第13讲：Shell脚本编程（上）

Shell命令 = 一块一块的砖头
Shell脚本 = 用砖头搭建起来的房子

type cd         # 输出：cd 是 shell 内建
type pwd        # 输出：pwd 是 shell 内建
type ifconfig   # 输出：ifconfig 是 /sbin/ifconfig（外部命令）
type ls         # ls 是 `ls --color=auto' 的别名（同时也是外部命令）

echo $PATH
# 输出示例：/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:...

用户在终端输入命令
        |
Shell先去内存查找【内建命令】
   |--- 找到 -> 直接执行（不创建子进程）
   |--- 没找到 -> 去PATH环境变量中逐目录查找【外部命令】
         |--- 找到对应程序 -> 创建子进程执行
         |--- 没找到 -> 报错 "command not found"

// 1. 编写C程序 hello.c
#include <stdio.h>
int main() {
    printf("hello world\n");
    return 0;
}

# 2. 编译成可执行文件
gcc hello.c -o hello

# 3. 验证运行
./hello     # 输出：hello world

# 4. 复制到PATH中的目录
sudo cp hello /usr/bin/

# 5. 现在hello就是一个Shell命令了！
hello       # 输出：hello world

# C语言过程：编写 -> 编译 -> 执行（三步）
gcc hello.c -o hello   # 第一步：编译源文件生成二进制
./hello                # 第二步：执行二进制文件

# Shell脚本过程：编写 -> 执行（两步）
chmod +x hello.sh      # 第一步：添加执行权限（仅一次）
./hello.sh             # 第二步：直接执行（由bash解析）

cat /etc/shells
# 输出示例：
# /bin/sh
# /bin/bash
# /bin/rbash
# /bin/dash
# /usr/bin/tmux   （某些系统可能包含）

#!/bin/bash           # 第1行：Shebang，指定解析器为bash
echo "hello world"    # 脚本内容：输出字符串到终端

chmod +x hello.sh     # 推荐：仅添加执行权限（等同 chmod u+x）
# 或
chmod 755 hello.sh    # 更精确：rwxr-xr-x
ls -l hello.sh        # 确认权限位
# 输出示例：-rwxr-xr-x 1 user user 32 Jul 22 10:00 hello.sh

方式1和方式2：创建子Shell进程执行
    脚本运行在子进程中 -> 脚本中export的变量在脚本结束后消失
    父Shell不受脚本中变量修改的影响

方式3和方式4：在当前Shell进程中执行
    脚本运行在当前Shell中 -> 脚本中的变量修改会保留在当前Shell
    常用于加载环境变量配置（如 source ~/.bashrc）

# 正确：等号两边无空格
name="Linux"
count=10
pi=3.14

# 错误：等号两边有空格会导致语法错误
name = "Linux"    # Shell会认为 name 是一个命令
count= 10         # 同样会报错

name="shell"
echo $name        # 输出：shell
echo ${name}      # 输出：shell（花括号方式，更明确）

# 花括号的必要场景：变量名与后续字符连写时
echo "hello${name}world"    # 输出：helloshellworld
echo "hello$nameworld"      # 输出：hello（Shell会找名为nameworld的变量，找不到输出空）

name="Linux"
echo "Hello $name"     # 输出：Hello Linux
echo 'Hello $name'     # 输出：Hello $name（变量未展开）
echo "Today is $(date +%Y-%m-%d)"   # 输出：Today is 2026-07-22

name="original"
readonly name          # 设为只读，后续不可修改
# name="new"           # 报错：name: readonly variable

age=18
unset age              # 删除变量
echo $age              # 输出空（变量已不存在）

echo "当前用户：$USER"
echo "主目录：$HOME"
echo "当前Shell：$SHELL"

# 局部变量：仅在当前Shell可见
my_var="hello"

# 导出为环境变量：当前Shell及所有子进程可见
export my_var="hello"

# 简写方式
export PATH=$PATH:/new/path

#!/bin/bash
# 脚本名：greet.sh
echo "脚本名称：$0"
echo "第一个参数：$1"
echo "第二个参数：$2"

