LinuxShell编程-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了LinuxShell编程。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

Shell编程

Shell的概念介绍

命令解释器

Shell是命令解释器(command interpreter)，是Unix操作系统的用户接口，程序从用户接口得到输入信息，shell将用户程序及其输入翻译成操作系统内核（kernel）能够识别的指令，并且操作系统内核执行完将返回的输出通过shell再呈现给用户，下图所示用户、shell和操作系统的关系：

LinuxShell编程

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一个系统可以存在多个shell，可以通过cat /etc/shells命令查看系统中安装的shell。

[root@qianfeng01 ~]# cat /etc/shells

/bin/sh
/bin/bash
/usr/bin/sh
/usr/bin/bash
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操作系统内核（kernel）与shell是独立的套件，而且都可被替换；不同的操作系统使用不同的shell；同一个kernel之上可以使用不同的shell。也可以查看当前shell环境是哪种：

[root@qianfeng01 ~]# echo $SHELL
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Shell脚本

Shell也是一门编程语言，即shell脚本。在此脚本中，我们可以使用一些编程语法来进行一些任务操作。如：变量、类型、分支结构、循环结构、数组、函数等语法。在shell脚本里，必须指定一种shell命令解释器。

Shell编程规范

脚本文件的结构

1 文件的扩展名必须是.sh
2 文件的首行必须使用#!       指定script的运行shell环境(即脚本解释器)
   如：#!/bin/bash
3 脚本里的行注释符号为#
4 指令、选项、参数之间即使有多个空格仍会被视为一个空格。
5 tab键形成的空白也被视为一个空格键
6 空白行会被忽略
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脚本文件的执行

使用bash程序调用执行，只需要有读权限即可

[root@qianfeng01 ~]# sh *.sh      
或者
[root@qianfeng01 ~]# bash *.sh
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直接写script，必须要有rx权限才行

[root@qianfeng01 ~]# ./*.sh         
绝对路径写法： /hadoop/*.sh
相对路径写法： ./*.sh
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借助变量PATH功能

将*.sh放入~/bin目录下，因为PATH里拼接了~/bin目录。
注意：~/bin目录必须自行创建
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Shell的变量

变量的用法

1. 变量的命名规则   
   - 命名只能使用英文字母，数字和下划线。首个字符不能以数字开头。
   - 字母习惯使用大写。
   - 中间不能有空格。
   - 不能使用标点符号。
   - 不能使用bash里的关键字（可用help命令查看保留关键字）

2. 变量的使用规则
   - 直接定义变量名称，没有类型需要强调（类似于数学中:x=1,y=2,z=x+y）
   - 赋值时，"="前后不能有空格
   - 命令的执行结果赋值给变量时，使用反单引号      如：TIME=`date`
   - 调用变量时，必须使用$       格式： $变量名    或    ${变量名}
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变量的分类

Linux Shell中的变量可以分为三种变量: 局部变量、环境变量、特殊变量。可以通过set命令查看系统中存在的所有变量

局部变量：也就是用户自定义的变量，在脚本中或命令中定义
环境变量：保存和系统操作环境相关的数据。$HOME、$PWD、$SHELL、$USER等等
特殊变量：
    一种是位置参数变量：主要用来向脚本中传递参数或数据，变量名不能自定义，变量作用固定。
    一种是预定义变量：是Bash中已经定义好的变量，变量名不能自定义，变量作用也是固定的。
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局部变量

用户自定义的变量由字母或下划线开头，由字母，数字或下划线序列组成，并且大小写字母意义不同，变量名长度没有限制。

定义变量

习惯上用大写字母来命名变量。变量名以字母表示的字符开头，不能用数字。
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调用变量

在使用变量时，要在变量名前加上前缀“$”.
使用echo 命令查看变量值
eg: [root@qianfeng01 ~]# echo $A
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变量赋值

第一种: 定义时赋值

# 变量=值
# 注意: 在上述的定义方式中，等号的左右两侧不能有空格
# eg:
[root@qianfeng01 ~]# STR="hello qianfeng"
[root@qianfeng01 ~]# A=9
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第二种: 将一个命令的执行结果给变量赋值

