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Bash

xbZhong原创2025/12/19大约 18 分钟mdi:bash

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Shell

Shell是什么，可以从以下几个方面来理解

  • Shell是用户跟内核交互的对话界面
  • 是一个程序，提供与用户对话的环境，即命令行环境（command line interface，简写为CLI）
  • 同时也是命令解释器和工具箱

而Bash就是Shell里面的一类，是目前最常用的Shell

Bash

在Linux系统中，用户的默认Shell都是Bash，但是用户可以使用不同的Shell

通过**chsh命令改变系统的默认Shell**

  • chsh是change shell的缩写

  • -s表示shell，后面紧跟想切换的Shell路径

  • /usr/bin/fish表示fish shell程序在文件系统中的绝对路径

$ chsh -s /usr/bin/fish

可以通过输入bash命令启动bash

$ bash

退出bash环境，可以使用exit命令

$ exit

查看bash的版本

$ bash --version
# 或者
$ echo $BASH_VERSION

在上述命令中，$是命令行环境的提示符，用户只需要输入提示符后面的内容

echo命令

主要作用：在屏幕输出一行文本，可以将该命令的参数原样输出

$ echo hello world
# 输出
hello world

若想要输出多行文本，且包括换行符，则需要把多行文本放在引号里面

$ echo "<HTML>
    <HEAD>
          <TITLE>Page Title</TITLE>
    </HEAD>
    <BODY>
          Page body.
    </BODY>
</HTML>"

-n参数

默认情况下，echo输出的文本末尾会有一个换行符，-n参数可以取消末尾的回车符

$ echo -n hello world
# 输出
hello world$

-e参数

-e参数会解释引号里的特殊字符，如换行符\n，若不使用-e参数，会原样输出

$ echo "hello\nworld"
# 输出
hello\nworld

$ echo -e "hello\nworld"
# 输出
hello
world

命令格式

bash单个命令一般是一行，如果需要把一行的命令写成多行便于理解，可以在每一行的结尾加上反斜杠，bash就会将下一行跟当前行放在一起解释

$ echo foo bar
# 等同于
$ echo foo \
bar

分号;是命令的结束符，使得一行可以放多个命令，上一个命令结束后再执行第二个命令

$ clear; ls

命令组合符&&和||

  • 如果command1运行成功，则继续运行command2命令
command1 && command2
  • 如果command1命令运行失败，则继续运行command2命令
command1 || command2

模式扩展

工作流程：Shell接受到用户输入的命令后，会将用户的输入拆分为一个个词元，然后Shell会扩展词元里面的特殊字符

模式扩展也被称为globbing，其中有些用到了通配符，又称为通配符扩展，Bash一共提供八种扩展

  • 波浪线扩展
  • ? 字符扩展
  • * 字符扩展
  • 方括号扩展
  • 大括号扩展
  • 变量扩展
  • 子命令扩展
  • 算术扩展

Bash允许用户开启扩展

$ set -o noglob
# 或者
$ set -f

Bash也允许用户关闭扩展

$ set +o noglob
# 或者
$ set +f

波浪线扩展

波浪线~会自动扩展成当前用户的主目录

  • ~/dir表示扩展成主目录的某个子目录，~是主目录里面的一个子目录名
  • ~user表示扩展成用户user的主目录
  • ~+会扩展成当前所在的目录，等同于pwd命令
$ echo ~
# 输出
/home/me

字符串扩展

?字符代表文件路径里面的任意单个字符，不包括空字符

  • 如果需要匹配多个字符，就需要使用多个?

*字符扩展

*字符代表文件路径里面的任意数量的任意字符，包括空字符

  • *只匹配当前目录，不会匹配子目录
# 存在文件 a.txt、b.txt 和 ab.txt
$ ls *.txt
# 输出
a.txt b.txt ab.txt

但是*不会匹配隐藏文件，因为隐藏文件以.开头，如果要匹配隐藏文件，需要写成.*

# 显示所有隐藏文件
$ echo .*

方括号扩展

形式是[...]，只有文件确实存在的前提下才会进行扩展

  • 比如，[aeiou]可以匹配五个元音字母中的任意一个
  • 如果需要匹配连字号-，只能放在方括号内部的开头或结尾
# 存在文件 a.txt 和 b.txt
$ ls [ab].txt
# 输出
a.txt b.txt