./greet.sh Alice Bob
# 输出：
# 脚本名称：./greet.sh
# 第一个参数：Alice
# 第二个参数：Bob

#!/bin/bash
# 脚本名：params.sh
echo "参数个数：$#"
echo "所有参数(@)：$@"

# 遍历每个参数
for arg in "$@"; do
    echo "参数：$arg"
done

ls /nonexist
echo $?       # 输出：2（非0，表示命令执行失败）

ls /
echo $?       # 输出：0（命令执行成功）

echo "当前进程PID：$$"

#!/bin/bash
# 脚本中使用 exit 返回状态码
if [ $# -lt 1 ]; then
    echo "用法：$0 <文件名>"
    exit 1          # 参数不足，返回错误码1
fi
echo "处理文件：$1"
exit 0              # 正常结束，返回0

# 写法1：test 命令
test -f /etc/passwd && echo "文件存在"

# 写法2：[ ] 语法（推荐，可读性更好）
[ -f /etc/passwd ] && echo "文件存在"

count=10
if [ "$count" -gt 5 ]; then
    echo "count大于5"
fi

name=""
if [ -z "$name" ]; then
    echo "变量name为空"
fi

file="/etc/passwd"
if [ -f "$file" ]; then
    echo "$file 是一个普通文件"
elif [ ! -e "$file" ]; then
    echo "$file 不存在"
fi

# AND：-a（test语法）或 &&
[ "$a" -gt 5 -a "$b" -lt 10 ]            # test语法
[ "$a" -gt 5 ] && [ "$b" -lt 10 ]        # 更推荐：用 && 连接

# OR：-o（test语法）或 ||
[ "$a" -eq 0 -o "$b" -eq 0 ]             # test语法
[ "$a" -eq 0 ] || [ "$b" -eq 0 ]         # 更推荐：用 || 连接

# NOT：!
[ ! -f "/tmp/log" ] && echo "文件不存在"

#!/bin/bash
# 完整的条件判断示例

score=$1

if [ -z "$score" ]; then
    echo "用法：$0 <分数>"
    exit 1
elif [ "$score" -ge 90 ]; then
    echo "等级：优秀"
elif [ "$score" -ge 80 ]; then
    echo "等级：良好"
elif [ "$score" -ge 60 ]; then
    echo "等级：及格"
else
    echo "等级：不及格"
fi

# bash的 [[ ]] 比 [ ] 更强大、更安全
# 支持 && || 直接在内部使用
# 支持 =~ 正则匹配
# 无需对变量加引号防空格

str="hello world"
if [[ "$str" == hello* ]]; then
    echo "以hello开头"
fi

# 正则匹配
if [[ "$str" =~ ^he[l]{2}o ]]; then
    echo "匹配正则"
fi

#!/bin/bash
# case语句示例：根据用户输入执行不同操作

read -p "请输入选项(start/stop/restart/status): " action

case "$action" in
    start)
        echo "启动服务..."
        ;;
    stop)
        echo "停止服务..."
        ;;
    restart)
        echo "重启服务..."
        ;;
    status)
        echo "检查服务状态..."
        ;;
    *)
        echo "用法：$0 {start|stop|restart|status}"
        exit 1
        ;;
esac

#!/bin/bash
# 方式1：遍历列表
for fruit in apple banana orange; do
    echo "水果：$fruit"
done

# 方式2：遍历命令输出
for user in $(cat /etc/passwd | cut -d: -f1); do
    echo "用户：$user"
done

# 方式3：遍历文件通配符
for file in /tmp/*.log; do
    echo "找到日志文件：$file"
done

#!/bin/bash
# 经典的三段式for循环
for (( i=1; i<=5; i++ )); do
    echo "第 $i 次循环"
done

# 输出：
# 第 1 次循环
# 第 2 次循环
# 第 3 次循环
# 第 4 次循环
# 第 5 次循环

#!/bin/bash
# 计数器式while循环
count=1
while [ "$count" -le 5 ]; do
    echo "count = $count"
    count=$((count + 1))
done

