如何在 Bash 中使用变量

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深入理解 Bash 变量：从基础到高级应用

对于想要编写脚本，并预先了解网络上复制粘贴的代码在 Linux 系统中的潜在影响的用户而言，变量至关重要。本文将引导您入门，深入理解 Bash 中的变量。

变量基础

变量本质上是用来表示字符串或数值的有名称的符号。当您在命令或表达式中使用变量时，系统会将其视为您输入了变量所存储的值，而非变量的名称本身。

创建变量非常简单，只需为其指定一个名称和一个值即可。变量名应具有描述性，能提醒您它们所存储的数据。变量名不能以数字开头，并且不能包含空格，但可以使用下划线开头。除此之外，您可以使用任何字母数字字符组合（包括大小写字母）。

变量赋值示例

以下示例中，我们创建了五个变量。赋值的格式是：变量名、等号“=”、以及要存储的值。需要注意的是，等号两边不能有空格。将值赋予变量的过程通常被称为“为变量赋值”。

我们将会创建四个字符串变量以及一个数值型变量 this_year：

me=Dave

my_boost=Linux

him=Popeye

his_boost=Spinach

this_year=2023

要查看变量中存储的值，可以使用 echo 命令。当您需要引用变量的值时，必须在变量名称前添加美元符号 $，如下所示：

echo $me

echo $my_boost

echo $this_year

让我们一次性使用所有变量：

echo "$my_boost 对于 $me，如同 $his_boost 对于 $him (c) $this_year"

变量的值会替换变量名称。您也可以随时更改变量的值。例如，要为 my_boost 变量赋予新的值，只需重复赋值操作，如下所示：

my_boost=Tequila

如果您再次执行之前的命令，将会得到不同的结果：

echo "$my_boost 对于 $me，如同 $his_boost 对于 $him (c) $this_year"

因此，通过改变变量的值，您可以使用相同的命令，获得不同的结果。

关于变量的引用，请记住以下几点：

单引号 ' 内的变量会被视为字面字符串，而非变量。
双引号 " 内的变量会被视为变量。
使用 $ 符号来获取变量中存储的值。
不使用 $ 符号的变量，仅表示变量的名称本身。

您还可以创建一个新变量，其值从现有变量或多个变量中获取。以下命令定义了一个名为 drink_of_the_Year 的新变量，并将其赋值为 my_boost 和 this_year 变量组合的值：

drink_of_the_Year="$my_boost $this_year"

echo $drink_of_the_Year

如何在脚本中使用变量

在脚本中，变量是不可或缺的。它们使得脚本可以处理不同的情况，提高代码的通用性。为了说明这一点，让我们看一个计算 /dev 目录中文件数量的脚本。

将以下内容写入文本文件，并保存为 fcnt.sh （意为“文件计数”）：

#!/bin/bash

folder_to_count=/dev

file_count=$(ls $folder_to_count | wc -l)

echo $folder_to_count 目录下有 $file_count 个文件

在运行脚本之前，需要使其可执行：

chmod +x fcnt.sh

输入以下命令来执行脚本：

./fcnt.sh

这个脚本会输出 /dev 目录下文件的数量。以下是脚本的工作原理：

定义了一个名为 folder_to_count 的变量，并将字符串 /dev 赋值给它。
定义了另一个名为 file_count 的变量，其值来自命令替换。这是指 $( ) 括号之间的命令。注意，第一个括号前有一个 $ 符号。 $( ) 结构会执行括号内的命令，并返回最终值。在本例中，该值被赋值给 file_count 变量。 file_count 变量只负责接收一个值，并不关心这个值是如何获得的。
在命令替换中执行的命令是 ls，它会列出 folder_to_count 变量（值为 /dev）所指定的目录下的文件。因此，脚本执行的是命令 ls /dev。
ls 命令的输出通过管道传递给 wc 命令。 -l（行数）选项使得 wc 命令统计 ls 命令输出中的行数。由于每个文件都显示在单独的一行上，这等同于计算 /dev 目录中文件和子目录的数量。该值被赋值给 file_count 变量。
最后一行使用 echo 命令输出结果。

但这个脚本只能统计 /dev 目录下的文件。我们如何修改它，使其可以统计任何目录下的文件呢？答案是进行少量的更改。

如何在脚本中使用命令行参数

许多命令，例如 ls 和 wc，都支持命令行参数。这些参数为命令提供额外的信息，使其知道您想要执行的操作。例如，如果您希望 ls 命令在您的主目录中执行，并显示隐藏文件，可以使用命令 ls ~ -a，其中 ~ 和 -a 是命令行参数。

我们的脚本也可以接受命令行参数。第一个参数用 $1 表示，第二个参数用 $2 表示，以此类推，第九个参数用 $9 表示。（实际上，还有一个 $0 变量，它始终存储脚本的名称）。

您可以在脚本中像引用普通变量一样引用命令行参数。让我们修改脚本，并将其保存为 fcnt2.sh：

#!/bin/bash

folder_to_count=$1

file_count=$(ls $folder_to_count | wc -l)

echo $folder_to_count 目录下有 $file_count 个文件

现在，folder_to_count 变量的值被设置为第一个命令行参数 $1 的值。

脚本的其余部分与之前完全相同。现在的脚本不再是一个针对特定目录的解决方案，而是一个通用的解决方案。您可以将其用于任何目录，因为它不再硬编码为只能处理 /dev 目录。