两个变体

  • [^...]：表示匹配不在方括号里面的字符
  • [!...]：表示匹配不在方括号里面的字符

[start-end]扩展

表示匹配一个连续的范围，比如，[a-c]等同于[abc]，[0-9]匹配[0123456789]

下面是一些常用简写例子：

  • [a-z]：所有小写字母
  • [a-zA-Z]：所有小写字母与大写字母
  • [a-zA-Z0-9]：所有小写字母、大写字母与数字

简写的否定形式[!start-end]，表示匹配不属于这个范围的字符

$ ls report[!1–3].txt
# 输出
report4.txt report5.txt

上面代码中，[!1-3]表示排除1、2和3

大括号扩展

大括号扩展{...}表示分别扩展成大括号里面的所有值，各个值之间使用逗号分隔

  • 大括号内部的逗号前后不能有空格，否则会失效
$ echo {1,2,3}
# 输出
1 2 3

$ echo d{a,e,i,o,u}g
# 输出
dag deg dig dug dog

大括号可以嵌套

$ echo {j{p,pe}g,png}
# 输出
jpg jpeg png

大括号也可以与其他模式联用，并且总是先于其他模式进行扩展

$ echo /bin/{cat,b*}
# 输出
/bin/cat /bin/b2sum /bin/base32 /bin/base64 ... ...

且可以用于多字符模式

$ echo {cat,dog}
# 输出
cat dog

由于大括号扩展{...}不是文件名扩展，所以它总是会扩展的，即如果匹配的文件不存在，它也会扩展

# 不存在 a.txt 和 b.txt
$ echo [ab].txt
# 输出
[ab].txt
$ echo {a.b}.txt
# 输出
a.txt b.txt

{start..end}扩展

表示扩展成一个连续序列，比如，{a..z}可以扩展成26个小写英文字母

$ echo {a..c}
# 输出
a b c

$ echo d{a..d}g
# 输出
dag dbg dcg ddg

$ echo {1..4}
# 输出
1 2 3 4

支持逆序

$ echo {c..a}
# 输出
c b a

$ echo {5..1}
# 输出
5 4 3 2 1

若遇到无法理解的简写，会按照原样输出

$ echo {a2..3c}
# 输出
{a2..3c}

这种简写方法可以嵌套使用，形成复杂扩展

$ echo .{mp{3..4},m4{a,b,p,v}}
# 输出
.mp3 .mp4 .m4a .m4b .m4p .m4v

大括号扩展的常见用途为新建一系列目录

  • 先扩展前面再扩展后面
$ mkdir {2007..2009}-{01..12}

这种简写形式还可以使用第二个双点号(start..end..step)，用来指定扩展步长

$ echo{0..8..2}
# 输出
0 2 4 6 8

变量扩展

Bash将美元符号$开头的词元视为变量，将其扩展成变量值

$ echo $SHELL
# 输出
/bin/bash

变量名除了放在美元符号后面，也可以放在${}里面。

$ echo ${SHELL}
/bin/bash

子命令扩展

$(...)可以扩展成另一个命令的运行结果，该命令的所有输出都会作为返回值

$ ehco $(date)
# 输出
Tue Jan 28 00:01:13 CST 2020

引号和转义

Bash只有字符串一种数据类型，因此字符串相关的引号和转义，对Bash来说是非常重要的

转义

某些字符，如$、&、*，在Bash里面有特殊含义

$ echo $date
# 不会输出结果

需要加上\进行转义

$ echo \$date
# 输出
$date

如果要输出反斜杠\本身，需要对它自身进行转义

$ echo \\
# 输出
\

单引号

Bash允许字符串放在单引号或者双引号中间，各种特殊字符在单引号里面都会被视为普通字符

$ echo '*'
# 输出
*

$ echo '$USER'
# 输出
$USER

双引号

双引号比单引号宽松，大部分特殊字符在双引号里面会失去特殊含义，但$、`、\，在双引号之中仍会被进行扩展

$ echo "$SHELL"
# 输出
/bin/bash

$ echo "`date`"
# 输出
Mon Jan 27 13:33:18 CST 2020

双引号还可以保留原始命令的输出格式

# 单行输出
$ echo $(cal)
一月 2020 日 一 二 三 四 五 六 1 2 3 ... 31

# 原始格式输出
$ echo "$(cal)"
      一月 2020
日 一 二 三 四 五 六
          1  2  3  4
 5  6  7  8  9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30 31

