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二、变量和引用

在程序设计语言中，变量是一个非常重要的概念。也是初学者在进行Shell程序设计之前必须掌握的一个非常基础的概念。只有理解变量的使用方法，才能设计出良好的程序。本节将介绍Shell中变量的相关知识。

2.1 什么是变量

顾名思义，变量就是程序设计语言中的一个可以变化的量，当然，可以变化的是变量的值。几乎所有的程序设计语言中都有定义变量，并且其涵义也大同小异。从本质上讲，变量就是在程序中保存用户数据的一块内存空间，而变量名就是这块内存空间的地址。

在程序的执行过程中，保存数据的内存空间的内容可能会不断地发生变化，但是，代表内存地址的变量名却保持不变。

2.2变量的命名

在Shell中，变量名可以由字母、数字或者下划线组成，并且只能以字母或者下划线开头。对于变量名的长度，Shell并没有做出明确的规定。因此，用户可以使用任意长度的字符串来作为变量名。但是，为了提高程序的可读性，建议用户使用相对较短的字符串作为变量名。

在一个设计良好的程序中，变量的命名有着非常大的学问。通常情况下，用户应该尽可能选择有明确意义的英文单词作为变量名，尽量避免使用拼音或者毫无意义的字符串作为变量名。这样的话，用户通过变量名就可以了解该变量的作用。

2.3 变量的类型

2.3.1 根据数据类型分类

Shell是一种动态类型语言和弱类型语言，即在Shell中，变量的数据类型毋需显示地声明，变量的数据类型会根据不同的操作有所变化。准确地讲，Shell中的变量是不分数据类型的，统一地按照字符串存储。但是根据变量的上下文环境，允许程序执行一些不同的操作，例如字符串的比较和整数的加减等等。

什么是弱类型语言、强类型语言？
强类型和弱类型主要是站在变量类型处理的角度进行分类的。强类型是指不允许隐式变量类型转换，弱类型则允许隐式类型转换。

• 强类型语言，当你定义一个变量是某个类型，如果不经过代码显式转换（强制转化）过，它就永远都是这个类型，如果把它当做其他类型来用，就会报错

• 弱类型语言，你想把这个变量当做什么类型来用，就当做什么类型来用，语言的解析器会自动（隐式）转换。

比如：
C语言定义变量，int+变量名，实则前面的int就是给变量内存划分了等级，int定义整型所以空间里只能存放整型，这就是强类型。php、C#和Python等都是强类型语言。

可以使用declare定义变量的类型：declare attribute variable

注：declare命令还可输出所有的变量、函数、整数和已经导出的变量

-p：显示所有变量的值-i：将变量定义为整数，在之后就可以直接对表达式求值，结果只能是整数。如果求值失败或者不是整数，就设置为0。-r：将变量声明为只读变量。只读变量不允许修改，也不允许删除。(也可使用readonly定义只读变量)-a：变量声明为数组变量。但这没有必要，所有变量都不必显示定义就可以用作数组。事实上，在某种意义上，似乎所有变量都是数组，而且赋值给没有下标的变量与赋值给下标为0的数组元素相同。-f：显示所有自定义函数，包括名称和函数体。-x：将变量设置成环境变量。可使用+x将变量变成非环境变量

2.3.2 根据作用域分类

根据作用域可将变量分为环境变量（全局变量）和普通变量（局部变量）

1. 环境变量

   环境变量也可称为全局变量，可以在创建它们的shell及其派生出来的任意子进程shell中使用（su -切换用户会读取新的环境变量），环境变量又可分为自定义环境变量和bash内置的环境变量。

（1）自定义环境变量

一般是指用export内置命令导出的变量，用于定义shell的运行环境，保证shell命令的正确执行。环境变量可以在命令行中设置和创建，但用户退出命令行时这些变量值就会丢失，即该环境变量只在当前shell和子shell中有效。如果希望永久保存环境变量，可以在配置文件中设置。

①用户的环境变量配置（non-login shell）

~/.bash_profile或~/.bashrc

②全局环境变量的配置（login shell）

/etc/bashrc、/etc/profile文件或者/etc/profile.d目录中定义。

注意：按照系统规范，所有环境变量的名字均采用大写形式。在将环境变量应用于用户进程程序之前，都应该用命令export导出。

有一些环境变量，比如HOME,PATH,SHELL,UID,USER等，在用户登录前就已经被/bin/login程序设置好了，通常环境变量被定义并保存在用户家目录下的.bash_profile文件或全局的配置文件/etc/profile中。