以下是使脚本可执行的方法：

chmod +x fcnt2.sh

现在，尝试用不同的目录运行脚本。您可以先用 /dev 目录测试，以确保获得与之前相同的结果。输入以下内容：

./fcnt2.sh /dev

./fcnt2.sh /etc

./fcnt2.sh /bin

对于 /dev 目录，您应该会得到与之前相同的结果。您还可以获得其他命令行参数所指定的目录的相应结果。

为了缩短脚本，您可以完全省略 folder_to_count 变量，并在脚本中直接引用 $1：

#!/bin/bash

file_count=$(ls $1 | wc -l)

echo $1 目录下有 $file_count 个文件

使用特殊变量

我们之前提到过 $0，它始终存储脚本的文件名。这允许您在脚本被重命名后，仍然正确打印其名称。在日志记录的情况下，如果您想知道生成条目的进程的名称，这将非常有用。

以下是其他的特殊预定义变量：

`$#`	传递给脚本的命令行参数的数量。
`$@`	传递给脚本的所有命令行参数。
`$?`	最后执行的进程的退出状态。
`$$`	当前脚本的进程 ID (PID)。
`$USER`	执行脚本的用户的用户名。
`$HOSTNAME`	运行脚本的计算机的主机名。
`$SECONDS`	脚本运行的秒数。
`$RANDOM`	返回一个随机数。
`$LINENO`	返回脚本的当前行号。

您想在一个脚本中看到所有这些变量吗？当然可以！将以下内容保存为名为 special.sh 的文本文件：

#!/bin/bash

echo "共有 $# 个命令行参数"
echo "它们是: $@"
echo "第一个参数是: $1"
echo "脚本名称是: $0"
# 随便执行一个命令，以便我们报告其退出状态
pwd
echo "pwd 命令返回 $?"
echo "此脚本的进程 ID 是 $$"
echo "脚本由用户 $USER 启动"
echo "它在主机 $HOSTNAME 上运行"
sleep 3
echo "已运行 $SECONDS 秒"
echo "随机数是: $RANDOM"
echo "这是脚本的第 $LINENO 行"

输入以下命令使其可执行：

chmod +x special.sh

现在，您可以使用不同的命令行参数来运行它，如下所示。

环境变量

Bash 使用环境变量来定义和记录它在启动时创建的环境的属性。这些变量存储了 Bash 可以轻松访问的信息，例如您的用户名、语言环境、历史记录可以保存的命令数量、默认编辑器等等。

要查看 Bash 会话中的活动环境变量，请使用以下命令：

env | less

浏览列表，您可能会发现一些对脚本有用的变量。

如何导出变量

当脚本运行时，它在自己的进程中执行，并且它使用的变量在该进程之外是不可见的。如果您想与您的脚本启动的另一个脚本共享变量，您必须导出该变量。以下通过两个脚本展示如何实现。

首先，将以下内容保存到名为 script_one.sh 的文件中：

#!/bin/bash

first_var=alpha
second_var=bravo

# 检查变量的值
echo "$0: first_var=$first_var, second_var=$second_var"

export first_var
export second_var

./script_two.sh

# 再次检查变量的值
echo "$0: first_var=$first_var, second_var=$second_var"

该脚本会创建两个变量 first_var 和 second_var，并为其赋值。然后，脚本会将这些变量输出到终端，导出变量，然后调用 script_two.sh。当 script_two.sh 脚本结束后返回 script_one.sh 脚本时，它再次将变量输出到终端。通过比较输出可以了解变量是否被修改过。

我们将会使用的第二个脚本是 script_two.sh。它是 script_one.sh 调用的脚本。输入以下内容：

#!/bin/bash

# 检查变量的值
echo "$0: first_var=$first_var, second_var=$second_var"

# 设置新的值
first_var=charlie
second_var=delta

# 再次检查变量的值
echo "$0: first_var=$first_var, second_var=$second_var"

第二个脚本会输出两个变量的值，然后为它们分配新值，最后再次输出。

要运行这些脚本，您需要输入以下命令使其可执行：

chmod +x script_one.sh
chmod +x script_two.sh

现在，输入以下命令来运行 script_one.sh：

./script_one.sh

输出结果如下所示：

script_one.sh 输出变量值，它们是 alpha 和 bravo。
script_two.sh 接收到变量后输出其值 (alpha 和 bravo)。
script_two.sh 将它们更改为 charlie 和 delta。
script_one.sh 输出变量的值，它们仍然是 alpha 和 bravo。

在第二个脚本中所做的更改，只存在于第二个脚本中。这就像是发送了一个变量的副本给第二个脚本，当脚本退出后，这个副本被丢弃。第一个脚本中的原始变量不会受到第二个脚本中副本的影响。

如何引用变量

您可能已经注意到，脚本引用变量时会使用双引号 "。这确保了正确引用变量，当执行该行代码时，会使用变量的实际值。

如果变量的值包含空格，在赋值时必须将它们放入引号中。这是因为 Bash 默认使用空格作为分隔符。

以下是一个例子：

site_name=How-To Geek

Bash 会将 “Geek” 之前的空格视为新命令的开始。它会报告没有这个命令，并且放弃该行代码。 echo 命令显示 site_name 变量不包含任何内容，即使是 “How-To” 文本。

让我们重试一次，将值用引号括起来：

site_name="How-To Geek"

这次，整个值被视为一个整体，并正确地赋值给了 site_name 变量。

`echo` 是您的好帮手

熟练掌握命令替换，引用变量，并记住何时使用美元符号可能需要一段时间。

在您按下回车键执行 Bash 命令之前，尝试在命令前加上 echo。这样可以确保您将要执行的操作是您想要的。还可以发现您在语法中可能犯的错误。