Here文档

是一种输入多行字符串的方法，格式如下

<< token
text
token

分为开始标记<< token和结束标记token

  • 开始标记是<< 加上Here文档的名称，可任取，后面必须是换行符

  • 结束标记是单独一行的Here文档名称，若不顶格，则不起作用

  • 在文档内部，双引号和单引号会失去作用，不支持通配符控制，支持反斜杠转义

变量

可分为自定义变量和环境变量两类

环境变量

是Bash环境自带的变量，可以直接使用

  • 大小写敏感

可以使用env或者printenv显示所有环境变量

$ env
# 或者
$ printenv

查看单个环境变量的值，使用printenv或者echo命令

  • printenv后面不加$
$ printenv PATH
# 或者
$ echo $PATH

常见的环境变量

  • HOME：用户的主目录
  • PWD：当前工作目录
  • USER：当前用户的用户名
  • PATH：由冒号分开的目录列表，当输入可执行程序名后，会搜索这个目录列表

自定义变量

是用户在当前Shell里面自己定义的变量，一旦退出当前Shell，变量就不存在了

set命令可以显示所有变量

$ set

创建变量

有下述要求：

  • 字母、数字和下划线组成
  • 第一个字符不能是数字
  • 不能出现空格和标点符号

语法如下：

variable=value

读取变量

直接在变量名前面加上$即可

foo=bar
$ echo $foo
# 输出
bar

读取变量的时候，变量名也可以使用花括号{}包围

$ a=foo
$ echo $a_file
# 无输出

$ echo ${a}_file
# 输出
foo_file

删除变量

unset命令用于删除变量，但仅仅是把变量设定成了空字符串

unset NAME

输出变量

主要作用是设置或显示环境变量，让之后运行的所有子Shell都可以读取到这个变量

NAME=foo
export NAME
# 等同于
export NAME=foo

子Shell如果修改继承的变量，不会影响父Shell

字符串操作

获取字符串长度

语法如下，大括号不可省略

${#varname}

获取子字符串

语法如下

  • 语法的含义是返回变量$varname的子字符串，从位置offset开始（从0开始计算），长度为length
  • 只能通过变量读取字符串
${varname:offset:length}

改变大小写

转为大写

${varname^^}

转为小写

${varname,,}

算术运算

((...))语法可以进行整数的算术运算

  • 你能想到的位运算，逻辑运算，赋值运算都支持，这里不赘述
$ ((foo = 5 + 5))
$ echo $foo
# 输出
10

行操作

一些快捷键

  • Ctrl + a：移到行首
  • Ctrl + e：移到行尾
  • Ctrl + l：清除屏幕

目录堆栈

cd -

Bash可以记忆用户进入过的目录，默认只记忆前一次所在的目录，cd -命令可以返回前一次的目录

pushd，popd

可以记忆多重目录，pushd和popd用来操作目录堆栈

pushd：用于进入指定的目录，同时把进入的目录放入堆栈

  • 目录参数：pushd可以接受一个目录作为参数，把该目录放到堆栈顶部，并进入该目录
$ pushd dirname

popd：不带参数时为移除堆顶的顶部记录，并进入新的栈顶目录

  • -n：仅操作堆栈，不改变目录
$ popd

dirs

可以显示目录堆栈的内容，一般用来查看pushd和popd操作后的结果

  • -c：清空目录栈
$ dirs
# 输出
~/foo/bar ~/foo ~

操作历史

Bash会保留用户的操作历史，默认保存最近的500条命令

  • 退出当前Shell的时候，Bash 会将用户在当前Shell的操作历史写入~/.bash_history文件，该文件默认储存500个操作

  • 环境变量HISTFILE总是指向这个文件

$ echo $HISTFILE
# 输出
/home/me/.bash_history

history命令会输出.bash_history文件的全部内容，即输出操作历史

如果想搜索某个以前执行的命令，可以配合grep命令搜索操作历史

  • 返回包含/usr/bin的命令
$ history | grep /usr/bin

使用history命令的-c参数清除操作历史，即清空.bash_history文件

$ history -c

脚本入门

执行脚本时会创建一个子Shell执行脚本

Shebang行

脚本的第一行通常是指定解释器，即这个脚本通过什么解释器执行

#!后面就是脚本解释器的位置

#!/bin/sh
# 或者
#!/bin/bash

执行权限

使用chmod命令修改权限，全称为change mode

权限表

读(r)写(w)执行(x)
用户(u)
用户组(g)
其他人(o)