# 逐行读取文件
while IFS= read -r line; do
    echo "行内容：$line"
done < /etc/hosts

#!/bin/bash
# until：条件为假时执行，条件为真时退出（与while相反）
count=1
until [ "$count" -gt 5 ]; do
    echo "count = $count"
    count=$((count + 1))
done

#!/bin/bash
# break：跳出整个循环
for i in {1..10}; do
    if [ "$i" -eq 5 ]; then
        echo "遇到5，跳出循环"
        break
    fi
    echo "数字：$i"
done

# continue：跳过本次循环，继续下一次
for i in {1..5}; do
    if [ "$i" -eq 3 ]; then
        continue
    fi
    echo "数字：$i"        # 不会输出3
done

#!/bin/bash
echo "请输入你的名字："
read name
echo "你好，$name！"

#!/bin/bash
# 模拟登录提示

read -p "用户名：" username
read -s -p "密码：" password
echo                          # read -s后手动换行
echo ""

if [ "$username" = "admin" ] && [ "$password" = "123456" ]; then
    echo "登录成功！"
else
    echo "用户名或密码错误"
fi

# 方式1：function 关键字（传统写法）
function hello {
    echo "Hello, $1"
}

# 方式2：函数名+括号（POSIX兼容，更推荐）
hello() {
    echo "Hello, $1"
}

#!/bin/bash
# 函数内部使用 $1 $2 ... 获取参数（不是脚本级的 $1）
greet() {
    echo "你好，$1！今天日期是 $(date +%Y-%m-%d)"
}

# 调用函数，传递参数
greet "小明"
greet "小红"

# 输出：
# 你好，小明！今天日期是 2026-07-22
# 你好，小红！今天日期是 2026-07-22

#!/bin/bash
# Shell函数通过 echo 返回字符串结果，通过 return 返回状态码（0-255）

# 方式1：用 echo 返回计算结果
add() {
    echo $(( $1 + $2 ))
}

result=$(add 5 3)
echo "5 + 3 = $result"

# 方式2：用 return 返回状态码
file_exists() {
    [ -f "$1" ] && return 0 || return 1
}

if file_exists "/etc/passwd"; then
    echo "文件存在"
fi

#!/bin/bash
my_func() {
    local name="局部变量"     # local声明为函数内局部变量
    age=18                    # 没有local则为全局变量
    echo "函数内：name=$name"
}

my_func
echo "函数外：name=$name"     # 输出空（局部变量在函数外不可见）
echo "函数外：age=$age"       # 输出 18（全局变量函数外可见）

# 执行脚本时显示每条被执行的命令
bash -x script.sh

# 输出示例（每行以 + 开头）：
# + name=Linux
# + echo 'Hello Linux'
# Hello Linux

#!/bin/bash
# 在脚本中使用 set -x 开启调试，set +x 关闭调试

echo "这行不会被跟踪"

set -x              # 开启调试
name="Linux"
echo "Hello $name"  # 这行会被跟踪显示
set +x              # 关闭调试

echo "这行也不会被跟踪"

#!/bin/bash
# 常用调试头：在脚本开头加上以下三行
set -e              # 遇错即停
set -u              # 未定义变量报错
set -o pipefail     # 管道错误不隐藏

#!/bin/bash
# sysinfo.sh ,  快速查看系统关键信息

echo "==================== 系统信息 ===================="
echo "主机名：$(hostname)"
echo "内核版本：$(uname -r)"
echo "系统运行时间：$(uptime -p)"
echo ""

echo "==================== CPU信息 ===================="
echo "CPU型号：$(grep 'model name' /proc/cpuinfo | head -1 | cut -d: -f2)"
echo "CPU核心数：$(nproc)"
echo ""

echo "==================== 内存信息 ===================="
free -h

echo ""
echo "==================== 磁盘信息 ===================="
df -h /

echo ""
echo "==================== 网络信息 ===================="
ip addr show | grep -E 'inet ' | grep -v 127.0.0.1