（2）bash内置的环境变量

shell内置的环境变量是所有的shell程序都可以使用的变量。shell程序在运行时，都会接收一组变量来确定登录用户名、命令路径、终端类型、登录目录等，这组变量就是环境变量。环境变量会影响到所有的脚本的执行结果。

注：可使用env查看环境变量

2、普通变量

普通变量也可称为局部变量，与全局变量相比，局部变量的使用范围较小，通常仅限于某个程序段访问，例如函数内部。在Shell语言中，可以在函数内部通过local关键字定义局部变量，另外，函数的参数也是局部变量。

示例：全局变量和局部变量的区别：

[root@localhost ~]# vim 6.sh
#!/bin/bash
#定义函数
func()
{
#输出全局变量v1的值
echo "global variable v1 is $v1"
#定义局部变量v1
local v1=2
#输出局部变量v1的值
echo "local variable v1 is $v1"
}
#定义全局变量v1
v1=1
#调用函数
func
#输出全局变量v1的值
echo "global variable v1 is $v1"
[root@localhost test]# chmod a+rx var.sh
[root@localhost test]# ./var.sh
global variable v1 is 1
local variable v1 is 2
global variable v1 is 1

2.4 变量的定义

在Shell中，通常情况下用户可以直接使用变量，而毋需先进行定义，当用户第一次使用某个变量名时，实际上就同时定义了这个变量，在变量的作用域内，用户都可以使用该变量。

1、变量定义示例：变量名=变量值

#!/bin/bash
#定义变量a
a=1
#定义变量b
b="hello"
#定义变量c
c="hello world"
#定义备份路径
bak_dir=/data/backup
#把一个命令的结果赋值变量
变量名=`ls`
变量名=$(ls)

注意：
（1）“=”前后不能有空格

[root@localhost ~]# a= 3
-bash: 3: 未找到命令
[root@localhost ~]# b =4
-bash: b: 未找到命令

（2）字符串类型建议用引号括起来，尤其是特殊字符或有空格

stu_name="zhang san"	

引用变量：$变量名 或者 ${变量名}
查看变量：echo $变量名，set（可查看所有变量：包括自定义变量和环境变量），env显示全局变量，declare输出所有的变量、函数、整数和已经导出的变量。
取消变量：unset 变量名
作用范围：仅在当前shell中有效

注：可使用export指令将变量转换成环境变量

2、位置参数和预定义变量
许多情况下，Shell脚本都需要接收用户的输入，根据用户输入的参数来执行不同的操作。从命令行传递给Shell脚本的参数又称为位置参数，Shell脚本会根据参数的位置使用不同的位置参数变量读取它们的值。

示例：

[root@localhost test]# vim param.sh
echo "第1个位置参数是$1"
echo "第2个位置参数是$2"
echo "所有参数是: $*"
echo "所有参数是: $@"
echo "参数的个数是: $#"
echo "当前进程的PID是: $$"
[root@localhost test]# bash param.sh shuju1 shuju2
第1个位置参数是shuju1
第2个位置参数是shuju2
所有参数是: shuju1 shuju2
所有参数是: shuju1 shuju2
参数的个数是: 2
当前进程的PID是: 23278

$?的示例：

[root@localhost test]# vim ping.sh
#!/bin/bash
ping -c2 $1 &> /dev/null
if [ $? = 0 ];then
echo "host $1 is ok"
else
echo "host $1 is fail"
fi
[root@localhost test]# chmod a+rx ping.sh
[root@localhost test]# ./ping.sh 192.168.168.128
host 192.168.168.128 is ok

$*（//这个是类似于数组）和 $@（//类似于个体）的区别
示例：

[root@localhost test]# set -- "i have" a cat #利用set命令设置位置参数
[root@localhost test]# echo $#
3
[root@localhost test]# echo $*
i have a cat
[root@localhost test]# echo $@
i have a cat
[root@localhost test]# for i in $*;do echo $i;done
i
have
a
cat
[root@localhost test]# for i in $@;do echo $i; done
i
have
a
cat
[root@localhost test]# for i in "$*";do echo $i;done
i have a cat
[root@localhost test]# for i in "$@";do echo $i;done
i have
a
cat
[root@localhost test]# shift #使用该指令可将位置参数左移一位
[root@localhost test]# echo $1
a
[root@localhost test]# shift
[root@localhost test]# echo $1
cat

