Shell 变量全解

发表于 2018-06-22 更新于 2023-08-19 分类于 Shell

Linux Shell脚本编程中变量使用介绍

变量介绍

shell变量是一种很“弱”的变量，默认情况下，一个变量保存一个串，shell不关心这个串是什么含义。所以若要进行数学运算，必须使用一些命令例如let、declare、expr、双括号等。

shell变量可分为两类：局部变量和环境变量。局部变量只在创建它们的shell中可用。而环境变量则可以在创建它们的shell及其派生出来的任意子进程中使用。有些变量是用户创建的，其他的则是专用shell变量。

变量名必须以字母或下划线字符开头。其余的字符可以是字母、数字(0~9)或下划线字符。任何其他的字符都标志着变量名的终止。名字是大小写敏感的。

给变量赋值时，等号周围不能有任何空白符。为了给变量赋空值，可以在等号后跟一个换行符。

用set命令可以查看所有的变量，unset var命令可以清除变量var，var相当于没有定义过。readonly var可以把var变为只读变量，定义之后不能对var进行任何更改。

shell变量常见引用方式如下：

引用格式	含义介绍
${var}	变量值。也可以写成$var，但是不推荐。
${#var}	变量长度。例如var="HelloWorld"，则${#var}返回值为10。注意，引号””是界定符号，而不是变量中的字符。
${var:start_index}	返回从start_index开始一直到字符串结尾。 start_index为0表示从第一个字符开始， start_index为0-x表示从倒数第x个字符开始。例如var="0123456789"。则${var:0}返回"0123456789"，${var:6}返回"6789"，${var:0-3}返回”789”。
${var:start_index:length}	返回从start_index开始的length个字符，length可以为负数。var="0123456789"，${var:2:5}返回"23456"，${var:5:-2}返回"567"（-2表示剩余2个字符不要），${var:0-3:-1}返回"78"。
${var#string}	返回从左边删除string后的字符串，尽量短的去匹配。例如var="https://127.0.0.1/index.php"， ${var#*/}返回"/127.0.0.1/index.php"
${var##string}	返回从左边删除string后的字符串，尽量长的去匹配。例如var="https://127.0.0.1/index.php"，${var##*/}返回"index.php"
${var%string}	返回从右边删除string后的字符串，尽量短的去匹配。例如var="https://127.0.0.1/index.php"，${var%/*}返回"https://127.0.0.1"
${var%string}	返回从右边删除string后的字符串，尽量长的去匹配。例如var="https://127.0.0.1/index.php"，${var%/*}返回"https:"
${var:-newstring}	如果var为空，或者未定义，则返回newstring；否则返回原值。
${var:=newstring}	如果var为空，或者未定义，则返回newstring，并把newstring赋值给var；否则返回原值。
${var:+newstring}	如果var不为空，则返回newstring；如果var为空，则返回空值。
${var:?newstring}	如果var为空或者未定义，则将newstring写入标准错误流，本语句失败；如果var不为空，则返回原值。
${var/substring/newstring}	返回var中第一个substring被替换成newstring的字符串。例如var="2345432", ${var/3/Hello}返回"2Hello45432"
${var//substring/newstring}	返回var中所有substring被替换成newstring的字符串。例如var="2345432", ${var//3/Hello}返回"2Hello454Hello2"
$(command)	返回command命令执行后的所输出的结果。例如$(date)，返回date命令执行后的输出，同`date`命令
$((算数表达式))	返回双括号中算数运算的结果。例如$((20+5*6))，返回50

环境变量

环境变量的定义方法如下：

1	export var=value

shell在初始化的时候会在执行profile等初始化脚本，脚本中定义了一些环境变量，这些变量会在创建子进程时传递给子进程。
用env命令可以查看当前的环境变量。常用的系统环境变量如下：

环境变量	含义
_	上一条命令的最后一个参数 `$_`
BASH	展开为调用bash实例时使用的全路径名
CDPATH	cd命令的搜索路径。它是以冒号分隔的目录列表，shell通过它来搜索cd命令指定的目标目录。例如.:~:/usr
EDITOR	内置编辑器emacs、gmacs或vi的路径名
ENV	每一个新的bash shell(包括脚本)启动时执行的环境文件。通常赋予这个变量的文件名是.bashrc。
EUID	展开为在shell启动时被初始化的当前用户的有效ID
GROUPS	当前用户所属的组
HISTFILE	指定保存命令行历史的文件。默认值是~/.bash_history。如果被复位，交互式shell退出时将不保存命令行历史
HISTSIZE	记录在命令行历史文件中的命令数。默认是500
HOME	主目录。未指定目录时，cd命令将转向该目录
IFS	内部字段分隔符，一般是空格符、制表符和换行符，用于由命令替换，循环结构中的表和读取的输入产生的词的字段划分
LANG	用来为没有以LC_开头的变量明确选取的种类确定locale类
OLDPWD	前一个工作目录
PATH	命令搜索路径。一个由冒号分隔的目录列表，shell用它来搜索命令，一个普通值为 /usr/gnu/bin:/usr/local/bin:/usr/ucb:/usr/bin
PPID	父进程的进程ID
PS1	主提示符串，默认值是$
PS2	次提示符串，默认值是>
PS3	与select命令一起使用的选择提示符串，默认值是#?
PS4	当开启追踪时使用的调试提示符串，默认值是+。追踪可以用set –x开启
PWD	当前工作目录。由cd设置
RANDOM	每次引用该变量，就产生一个随机整数。随机数序列可以通过给RANDOM赋值来初始化。如果RANDOM被复位，即使随后再设置，它也将失去特定的属性
REPLY	当没有给read提供参数时设置
SHELL	当调用shell时，它扫描环境变量以寻找该名字。shell给PATH、PS1、PS2、MAILCHECK和IFS设置默认值。HOME和MAIL由login(1)设置
SHELLOPTS	包含一列开启的shell选项，比如braceexpand、hashall、monitor等
UID	展开为当前用户的用户ID，在shell启动时初始化