#!/bin/bash
# backup.sh ,  备份指定目录到 /backup/ 下

set -e

# ========== 配置区域 ==========
SOURCE_DIR="${1:-/home/user/data}"       # 默认备份源
BACKUP_DIR="/backup"
RETENTION_DAYS=7                         # 保留最近7天的备份
# =============================

# 检查源目录
if [ ! -d "$SOURCE_DIR" ]; then
    echo "错误：源目录 $SOURCE_DIR 不存在"
    exit 1
fi

# 创建备份目录
mkdir -p "$BACKUP_DIR"

# 生成带时间戳的备份文件名
TIMESTAMP=$(date +%Y%m%d_%H%M%S)
BACKUP_FILE="$BACKUP_DIR/backup_$(basename "$SOURCE_DIR")_$TIMESTAMP.tar.gz"

# 执行备份
echo "正在备份 $SOURCE_DIR -> $BACKUP_FILE ..."
tar -czf "$BACKUP_FILE" -C "$(dirname "$SOURCE_DIR")" "$(basename "$SOURCE_DIR")"

if [ $? -eq 0 ]; then
    echo "备份完成：$BACKUP_FILE"
    echo "备份大小：$(du -h "$BACKUP_FILE" | cut -f1)"
else
    echo "备份失败！"
    exit 1
fi

# 清理过期备份
echo "清理 ${RETENTION_DAYS} 天前的旧备份..."
find "$BACKUP_DIR" -name "backup_*.tar.gz" -mtime +$RETENTION_DAYS -delete
echo "清理完成"

exit 0

#!/bin/bash
# create_users.sh ,  从文本文件批量创建用户

USERLIST="${1:-users.txt}"

if [ ! -f "$USERLIST" ]; then
    echo "错误：用户列表文件 $USERLIST 不存在"
    echo "文件格式：每行一个用户名"
    exit 1
fi

# 需要root权限
if [ "$EUID" -ne 0 ]; then
    echo "请使用 root 权限运行此脚本"
    exit 1
fi

while read -r username; do
    # 跳过空行和注释行
    [ -z "$username" ] && continue
    [[ "$username" == \#* ]] && continue

    # 检查用户是否已存在
    if id "$username" &>/dev/null; then
        echo "用户 $username 已存在，跳过"
        continue
    fi

    # 创建用户（同时创建同名组和主目录）
    useradd -m "$username"
    echo "用户 $username 创建成功"
    echo "$username:password123" | chpasswd

    # 强制首次登录修改密码
    chage -d 0 "$username"
done < "$USERLIST"

echo "所有用户创建完毕"

#!/bin/bash
# 使用 getopts 解析命令行选项

while getopts "hvf:" opt; do
    case "$opt" in
        h) echo "帮助信息"; exit 0 ;;
        v) echo "详细模式开启"; VERBOSE=1 ;;
        f) echo "文件参数：$OPTARG"; FILE="$OPTARG" ;;
        ?) echo "未知选项"; exit 1 ;;
    esac
done

#!/bin/bash
# ANSI颜色码
RED='\033[0;31m'
GREEN='\033[0;32m'
YELLOW='\033[1;33m'
NC='\033[0m'          # No Color (重置)

echo -e "${GREEN}[成功]${NC} 操作完成"
echo -e "${RED}[错误]${NC} 操作失败"
echo -e "${YELLOW}[警告]${NC} 磁盘空间不足"

filepath="/home/user/docs/report.txt"

dirname=$(dirname "$filepath")       # /home/user/docs
basename=$(basename "$filepath")     # report.txt
filename="${basename%.*}"            # report（去掉扩展名）
extension="${basename##*.}"          # txt（去掉文件名部分）

#!/bin/bash
# trap 用于捕获信号，确保脚本退出前完成清理工作

cleanup() {
    echo "正在清理临时文件..."
    rm -f /tmp/mytemp_*.txt
    echo "清理完成，脚本退出"
}

# 捕获 EXIT（正常退出）、INT（Ctrl+C）、TERM（kill）信号
trap cleanup EXIT INT TERM

# 脚本主体
echo "脚本运行中（PID: $$），按 Ctrl+C 测试清理逻辑..."
sleep 60