# 简介

终端（Terminal）是一个命令行界面，只是一个空壳，用于传递输入到内部的命令解释器（Shell）中，一般来说 Shell 有

• Bash
• CMD

Bash 是一类 Linux 上常用的 Shell，主要目的是编写 Linux 的命令脚本。本文默认已经具备足够的 Linux 基础知识，只讲解 Bash 的基本事项

在 Linux 与 MacOS 中，打开终端即可使用 Bash
在 Windows 中，可以利用 WSL 进入 Linux 环境，从而使用 Bash

一般来说，例如 Kali 或者 MacOS 等系统，在进入终端后默认是 Z Shell (Zsh)，而不是 Bash
相较于 Bash

• Zsh 具有自动补全
• Zsh 具有拼写纠错
• Zsh 速度较慢

在终端输入 exec bash 可以回退到 Bash 环境（建议回退）

通过命令确认 Bash 可用性

bash --version

通过命令确认当前会话的环境变量

env

可以通过该指令单独查看环境变量，例如

• 查看默认的 Shell 路径： echo ${SHELL}
• 查看当前 Bash 版本： echo ${BASH_VERSION}
• 查看当前 Bash 进程 ID： echo ${BASHPID}
• 查看当前用户所属组： echo ${GROUPS}
• 查看主机名： echo ${HOSTNAME}
• 查看系统类型： echo ${OSTYPE}
• 查看当前所处目录： echo ${PWD}
• 生成一个 0 到 32767 之间的随机数： echo ${RANDOM}
• 查看当前用户的 ID： echo ${UID}

# Bash 脚本

Bash 命令除了直接在终端输入执行，也可以通过编辑器提前编写成脚本，并保存为 .sh 文件
主流编辑器，例如 VSCode 可以自动高亮 Bash 代码

所有的脚本在第一行都固定需要显式写出 Shell 路径，对于一般的 Bash 来说，应该是以下几行之一

• #!/bin/bash
• #!/usr/bin/env bash

在指定路径的同时，也可以给 Bash 添加参数，例如

• -x ：在执行脚本时显示每条命令的执行过程，常用于 Debug
• -n ：检查脚本的语法而不执行，常用于 Debug
• -r ：安全模式下运行

总的来说，编写一个 shell.sh 文件，并且在开头写上

#!/bin/bash -r

等价于运行时包含参数

bash -r shell.sh

但是，编写完一个 Bash 脚本后，需要赋予执行权限

chmod u+x shell.sh

执行当前目录下的脚本

./shell.sh

通过在脚本正文中使用 set 命令，也可以实现参数的开关，例如在下例中， set -x 开启 Debug 模式， set +x 关闭 Debug 模式

#!/bin/bash

echo "This is a normal script"

set -x

echo "This is a debug script"

set +x

echo "This is a normal script again"

Bash 的注释方式是 # ，例如

# This is a comment

Bash 中输出指令是 echo ，例如输出文字：

echo "Hello World"

# output: Hello World

在 Bash 的逻辑中，只有结束当前的命令，才会开始下一段命令
至于各个命令是否正确执行，是没有直接确认的。编写 Bash 脚本时，需要考虑这一点

# 变量

Bash 中引用变量的方法是 ${VAR_NAME} ，在上文中已经给过了多个例子
需要注意的是，不同于其他语言，Bash 的变量是没有类型的，甚至没有字符串和数字的区分，所有的变量都是字符串
命名规则不再赘述，和其他语言类似

以下是一个变量赋值的例子

var1="Hello World"

以下是一个引用变量的例子

echo "I want to say ${var1}"

# output: I want to say Hello World

实际上变量不加花括号也可以运行，但是出于安全习惯考虑，建议加上
通过使用圆括号 () ，可以将命令的输出赋值给变量，例如

var2=$(ls)

echo "The current directory contains: ${var2}"

# output: The current directory contains: file1 file2 file3

通过 unset 命令，可以删除一个变量，例如

var1="Hello World"

unset var1

echo "The value of var1 is: ${var1}"