[root@qianfeng01 ~]# A=`ls -la` 反引号，运行里面的命令，并把结果返回给变量A
[root@qianfeng01 ~]# A=$(ls -la) 等价于反引号
[root@qianfeng01 ~]# AA=$((4+5))
[root@qianfeng01 ~]# BB=`expr 4 + 5 `
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第三种: 将一个变量的值赋给另一个变量
```
[root@qianfeng01 ~]# A=$STR
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```

变量叠加

# 变量叠加，就是将两个字符串变量的值叠加在一起，类似于Java中的字符串拼接操作。

[root@qianfeng01 ~]# A=123
[root@qianfeng01 ~]# C="$A"456
[root@qianfeng01 ~]# D=${A}789

# 单引号和双引号的区别
# 现象：单引号里的内容会全部输出，而双引号里的内容会有变化
# 原因：单引号会将所有特殊字符脱意

[root@qianfeng01 ~]# NUM=10    

[root@qianfeng01 ~]# SUM="$NUM hehe"     
[root@qianfeng01 ~]# echo $SUM     # 输出10 hehe

[root@qianfeng01 ~]# SUM2='$NUM hehe'     
[root@qianfeng01 ~]# echo $SUM2    # 输出$NUM hehe
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删除变量

# 删除之前已经定义过的变量，之后就无法再使用这个变量了。

# 撤销变量 A
[root@qianfeng01 ~]# unset A 
# 声明静态的变量 B=2 ，不能 unset
[root@qianfeng01 ~]# readonly B=2 
# 报错: -bash: unset: B: cannot unset: readonly variable
[root@qianfeng01 ~]# unset B
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注意事项

关于局部变量的作用域的问题: 用户自定义的局部变量，作用于仅为当前的Shell环境。仅在当前的Shell示例中有效，其他的Shell启动的程序不能访问局部变量。

[root@qianfeng01 ~]# echo '#!/bin/bash' > test.sh
[root@qianfeng01 ~]# A=22
[root@qianfeng01 ~]# echo 'echo $A' >> test.sh
[root@qianfeng01 ~]# echo $A   结果:22
[root@qianfeng01 ~]# bash test.sh   结果:打印为空,因为bash会开启新的shell进程
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环境变量

用户自定义的局部变量，只能在当前的Shell中生效，而环境变量会在当前Shell和其所有的子Shell中生效。如果把环境变量写入相应的配置文件，那么这个环境变量就会在所有的Shell中生效。

作用域: 当前的Shell以及所有的子Shell

声明变量: export 变量名=变量值

定义环境变量的常见配置文件:

/etc/profile -> 针对系统所有的用户生效，此文件应用于所有用户每次登录系统时的环境变量定义。每次用户登录的时候，都会加载这个文件。

$HOME/.bash_profile -> 针对特定用户生效，HOME/.bash_profile文件中的定义。

4.6.3.5. 位置参数变量

变量	描述
0表示命令本身，9表示第1到第9个参数，10以上的参数需要使用大括号包含，例如${10}
1 n"的形式输出所有参数
1" "n" 的形式输出所有参数
$#	参数的个数

@ 的区别
- 他们都表示传递给函数或脚本的所有参数，不被双引号包含时，都以 "$1""$2""$3"..."$n"的形式输出所有参数。
- 当他们被双引号包含时
  - "∗"会将所有的参数作为一个整体，以‘∗"会将所有的参数作为一个整体，以‘1 223 ... $n` 的形式输出所有的参数。
  - "@"会将各个参数分开，以‘"@"会将各个参数分开，以‘"1""2""2""3"..."$n"` 的形式输出所有参数。

Shell脚本执行测试

# 执行脚本 test1.sh 
#!/bin/bash
echo "test \$*"
for i in $*
do
    echo $i
done

echo "test \$@"
for i in $@
do
    echo $i
done

echo "test \"\$*\""
for i in "$*"
do
    echo $i
done

echo "test \"\$@\""
for i in "$@"
do
    echo $i
done


输出结果:
[root@qianfeng01 ~]# sh test1.sh a b
test $*
a
b
test $@
a
b
test "$*"
a b
test "$@"
a
b
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预定义变量

变量	描述
$?	执行上一个命令的返回值。执行成功，返回0；执行失败，返回非0
	当前进程的进程号(PID)，即当前脚本执行时生成的进程号
$!	后台运行的最后一个进程的进程号(PID)，最近一个被放入后台执行的进程

测试 $?

[root@qianfeng01 ~]# ls ; echo $?
# 分析: 这里的意思是依次顺序执行两个命令
# 如果分号前的命令可以执行，$?会返回0; 否则会返回非0的一个数字
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测试

[root@qianfeng01 ~]# pwd > /dev/null
[root@qianfeng01 ~]# echo $$
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测试 $!