可以为某个命令单独设置环境变量，而不会影响后续的命令执行，比如：

1	LD_LIBRARY_PATH=./lib:$LD_LIBRARY_PATH ./make_ext4fs

数值变量

shell中默认把变量值当作字符串，例如：

1
2
3

age=22
age=${age}+1
echo ${age}

输出结果为22+1，而不是23，因为shell将其解释为字符串，而不是数学运算。

可以用let命令使其进行数学运算，例如：

1	let age=${age}+1

也可以用typeset或者declare把变量定义为整型。例如：

1
2
3

typeset -i age=22     
age=${age}+1
echo ${age}

typeset的 -i 选项把age定义为整型的了。此后每次运算，都把age的右值识别为算术表达式或数字。最终的输出结果是23

数组

在shell中可以使用数组，例如：

1
2
3

array[0]=0
array[1]=1
array[2]=2

则array就是一个数组，也可以这样给数组初始化：

1	array=(0 1 2) // 元素之间以空格分隔

数组变量操作

操作	介绍
${array[$*]}	访问array中某个元素
${#array[*]}	返回数组元素个数
${array[*]} ${array[@]}	的返回值即数组的所有元素组成的串
${array[*]:0:2}	返回第一个和第二个元素组成的串。0表示开始的位置，2表示要返回的元素个数，开始位置可以为0-2(0减去2)之类的，表示从倒数第二个元素开始。
$array[${#array[*]}]=value	追加数组元素
unset array[$i]	删除某个数组元素
unset array	删除整个数据

下面写个稍微复杂点的例子：

for ((i=0; i<100; i++))
do
    array[$i]=$i
done

for ((i=0; i<100; i++))
do
    echo ${array[$i]}
done

字符串转化为数组

1 2	str="one two three four" arr=($str)

如果字符串分隔符不是空格，则采用下面方法分割成数组：

#!/bin/sh
str="one,two,three,four"
OLD_IFS="$IFS"
IFS=","
arr=($str)
IFS="$OLD_IFS"

for var in ${arr[@]}
do
  echo "$var"
done

OLD_IFS用于保存原分隔符，用于后续恢复。

特殊变量

变量	含义
$0	当前脚本的文件名
$n	n是正整数。`$0`当前脚本名称，`$1`是第一个参数，`$2`是第二个参数，等等
$#	传入脚本的参数的个数
$*	所有的位置参数(作为单个字符串)
$@	所有的位置参数(每个都作为独立的字符串)。
$?	当前shell进程中，上一个命令的返回值，如果上一个命令成功执行则$?的值为0，否则为其他非零值，常用做if语句条件
$$	当前shell进程的pid
$!	后台运行的最后一个进程的pid
$-	显示shell使用的当前选项
$_	之前命令的最后一个参数

$*和$@都表示传给脚本或者函数的参数列表，当使用双引号包裹时，"$*"是一个字符串，而"$@"则像一个数组：

for var in "$*";do
    echo $var
done
echo "-------------"
for var in "$@";do
    echo $var
done

上述代码输入结果为：

$ ./test.sh xxx yyy zzz
xxx yyy zzz
-------------
xxx
yyy
zzz

指定变量类型：typeset 与 declare

declare和typeset是bash的内建命令，它们是完全相同的，可以用来限定变量的属性，如整型、大小写、宽度、左右对齐等。这是在某些编程语言中使用的定义类型不严格的方式。
当用typeset或declare改变一个变量的属性时,这种改变是永久的。
命令declare是bash版本2之后才有的，命令typeset也可以在ksh脚本中运行。

常用命令参数：

-r 设置变量为只读
-i 设置变量为整数
-a 设置变量为数组array
-f 如果后面没有参数的话会列出之前脚本定义的所有函数，如果有参数的话列出以参数命名的函数
-x 设置变量在脚本外也可以访问到
-u 将一个变量的字符变成大写
-l 将一个变量的字符变成小写

变量应用举例

遍历字符串

local var=$1
local len=${&#35;var}
local i=0
while [ $i -lt $len ];do
    echo ${var:$i:1}
    typeset i=$((i+1))
done

参考文档

How can I tell whether a variable contains a valid number?