# output: The value of var1 is:

# 数组

Bash 中可以配置一维数组，并从序号 0 开始访问
赋值方法为 array_name=(value1 value2 value3) ，访问方法为 ${array_name[index]} ，如果序号为 * ，则代表访问整个数组，例如

my_array=(apple banana cherry)

echo ${my_array[0]}

# output: apple

echo ${my_array[1]}

# output: banana

echo ${my_array[*]}

# output: apple banana cherry

unset 命令也可以用于删除数组元素，例如

my_array=(apple banana cherry)

unset my_array[1]

echo ${my_array[*]}

# output: apple cherry

可以通过指定序号来直接替换数组元素，例如

my_array=(apple banana cherry)

my_array[1]="grape"

echo ${my_array[*]}

# output: apple grape cherry

# 运算符

以下是 Bash 中常见的运算符示例

• + ：加法
• - ：减法
• * ：乘法
• / ：除法
• % ：取模
• += ：加法赋值
• -= ：减法赋值

通过 let 命令，可以执行算术运算，例如

let result="4 * 5"

echo ${result}

# output: 20

Bash 不是没有变量类型吗，为什么可以计算？： let 会把给出的内容当作算术表达式解释，也就是说 let result="4 * 5" 会被解释为 result=4 * 5 ，从而得到结果 20

实际上更推荐以下方式：通过圆括号可以将内容视为表达式命令，例如 (4 * 5) ，直接在 Bash 中执行也可以得到结果
利用上文中提到的 $() 引用输出方法，可以将表达式赋值写为

result=$(echo $((4 * 5)))

echo ${result}

# output: 20

此外，运算也可以使用 expr ，比起命令，这更应该说是一个外部程序，也不常见
这个程序将后文的内容当作参数传递，并且给出合理的结果，例如

result=$(expr 4 \* 5)

echo ${result}

# output: 20

需要注意的是： * 在 Shell 中是一个特殊字符，代表通配符，所以需要使用 \ 进行转义

Bash 中主要有以下几种控制运算符

• & : 将命令放在后台执行（不会等待运行结束）
• && : 连接两个命令，只有前一个命令成功执行（返回值为 0）时才会执行后一个命令
• () : 将命令视为一个整体执行
• ; : 将多个命令分开执行，前一个命令执行完后无论成功与否都会执行下一个命令
• ;; : 用于终止 case 语句
• | : 将前一个命令的输出作为后一个命令的输入，称为管道
• || : 连接两个命令，只有前一个命令失败执行（返回值不为 0）时才会执行后一个命令

例如：先尝试创建 test 文件，成功了再创建 test123 文件

touch test && touch test123

将 ls 与 ps 视为一个整体执行，直接返回当前目录下的文件和当前运行的进程。如果不使用括号， ls 会先执行，返回当前目录下的文件，然后 ps 会执行，返回当前运行的进程。中间会被输入截断

(ls; ps)

例如：在命令失败后回报错误信息（虚构的命令）

lzl || echo "Command failed"

流是程序与运行环境之间的交互方式，Bash 中有三种流

• 标准输入（stdin）：默认从键盘输入数据，文件描述符为 0
• 标准输出（stdout）：默认将数据输出到屏幕，文件描述符为 1
• 标准错误（stderr）：默认将错误信息输出到屏幕，文件描述符为 2

通过流，Bash 可以实现输入输出的重定向，使得命令的输入输出可以被重定向到文件或者其他命令中，此时常用下列重定向运算符：

• > ：将标准输出重定向到文件，覆盖原有内容
• >> ：将标准输出重定向到文件，追加内容
• &>, >& ：将标准输出和标准错误重定向到文件，覆盖原有内容.
• &>> ：将标准输出和标准错误重定向到文件，追加内容
• < ：将标准输入重定向到文件，从文件中读取数据
• << ：将标准输入重定向到一个字符串，直到遇到指定的结束标记，该功能被称为 Here Document（Heredoc）
• | ：将一个命令的标准输出重定向到另一个命令的标准输入，称为管道

