s   隐藏字符

扩展面试题：为什么使用echo获取不到值？

[root@localhost ~]# cat a.txt 
1 2
[root@localhost ~]# read x y <a.txt ; echo x=$x y=$y 
x=1 y=2
[root@localhost ~]# echo 1 2 |read x y ;echo $x $y   ##没有结果


[root@localhost ~]# echo 1 2 |(read x y ;echo $x $y)  ##在子shell中，每一个命令都被管道当成一个独立的进程进行来执行，
1 2

三、全局环境变量

环境变量的配置文件主要有5类：

1、全局配置文件：
    /etc/profile:为系统的每个用户设置环境信息,当用户第一次登录时,该文件被执行，并从指定目录中(通常为/etc/profile.d)的配置文件中搜集shell的设置
    /etc/bashrc:为每一个运行bash shell的用户执行此文件.当bash shell被打开时,该文件被执行
    
2、用户配置文件：
    ~/.bash_profile:用户使用该文件设定专用于自己使用的shell信息,当用户登录时,该文件仅仅执行一次!默认情况下,他设置一些环境变量,执行用户的.bashrc文件
    ~/.bashrc:该文件包含专用于用户的bash shell的bash信息,当登录时以及每次打开新的shell时,该文件被读取
    ~/.bash_logout:当每次退出系统(退出bash shell)时,执行该文件

3.1 环境变量详细加载过程

常用的环境变量

3.1.2 环境变量

1、 用户环境变量

（1）.bash_profile ：定义了用户的个人化路径与环境变量的文件名称。

（2）.bashrc ：该文件包含专用于你的shell的bash信息,当登录时以及每次打开新的shell时,该该文件被读取。

（3）.bash_history ：记录命令历史用的。

（4）.bash_logout ：当退出shell时，会执行该文件。可以把一些清理的工作放到这个文件中。

四、用户登录提示信息设置

4.1、 shell登陆信息 /etc/issue

常见的几个选项

\d 显示当前日期；  date
\l 显示虚拟控制台号；
\m 显示机器类型，即 CPU 架构，如 i386 或 x86_64 等（相当于 uname -m）；
\n 显示主机的网络名（相当于 uname -n）；
\o 显示域名；
\r 显示 Kernel 内核版本号（相当于 uname -r）；
\t 显示当前时间；
\s 显示当前操作系统名称；
\u 显示当前登录用户的编号，\U 显示当前登录用户的编号和用户；
\v 显示当前操作系统的版本日期；

4.2、 ssh 输入用户名后欢迎信息设置/etc/ssh/sshd_config

当前输入用户后，并没有显示任何欢迎信息，而是直接弹出输入密码提示。

vim  /etc/ssh/sshd_config

touch /etc/ssh/Banner
echo "welcome to MYX" >/etc/ssh/Banner

systemctl restart sshd

4.3、 ssh 输入密码后欢迎信息设置/etc/motd

1）可以修改 /etc/motd 文件，定义 ssh 成功登录后的欢迎信息。