正常写法

语法：用户+权限，如u+r，o-w，后面跟文件名

$ chmod u+x test.sh

权限的数字写法

对于不同用户的权限设置可以抽象为三个数字a b c

  • a：用户
  • b：组
  • c：其他人

而不同的权限可以抽象成三个数字，在给不同用户进行权限设置的时候在这三个数字选几个加起来

  • r（读）：4
  • w（写）：2
  • x（执行）：1

举个例子

  • 755：拥有者拥有rwx的权限，用户组和其他人拥有r-x的权限
  • 644：拥有者拥有rw-的权限，用户组和其他人拥有r--的权限

脚本的权限通常设为755（拥有者有所有权限，其他人有读和执行的权限）或者700（只有拥有者可以执行）

# 给所有用户执行权限
$ chmod +x script.sh

# 给所有用户读权限和执行权限
$ chmod +rx script.sh
# 或者
$ chmod 755 script.sh

# 只给脚本拥有者读权限和执行权限
$ chmod u+rx script.sh

可以在主目录新建一个~/bin子目录，专门存放可执行脚本，然后把~/bin加入$PATH

$ export PATH=$PATH:~/bin

可以把上面一行写入~/.bashrc，因为每次开一个新的终端，系统都会自动加载~/.bashrc里面的配置，也就是每次都会更新上面这个环境变量，方便我们快速执行脚本

立即重新加载配置

$ source ~/.bashrc

脚本参数

调用脚本的时候，脚本文件吗后面可以带有参数

$ script.sh word1 word2 word3

脚本文件内部，可以使用特殊变量，引用这些参数

  • $0：脚本文件名，即script.sh
  • $1~$9：对应脚本的第一个参数到第九个参数
  • $#：参数的总数
  • $@：全部的参数，参数之间使用空格分隔

shift命令

shift命令可以改变脚本参数，每次执行都会移除脚本当前的第一个参数（$1），使得后面的参数向前一位，即$2变成$1、$3变成$2、$4变成$3，以此类推

同时它也可以接收一个整数作为参数，指定所要移除的参数个数，默认为1

$ shift 3

exit命令

用于终止当前脚本执行

  • 退出值为0，成功
$ exit 0
  • 退出值为1，失败
$ exit 1

source命令

用于执行一个脚本，通常用于重新加载一个配置文件，也可以简化为一个.

$ source ~/.bashrc
# 或者
$ . ~/.bashrc

alias命令

alias用来为一个命令指定别名

  • NAME是别名的名称，DEFINITION是别名对应的原始命令
  • 注意，等号两侧不能有空格
$ alias NAME=DEFINITION

为grep命令起一个search的别名

$ alias search=grep

直接调用alias命令可以显示所有别名

$ alias

unalias可以解除别名

$ unalias lt

条件判断

使用if、elif、else，结构如下

  • commands为判断条件，可以用test命令
  • if和then写在同一行时，需要分号分隔
  • if可以接任意数量的命令，但是判断真伪只看最后一个命令
if commands; then
  commands
[elif commands; then
  commands...]
[else
  commands]
fi

test命令

写法有三种形式，第三种支持正则判断，其它两种不支持

  • expression是一个表达式，表达式成功返回0，否则返回1
  • [和]与内部的表达式之间必须有空格
# 写法一
test expression

# 写法二
[ expression ]

# 写法三
[[ expression ]]

逻辑运算

  • AND运算：符号&&，也可使用参数-a
  • OR运算：符号||，也可使用参数-o
  • NOT运算：符号!

常见判断

判断文件状态

  • [ -b file ]：如果file存在并且是一个块（设备）文件，则为true
  • [ -c file ]：如果file存在并且是一个字符（设备）文件，则为true
  • [ -d file ]：如果file存在并且是一个目录，则为true
  • [ -e file ]：如果file存在，则为true
  • [ -f file ]：如果file存在并且是一个普通文件，则为true

以下表达式用来判断字符串

  • [ string ]：如果string不为空（长度大于0），则判断为真
  • [ -n string ]：如果字符串string的长度大于零，则判断为真
  • [ -z string ]：如果字符串string的长度为零，则判断为真
  • [ string1 = string2 ]：如果string1和string2相同，则判断为真
  • [string1 '>' string2]：按照字典序比较string1和string2
    • 命令内部的>和<必须要用引号引起来