[root@qianfeng01 ~]# ls /etc > /dev/null &
[root@qianfeng01 ~]# echo $!
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read命令

命令说明

read命令，可以从控制台读取用户输入的内容，并且给指定的变量进行赋值。
命令的基本格式为: read [option] variable
常见的option:
-p : 提示语句，在输入之前，给用户提示的信息
-n : 限制输入的字符数量，到达这个数量的字符的时候，会自动的停止输入
-t : 等待时间，单位为秒。当到达这个等待时间的时候，会自动的结束输入，并且不会读取任何输入的内容!
     即，输入操作且回车，必须在指定的时间内完成。
-s : 隐藏输入的内容。在控制台上不显示任何输入的内容，常见于密码的输入
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read的实例

[root@qianfeng01 ~]# read -t 30 -p "please input your name:"  NAME

[root@qianfeng01 ~]# echo $NAME

[root@qianfeng01 ~]# read -s -p "please input your age :"  AGE

[root@qianfeng01 ~]# echo $AGE  注意：如果隐藏输入，这里的结果是看不到的

[root@qianfeng01 ~]# read -n 1 -p "please input your sex  [M/F]:"  GENDER

[root@qianfeng01 ~]# echo $GENDER
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注意事项

在输入的时候，如果输错了需要删除的时候，执行ctrl+delete

符号不要输入中文

变量与之前的内容需要保持有空格

运算

expr

格式 :expr m + n 或$((m+n)) 注意expr与运算符和变量间要有空格  

sum=$((m+n))   中=与$之间没有空格

expr命令：对整数型变量进行算术运算

(注意：运算符前后必须要有空格)

[root@qianfeng01 ~]# expr 3 + 5 

[root@qianfeng01 ~]# expr 3 – 5

[root@qianfeng01 ~]# echo `expr 10 / 3`     

10/3的结果为3，因为是取整

[root@qianfeng01 ~]# expr  3  \* 10     

\ 是转义符
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示例

计算（2 ＋3 ）×4 的值

1 .分步计算

[root@qianfeng01 ~]# S=`expr 2 + 3`

[root@qianfeng01 ~]# expr $S  \* 4
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2.一步完成计算

[root@qianfeng01 ~]# expr  `expr 2 + 3` \* 4
[root@qianfeng01 ~]# S=`expr  \` expr 2 + 3  \`  \* 4`
[root@qianfeng01 ~]# echo $S
       或
[root@qianfeng01 ~]# echo $(((2 + 3) * 4))
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{}

$()与${}的区别

$( )的用途和反引号``一样，用来表示优先执行的命令

eg: [root@qianfeng01 ~]# echo $(ls /root)

${ } 就是取变量了  

eg：[root@qianfeng01 ~]# echo ${PATH}

$((运算内容)) 适用于数值运算

eg: [root@qianfeng01 ~]# echo $((3+1*4))
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字符串

字符串的脚本用法

字符串不能单独出现，必须要配合变量。

字符串可以使用单引号[' ']，也可以使用双引号[" "]，也可以不用引号

单引号内的任何字符没有任何意义，都会原样输出

单引号内使用变量是无效的，单引号内不能出现单引号

双引号内可以使用变量

双引号内可以使用转义字符

在字符串拼接操作时，我们可以进行无缝拼接，或者是在双引号里使用变量

4.6.6.2. 字符串的长度

可以使用${#variable} 或者 expr length "${variable}"。因为expr是指令，所以别忘记使用反单引号``或者是$()

直接看案例：

[root@qianfeng01 ~]# vim test3.sh

#!/bin/bash
var='welcome to china'
length1=${#var}
length2=$(expr length "${var}")  <==$()写法
length3=`expr length "$var"`     <==反单引号写法
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Shell数组

数组的使用规则

在/bin/bash这个shell中，只有一维数组的概念，并且不限定数组的长度。

数组的元素下标是从0开始的，

获取数组的元素要使用下标

下标使用不当，会报错

数组的定义

定义格式： variable=(值1  值2    …  值n)   
注意：元素之间除了使用空格作为分隔符，还可以使用换行符。

或者 

name[0]=值1     
name[1]=值2     
…     
name[n]=值n
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读取数组

${variable[index]}： 读取index索引上的元素
${variable[*]}或者${variable[@]}：读取所有元素  
${#variable[*]}或者${#variable[@]} :  读取数组的长度  
[root@qianfeng01 ~]# vim test3.sh

#!/bin/bash