2.5 shell中的引用

在bash中有很多特殊字符，这些特殊字符就具有特殊含义。引用就是通知shell将这些特殊字符当作普通字符来处理。

说明：反引号中的字符串将被解释为shell命令

[root@localhost ~]# echo "current_user is: $USER"
current_user is: root
[root@localhost ~]# echo 'current_user is: $USER'
current_user is: $USER
[root@localhost ~]# echo "current_user is: `whoami`"
current_user is: root
[root@localhost ~]# echo 'current_user is: `whoami`'
current_user is: `whoami`

2.6 变量的运算

与其他的程序设计语言一样，shell也有很多运算符。


示例：

[root@localhost ~]# r=$((2+5*8))
[root@localhost ~]# echo $r
42
[root@localhost ~]# let r=3+2
[root@localhost ~]# echo $r
5
[root@localhost ~]# r=`expr 4+2`
[root@localhost ~]# echo $r
4+2
[root@localhost ~]# r=`expr 4 + 2`
[root@localhost ~]# echo $r
6
#使用expr计算字符的长度
[root@localhost test4]# char="i have a"
[root@localhost test4]# expr length "$char"
8
[root@localhost ~]# r=$[3+2]
[root@localhost ~]# echo $r
5
[root@localhost ~]# awk 'BEGIN {print 2+3*2}'
8
[root@localhost test4]# echo "6.282 3.14" | awk '{print ($1-$2)}'
3.142
[root@localhost ~]# declare -i r=3+2
[root@localhost ~]# echo $r
5

实验：计算用户输入的任意两个整数的和、差、乘积、商、余数。
方法一：

[root@localhost test4]# cat 1.sh
#!/bin/bash
a=$1
b=$2
echo a+b=$(($a+$b))
echo a-b=$((a-b))
echo a*b=$((a*b))
echo a/b=$((a/b))
echo a%b=$((a%b))
[root@localhost test4]# ./1.sh 10 3
a+b=13
a-b=7
a*b=30
a/b=3
a%b=1

方法二：

[root@localhost test4]# cat 1.1.sh
#!/bin/bash
read -p "please input two number:" a b
echo $a+$b=$(($a+$b))
echo $a-$b=$((a-b))
echo $a*$b=$((a*b))
echo $a/$b=$((a/b))
echo $a%$b=$((a%b))
[root@localhost test4]# ./1.1.sh
please input two number:3 4
3+4=7
3-4=-1
3*4=12
3/4=0
3%4=3

示例：截取字符串

[root@localhost ~]# str1="hello world"
#返回变量长度
[root@localhost ~]# echo ${#str1}
11
#变量截取
#指定起始位置，一直到结束
[root@localhost ~]# echo ${str1:1}
ello world
#指定长度，不指定起始位置默认从开头开始
[root@localhost ~]# echo ${str1::3}
hel
#指定起始位置和长度
[root@localhost ~]# echo ${str1:1:3}
ell
#从右边第几个字符开始，及字符的个数
[root@localhost ~]# echo ${str1:0-1:1}
d
#输出右边的几个字符
[root@localhost ~]# echo ${str1:0-5}
world
[root@localhost ~]# echo ${str1: -5}
world
#提取完整字符串
[root@localhost ~]# echo ${str1:-5}
hello world

示例：删除字符串

#获取后缀名tar.gz
[root@localhost ~]# filename=testfile.tar.gz
[root@localhost ~]# file=${filename#*.}
[root@localhost ~]# echo $file
tar.gz
#获取后缀名.gz
[root@localhost ~]# filename=testfile.tar.gz
[root@localhost ~]# file=${filename##*.}
[root@localhost ~]# echo $file
gz
#截取testfile.tar
[root@localhost ~]# filename=testfile.tar.gz
[root@localhost ~]# file=${filename%.*}
[root@localhost ~]# echo $file
testfile.tar
#截取testfile
[root@localhost ~]# filename=testfile.tar.gz
[root@localhost ~]# file=${filename%%.*}
[root@localhost ~]# echo $file
testfile