整数判断，不能简单用>和<（会被误认为字符串比较）

  • -eq：判断是否相等
  • -ne：判断是否不相等
  • le：判断是否小于等于
  • lt：判断是否小于
  • ge：判断是否大于等于
  • gt：判读是否大于
if [integer1 -eq integer2]; then
	echo "相等"
	exit 1
fi

循环

都支持break和continue

while循环

结构如下

  • condition也可以用test命令
  • while的条件部分可以执行任意数量的命令，但是执行结果的真伪只看最后一个命令的执行结果
while condition; do
  commands
done

until循环

结构如下

  • 只要不符合判断条件就不断循环执行指定语句
until condition; do
	commands
done

for...in 循环

用于遍历列表的每一项

for variable in list
do
	commands
done

for循环

结构如下

  • expression1用来初始化循环条件，expression2用来决定循环结束的条件，expression3在每次循环迭代的末尾执行，用于更新值
  • 循环条件放在双重圆括号之中，圆括号之中使用变量不用加上美元符号$
for (( expression1; expression2; expression3 )); do
  commands
done

函数

优先级：别名 > 函数 > 脚本 > 外部命令

定义：两种定义方法

# 第一种
fn() {
  # codes
}

# 第二种
function fn() {
  # codes
}

调用时直接写函数名，参数跟在函数后面

hello() {
  echo "Hello $1"
}

$ hello world
Hello world

删除函数

$ unset -f functionName

查看当前Shell已定义的所有函数

$ declare -f

查看单个函数的定义

$ declare -f functionName

查看所有已经定义的函数名，不包括函数体

$ declare -F

参数

函数的参数变量，与脚本参数变量是一致的

  • $1~$9：函数的第一个到第9个的参数

  • $0：函数所在的脚本名

  • $#：函数的参数总数

  • $@：函数的全部参数，参数之间使用空格分隔

  • 如果函数的参数多于9个，那么第10个参数可以用${10}的形式引用

变量作用域

函数体内直接声明的变量，属于全局变量，整个脚本都可以读取

如果需要声明局部变量，需要使用local命令

fn () {
  local foo
  foo=1
  echo "fn: foo = $foo"
}

数组

创建数组

采用逐个赋值的方法创建

ARRAY[INDEX]=value

# 例子

$ array[0]=val
$ array[1]=val
$ array[2]=val

采用一次性赋值的方式创建

ARRAY=(value1,value2,...,valueN)

# 等同于

ARRAY=(
  value1
  value2
  value3
)

定义数组的时候可以使用通配符

$ mp3s=( *.mp3 )

可以使用declare命令先声明数组

$ declare -a ARRAYNAME

读取数组

读取数组指定位置的成员

$ echo ${array[i]} # i是索引

读取所有成员

@和*是数组的特殊索引，表示返回数组的所有成员

  • 使用这俩个特殊索引的时候最好放在双引号里
$ echo ${foo[@]}

# 放在双引号里
$ hobbies=( "${activities[@]}" )

# 还可以添加成员
$ hobbies=( "${activities[@]}" diving )

数组长度

使用下面两种语法

${#array[*]}
${#array[@]}

提取数组序号

使用下面两种语法，可以返回数组的成员序号，即哪些位置是有值的

${!array[@]}
${!array[*]}

提取数组成员

${array[@]:position:length}的语法可以提取数组成员

${array[@]:position:length}

追加数组成员

可以使用+=运算符

$ foo=(a b c)
$ echo ${foo[@]}
a b c

$ foo+=(d e f)
$ echo ${foo[@]}
a b c d e f

删除数组

使用unset命令删除一个元素

$ foo=(a b c d e f)
$ echo ${foo[@]}
a b c d e f

$ unset foo[2]
$ echo ${foo[@]}
a b d e f

使用unset命令删除整个数组

unset ArrayName

set命令

脚本会运行在子Shell中，而set命令用于改变子Shell环境的运行参数，保证脚本的安全性

set -u

脚本在头部加上它，遇到不存在的变量就会报错，并停止执行

set -u

echo $a
echo bar

set -x

用来在运行结果之前，先输出执行的那一行命令，若要关闭命令输出可以使用set +x

set -x
echo bar

# 输出

+ echo bar
bar

set -e

只要脚本发生错误就终止执行，用set +e表示关闭这个功能

set -e

foo
echo bar

# 会终止执行

set -n

不运行命令，只检查语法是否正确

set -n

foo
echo bar