citys=(cc sh bj sd hlj)
hobby[0]=book
hobby[1]=film
hobby[2]=music

echo ${citys[0]}      <==cc
echo ${hobby[*]}      <==book film music
echo ${#hobby[@]}     <==3
[root@qianfeng01 ~]# bash test3.sh
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test测试命令

LinuxShell编程

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通常test命令不单独使用，而是与if语句连用，或是放在循环结构中

# && 表示测试通过的处理逻辑
# || 表示测试不通过的处理逻辑
[root@qianfeng01 ~]# test -e file && echo "exists" || echo "not exists"
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判断符号[]

除了好用的test之外，我们还可以使用中括号来进行检测条件是否成立

[root@qianfeng01 ~]# [  -r  filename ]      检测filename是否有可读权限
[root@qianfeng01 ~]# [  -f  filename -a  -r  filename ]     检测filename是不是普通文件并且有可读权限
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条件控制

if条件语句-单分支

if-else语句，是非常简单，也是非常基础的条件语句。在Java中我们已经非常熟悉它的逻辑了，在这里，我们重点关注在Shell中的语法
if [ 条件判断 ]
then
    条件成立的执行逻辑
fi
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或者

if [ 条件判断 ] ; then
    条件成立的执行逻辑
fi
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案例:

#!/bin/bash

A=$1
if [ $A == "stop" ]
then
    systemctl stop firewalld
fi
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注意事项:

if语句需要使用fi结尾，和一般语言使用大括号结尾不同。

[ 条件判断 ] 就是使用test命令判断，所以中括号和条件判断之间必须有空格

then后面跟符合条件之后执行的程序，可以放在[]之后，用;分隔，也可以换行写入，就不需要;了

if与中括号之间必须要有空格

if条件语句-多分支

if [ 条件判断式1]
then
      当条件判断式1成立时，执行程序1
elif  [ 条件判断式2 ]  
then      
    当条件判断式2成立时，执行程序2
      ...省略更多条件
else
      当所有条件都不成立时，最后执行此程序
fi
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案例1:

#!/bin/bash
read -p "please input your name:"  NAME
echo  $NAME
if [ $NAME == root ]
then
      echo "hello ${NAME},  welcome !"
elif [ $NAME == tom ]
then
    echo "hello ${NAME},  welcome !"
else
    echo "oh, get out here !"
fi
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案例2:

编写一个坐车脚本，要求:
脚本名字: home.sh
逻辑: 从外面传入一个参数，根据参数判断: 1. 坐飞机，2. 坐火车，3. 坐火箭，4. 不回了
#!/bin/bash

CHOICE=$1
if [ $CHOICE == 1 ]
then
    echo "坐飞机"
elif [ $CHOICE == 2 ]
then
        echo "坐火车"
elif [ $CHOICE == 3 ]
then
    echo "坐火箭"
elif [ $CHOICE == 4 ]
then
    echo "不回了"
else
    echo "输入的参数有问题啊"
fi
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case

# 在Java中，我们学习过switch-case结构。这种结构，我们可以捕获一个变量的值，对这个变量取到的某些值进行不同的处理。在Shell中，也有类似的结构，就是case。
# case命令是一个多分支的if/else命令，case变量的值用来匹配value1、value2、value3等不同的值。
# 匹配到后，则执行跟在后面的命令，直到遇到双分号为止。
# 类似于if命令，case命令使用esac作为终止符。
# case行尾必须为单词in。
# 每个分支必须以右括号结束。
# 匹配模式中可使用方括号表示一个连续的范围，如[0-9]；使用竖杠符号“|”表示或。
# 最后的“\*）”表示默认模式，当使用前面的各种模式均无法匹配该变量时，将执行“*）”后的命令序列。

# case的格式

CMD=$1
case $CMD in							# case行尾必须为 变量 in，表示捕获这个变量的值
start)									# 需要匹配到的值，需要以右括号作为结尾
    echo "starting"						# 匹配到之后，执行的逻辑语句，即一个分支
    ;;									# 一个分支的逻辑，需要以;;作为结束，不会向下穿透
stop)
    echo "stopping"
    ;;
*)										# *表示以上分支都不满足的情况，类似于switch-case中的default
    echo "please using start|stop"
    ;;
esac									# case语句，需要以esac结束