练习：

1.定义两个变量：num1=10和num2=2

使用(()): 计算num1 + num2的值并输出

[root@shell 0130]# num1=10
[root@shell 0130]# num2=2
[root@shell 0130]# echo $((num1+num2))
12

使用let: 计算num1 * num2的值输出

[root@shell 0130]# num1=10
[root@shell 0130]# num2=2
[root@shell 0130]# let num=num1*num2
[root@shell 0130]# echo $num
20

使用expr: 计算num1 对 num2执行或的位运算

[root@shell 0130]# num1=10
[root@shell 0130]# num2=2
[root@shell 0130]# expr $num1 '|' $num2
100000 0010
|    0000 10100000 1010=10

使用$[]: 计算 num2的num1次方值

[root@shell 0130]# num1=10
[root@shell 0130]# num2=2
[root@shell 0130]# num3=num1+num2
[root@shell 0130]# echo $[num3]
12

使用declare: 计算 num1 除以 num2的值

[root@shell 0130]# num1=10
[root@shell 0130]# num2=2
[root@shell 0130]# declare -i num3=num1/num2
[root@shell 0130]# echo $num3
5

使用计算num2除num1的值
• 方法一：使用declare计算

[root@shell 0130]# num1=10
[root@shell 0130]# num2=2
[root@shell 0130]# declare -i num3=num2/num1
[root@shell 0130]# echo $num30

• 方法二：$[]

[root@shell 0130]# num1=10
[root@shell 0130]# num2=2
[root@shell 0130]# num3=num2/num1
[root@shell 0130]# echo $[num3]或者
[root@shell 0130]# echo $[num3=num2/num1]
0

• 方法三：expr

[root@shell 0130]# num1=10
[root@shell 0130]# num2=2
[root@shell 0130]# expr $num2 '/' $num10

• 方法四：let

[root@shell 0130]# num1=10
[root@shell 0130]# num2=2
[root@shell 0130]# let num=num2/num1
[root@shell 0130]# echo $num0

2. path=/data/data1/data2.txt
   • 去获取它所在的目录
   ○ 方法一：使用偏移量提取长度为length的代码片

   [root@shell 0130]]# path=/data/data1/data2.txt
   [root@shell 0130]# echo ${path:0:11}
   /data/data1
   

○ 方法二：从$开头开始删除最长匹配Word子串（从右到左）

	[root@shell 0130]# path=/data/data1/data2.txt[root@shell 0130]# echo ${path%/data2.txt}/data/data1

○ 方法三：从$结尾开始删除最长匹配Word子串（从右到左）

[root@shell 0130]# path=/data/data1/data2.txt
[root@shell 0130]# echo ${path%%/data2.txt}/data/data1

• 去获取文件的名字
○ 方法一：偏移量

[root@shell 0130]# path=/data/data1/data2.txt
[root@shell 0130]# echo ${path:12}
data2.txt

○ 方法二：从$开头开始删除最短匹配Word子串（从左到右）

[root@shell 0130]# path=/data/data1/data2.txt
[root@shell 0130]# echo ${path#/data/data1/}
data2.txt

○ 方法三：从$结尾删除最短匹配Word子串（从左到右）

[root@shell 0130]# path=/data/data1/data2.txt
[root@shell 0130]# echo ${path##/data/data1/}
data2.txt

3. 设置一个只针对root的环境变量：ENV_ROOT=ROOT
   • 因为是root用户环境变量配置，所以需要进入profile配置目录[root@shell 0130]# vim ~/.bash_profile
   

[root@shell 0130]# vim ~/.bash_profile 
[root@shell 0130]# source ~/.bash_profile 
[root@shell 0130]# echo $ENV_ALL
ROOT

设置一个针对所有用户的环境变量: ENV_ALL=ALL
[root@shell 0130]# vim /etc/profile

[root@shell 0130]# echo $ENV_ALL
ALL

在root用户下访问：ENV_ROOT和ENV_ALL

[root@shell 0130]# echo $ENV_ROOT ROOT
[root@shell 0130]# echo $ENV_ALL ALL

在普通用户下访问：ENV_ROOT和ENV_ALL

[root@shell 0130]$ echo $ENV_ALL ALLROOT用户不能访问，输出结果为空白的行