需要提醒的是，重定向运算符使得 Bash 将输出送到了文件而不是终端中，所以不会显示输出

例如：将 Hello World 存入 output.txt 文件中，再在尾部追加内容

echo "Hello World" > output.txt

cat output.txt

# output: Hello World

echo "Goodbye" >> output.txt

cat output.txt

# output: Hello World

#         Goodbye

例如：将所有的输出和错误信息都重定向到 log.txt 文件中，这位于日志记录中非常常见

ls -l / &> log.txt

此外，通过编号可以实现将输出和错误信息分别重定向到不同的文件中，例如

ls -l / 1> output.txt 2> error.txt

例如：将 output.txt 文件的内容作为标准输入，传递给 cat 命令（这里 cat 根本不知道文件名）

echo "Hello World" > output.txt

cat < output.txt

# output: Hello World

利用分段符号 EOF ，可以将多行文本输入到命令中，例如

cat << EOF

This is a multi-line text input

And it will be passed to the cat command

EOF

# output: This is a multi-line text input

#         And it will be passed to the cat command

例如：将前者的输出传递给后者，实现管道

ls -l / | grep "bin"

# output: drwxr-xr-x  2 root root 4096 Jan 1 00:00 bin

# 位置参数

用户在执行 Bash 脚本时，可以赋予其参数，例如

./script.sh arg1 arg2 arg3

这里 arg1 、 arg2 和 arg3 就是位置参数，在脚本中可以通过 $1 、 $2 和 $3 来访问这些参数，例如

#!/bin/bash

echo "The first argument is: ${1}"

echo "The second argument is: ${2}"

echo "The third argument is: ${3}"

# output: The first argument is: arg1

#         The second argument is: arg2  

#         The third argument is: arg3

通过 $@ 可以访问所有的位置参数，通过 $# 可以访问位置参数的数量，例如

#!/bin/bash

echo "All arguments: ${@}"

echo "Number of arguments: ${#}"

# output: All arguments: arg1 arg2 arg3

#         Number of arguments: 3

此外，

• $0 代表脚本的名称
• $* 代表将所有的位置参数作为一个字符串访问
• $? 代表上一个命令的退出状态码

# 输入提示符

输入提示符指的是在脚本执行过程中要求用户输入数据的情况，可以通过 read 命令来实现
例如：提示用户输入姓名，并将其存储在变量 name 中

echo "Please enter your name:"

read name

echo "Hello, ${name}!"

# output: Please enter your name:

#         Hello, [user input]!

如果希望输入时不要将 \ 进行转义，可以使用 -r 参数，例如

# 退出状态码

Bash 的指令是否执行成功，可以由退出状态码来判断，退出状态码是一个 0~255 之间的整数

• 0：表示命令执行成功
• 非 0：表示命令执行失败，具体的非 0 数值可以代表不同的错误类型，具体数值的含义可以通过查阅相关文档来了解，例如
  • 126：命令无法执行，可能是因为权限不足或者文件不可执行
  • 127：命令未找到，可能是因为命令不存在或者路径错误

可以通过这样的例子来获取退出状态码

#!/bin/bash

ls -l > /dev/null

echo "The exit status of the last command is: $?"

# output: The exit status of the last command is: 0

慎重使用路径 /dev/null ，它是一个特殊的设备文件，代表一个黑洞，任何写入它的数据都会被丢弃，而任何从它读取的数据都会得到 EOF（End of File）。因此，在上面的例子中， ls -l > /dev/null 的作用是将 ls -l 命令的输出重定向到 /dev/null ，从而丢弃输出，只关注命令的执行结果。

活用退出状态码，可以在执行诸多命令前进行检查，例如下载前检查磁盘空间

在脚本中，可以通过 exit 命令来指定退出状态码，例如

#!/bin/bash

echo "This script will exit with status code 1"

exit 1

退出状态码不止是脚本，也是指令的，例如

ps -ef

echo $?

# output: 0