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循环

for循环

for循环命令用来在一个列表条目中执行有限次数的命令。

比如，你可能会在一个姓名列表或文件列表中循环执行同个命令。

for命令后紧跟一个自定义变量、一个关键字in和一个字符串列表（可以是变量）。

第一次执行for循环时，字符串列表中的第一个字符串会赋值给自定义变量，然后执行循环命令，直到遇到done语句；

第二次执行for循环时，会右推字符串列表中的第二个字符串给自定义变量

依次类推，直到字符串列表遍历完。
复制代码

方式一:

for N in 1 2 3 
do
      echo $N
done

或

for N in 1 2 3; do echo $N; done

或

for N in {1..3}; do echo $N; done

或

for N in {1,2,3}; do echo $N; done  

注意事项: {}中的数字之间不能有空格
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方式二:

for ((i = 0; i <= 5; i++))
do
      echo "welcome $i times"
done
    
或

for ((i = 0; i <= 5; i++)); do echo "welcome $i times"; done
复制代码

练习: 计算从1到100的和

#!/bin/bash

SUM=0
for((i=1;i<=100;i++))
do
    SUM=$(($SUM + $i))
done
echo $SUM
复制代码

while循环

while命令根据紧跟其后的命令(command)来判断是否执行while循环，当command执行后的返回值(exit status)为0时，则执行while循环语句块，直到遇到done语句，然后再返回到while命令，判断command的返回值，当得到返回值为非0时，则终止while循环。

第一种:

while [ expression ]
do
    command
done
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# 练习: 求1-10各个数字的平方和

#!/bin/bash
num=1
while [ $num -le 10 ]
do
      sum=`expr $num \* $num`
      echo $sum
      num=`expr $num + 1`
done

num=1
while [ $num -le 10 ]
do
      sum=$(( $num * $num ))
      echo $sum
      num=$(( $num + 1 ))
done
复制代码

第二种:

while  ((  expression  ))
do
command
…
done
复制代码

# 练习: 求1-10各个数字的平方和

#!/bin/bash
i=1
while (( i<= 10 ))
do
    sum=$(( $i * $i ))
    echo $sum
    i=$(( $i + 1 ))
done

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4.6.11. 函数

函数代表着一个或一组命令的集合，表示一个功能模块，常用于模块化编程。

以下是关于函数的一些重要说明：

在shell中，函数必须先定义，再调用

使用return value来获取函数的返回值

函数在当前shell中执行，可以使用脚本中的变量。

函数的格式如下:

函数名()
{
    命令1…
    命令2…

    return 返回值变量
}

结构:

[ function ] funname [()]
{

    action;

    [return int;]
}

function start()  / function start  / start()
编写脚本
[root@qianfeng01 ~]# bash function1.sh  

#!/bin/bash
function start() {
    echo "starting"
}
function stop {
    echo "stopping"
}
restart() {
    echo "restarting"
}
$1
复制代码

注意事项:

如果函数名后没有（），在函数名和{ 之间，必须要有空格以示区分。

函数返回值，只能通过$? 系统变量获得，可以显示加：return 返回值

如果不加return，将以最后一条命令的运行结果，作为返回值。

return后的内容以字符串的形式写入，但是执行时会自动转成数值型，范围：数值n(0-255)

4.6.12. 脚本调试

-x: 执行脚本，并显示所有变量的值

[root@qianfeng01 ~]# vim test.sh

#!/bin/bash
a=$1
b=3
echo "b:"+$b
c=$a
echo $a

[root@qianfeng01 ~]# bash -x test.sh
复制代码

[root@qianfeng01 ~]# vim test.sh

#!/bin/bash
a=$1
set -x      # 这里是添加的set -x
b=3
echo "b:"+$b
c=$a
echo $a

[root@qianfeng01 ~]# bash test.sh 1
+ b=3
+ echo b:+3
b:+3
+ c=1
+ echo 1
1
# 这里是手动添加的set -x，只对set -x以下的部分进行调试
复制代码

-n: 不执行脚本，只是检查语法。将返回所有语法错误，例如函数没有正确闭合等

[root@qianfeng01 ~]# vim test1.sh

#!/bin/bash
for N in 1 2 3
do
    echo $N
# 这里忘记写done，因此for循环没有正确的闭合

function start() {
    echo "hahaha"
}
start

[root@qianfeng01 ~]# bash -n test1.sh
test1.sh: line 20: syntax error: unexpected end of file
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