一、什么是 Shell 编程？
Shell 是一种命令行解释器，它为用户提供了与操作系统内核交互的界面。而 Shell 编程则是利用 Shell 提供的语法和命令，编写可执行的脚本文件，实现一系列自动化操作。常见的 Shell 有 Bash（Bourne Again SHell）、Zsh、Ksh 等，其中 Bash 是目前最流行、应用最广泛的一种，也是我们学习的重点。
Shell 脚本以.sh为扩展名，通过chmod +x 脚本名.sh命令赋予执行权限后，即可直接运行。它不需要像 C、Java 等编程语言那样进行编译，而是由 Shell 解释器逐行执行，这使得脚本的编写和调试更加便捷。
二、Shell 编程基础
1. 第一个 Shell 脚本
让我们从一个简单的 “Hello World” 脚本开始，感受 Shell 编程的魅力。
创建一个名为hello.sh的文件，内容如下：
#!/bin/bash
# 这是一个简单的Shell脚本
echo "Hello, Shell Programming!"
其中，#!/bin/bash称为 “谢 bang”，它指定了脚本使用的 Shell 解释器；#后面的内容是注释，用于说明脚本的功能或代码含义，不会被执行；echo命令用于输出指定的字符串。
运行脚本：
chmod +x hello.sh
./hello.sh
此时，终端会输出 “Hello, Shell Programming!”，我们的第一个 Shell 脚本就成功运行了。
2. 变量
在 Shell 脚本中，变量的定义和使用非常简单，不需要声明变量类型。
- 定义变量：变量名=值（注意等号两边不能有空格）
- 使用变量：$变量名或${变量名}
- 只读变量：readonly 变量名，定义后不能修改
- 删除变量：unset 变量名（不能删除只读变量）
示例：
#!/bin/bash
name="Shell"
echo "Hello, $name!"
echo "Hello, ${name} Programming!"
readonly age=10
# age=20 # 会报错
unset name
# echo $name # 不会输出任何内容
3. 传递参数
在运行 Shell 脚本时，我们可以向脚本传递参数，脚本内部通过$n来获取，其中n表示参数的位置（$0表示脚本名，$1表示第一个参数，$2表示第二个参数，以此类推）。
示例：
#!/bin/bash
echo "脚本名：$0"
echo "第一个参数：$1"
echo "第二个参数：$2"
echo "参数总数：$#"
echo "所有参数：$*" # 将所有参数视为一个整体
echo "所有参数：$@" # 将每个参数视为独立的个体
运行脚本：./param.sh 10 20，输出结果如下：
脚本名：./param.sh
第一个参数：10
第二个参数：20
参数总数：2
所有参数：10 20
所有参数：10 20
三、Shell 流程控制
和其他编程语言一样，Shell 也提供了丰富的流程控制语句，用于实现条件判断、循环等功能。
1. 条件判断（if 语句）
if 语句的基本语法如下：
if [ 条件表达式 ]; then
执行语句
elif [ 条件表达式 ]; then
执行语句
else
执行语句
fi
其中，条件表达式需要用[]包裹，并且[]与表达式之间要有空格。常见的比较运算符有：
- 数值比较：-eq（等于）、-ne（不等于）、-gt（大于）、-lt（小于）、-ge（大于等于）、-le（小于等于）
- 字符串比较：=（等于）、!=（不等于）、-z（字符串长度为 0）、-n（字符串长度不为 0）
- 文件判断：-f（是否为普通文件）、-d（是否为目录）、-e（文件或目录是否存在）等
示例：
#!/bin/bash
num1=10
num2=20
if [ $num1 -gt $num2 ]; then
echo "$num1 大于 $num2"
elif [ $num1 -lt $num2 ]; then
echo "$num1 小于 $num2"
else
echo "$num1 等于 $num2"
fi
file="test.txt"
if [ -f $file ]; then
echo "$file 是一个普通文件"
elif [ -d $file ]; then
echo "$file 是一个目录"
else
echo "$file 不存在"
fi
2. 循环（for、while 语句）
- for 循环：用于遍历一组数据
#!/bin/bash
# 遍历数字
for i in 1 2 3 4 5; do
echo "数字：$i"
done
# 遍历目录下的文件
for file in $(ls); do
echo "文件：$file"
done
- while 循环：当条件满足时，重复执行循环体
#!/bin/bash
count=1
while [ $count -le 5 ]; do
echo "计数：$count"
count=$((count + 1)) # 变量自增
done
四、Shell 函数
Shell 函数用于将一段可重复使用的代码封装起来，提高脚本的可读性和复用性。
函数的定义格式：
函数名() {
函数体
return 返回值 # 可选，返回值范围为0-255
}
调用函数：函数名 参数1 参数2 ...
示例：
#!/bin/bash
# 定义加法函数
add() {
result=$(( $1 + $2 ))
echo "两数之和：$result"
}
# 调用函数
add 10 20
五、Shell 编程实用工具
在 Shell 编程中，经常会用到一些文本处理工具，如grep、sed、awk等，它们能帮助我们高效地处理文本数据。
- grep：用于在文件中查找匹配的字符串
grep "pattern" file.txt # 在file.txt中查找包含pattern的行
- sed：用于对文本进行替换、删除等操作
sed 's/old/new/g' file.txt # 将file.txt中的old替换为new，g表示全局替换
- awk：用于对文本进行格式化处理和数据分析
awk '{print $1, $3}' file.txt # 打印file.txt中每行的第1列和第3列
六、精通Shell 编程的方法
- 多实践：Shell 编程注重实践，只有通过不断地编写脚本、解决实际问题，才能真正掌握它。可以从简单的脚本开始，如批量重命名文件、备份数据等，逐步提高难度。
- 熟悉命令：Shell 脚本的强大之处在于它可以调用系统中的各种命令，因此要熟悉常用的 Linux 命令及其参数，如ls、cd、cp、mv、rm等。
- 查看帮助：当遇到不熟悉的命令或语法时，可以使用man 命令名或命令名 --help查看帮助文档，快速获取相关信息。
- 学习优秀脚本：阅读开源项目中的 Shell 脚本，学习他人的编程思路和技巧，拓宽自己的视野。
Shell 编程是 Linux 系统管理和自动化操作的必备技能，灵活运用 Shell 编程可以解决各种实际问题，让工作变得更加轻松高效。希望这篇文章能可以为你打开 Shell 编程的大门，在命令行的世界里自由驰骋！