Linux Shell编程及自动化运维实现-1-变量
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Linux基础

2809 字
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24 分钟

Shell 脚本编程中，变量是最基础也是最重要的概念。一个固定的字符串去表示不固定的内容，让脚本变得灵活、可复用。

本文将系统讲解 Shell 变量的定义、引用、运算、环境变量、位置变量，并通过实战案例带你掌握变量的正确使用方法。

简介

什么是 Shell

Shell 是命令解释器，一种应用程序。它是用户使用 Linux 的桥梁，用户的大部分工作都是通过 Shell 完成的。

Shell 语言的特点：

  • Shell 语言是指 UNIX 操作系统的命令语言，同时也是该命令语言的解释程序的简称
  • Shell 本身是一个用 C 语言编写的程序
  • Shell 既是一种命令语言，又是一种程序设计语言
  • 作为命令语言，它交互式地解释和执行用户输入的命令
  • 作为程序设计语言，它定义了各种变量和参数，并提供了许多在高级语言中才具有的控制结构，包括循环和分支
  • 它虽然不是 Linux 系统内核的一部分，但它调用了系统核心的大部分功能来执行程序、建立文件并以并行的方式协调各个程序的运行
  • 对于用户来说，shell 是最重要的实用程序

Shell 能做什么

场景示例
自动化系统初始化update、软件安装、时区设置、安全策略
自动化软件部署LAMP、LNMP、Tomcat、LVS、Nginx
应用管理KVM、集群管理扩容、MySQL、DELL R720 批量 RAID
日志分析处理PV、UV、200 代码、top 100、grep/awk
自动化备份恢复MySQL 完全备份/增量 + Crond
自动化管理批量远程修改密码、软件升级、配置更新
信息采集及监控收集系统/应用状态信息，CPU、Mem、Disk、Net、TCP Status
配合 Zabbix 采集收集系统/应用状态信息，CPU、Mem、Disk、Net
自动化扩容增加云主机 → 业务上线
趣味编程俄罗斯方块、打印三角形、打印圣诞树、排序算法

Shell 执行方式

准备测试脚本：

[root@localhost]# vim file1

echo "hello 1234"
read -p "请输入您的姓名：" name
echo "哈哈 $name 是大笨蛋"

四种执行方式：

执行方式命令运行环境
方式 1bash file1子 Shell
方式 2sh file1子 Shell（which bash 和 which sh 发现是同一个文件）
方式 3. file1当前 Shell
方式 4source file1当前 Shell（同方式 3）

子 Shell vs 当前 Shell 的区别：

# 准备环境
[root@localhost ~]# vim bash.sh
#!/usr/bin/bash
cd /home/
ls

# 分别使用当前Shell和子 Shell 执行（. bash.sh 或 source bash.sh）
[root@localhost ~]# bash bash.sh 
[root@localhost ~]# 
[root@localhost ~]# . bash.sh 
[root@localhost home]# 
# 观察：当前shell让目录改变了

关键区别：bash 和 sh 是在子 Shell 中执行，不影响当前环境；. 和 source 是在当前 Shell 中执行，用于影响当前 Shell 环境（如修改目录、设置变量等）。

Shell 解释器位置

# 查看系统支持的 Shell
[root@localhost home]# cat /etc/shells

# 或使用
[root@localhost ~]# chsh -l

自定义变量

什么是 Shell 变量

Shell 变量：用一个固定的字符串去表示不固定的内容，便于修改。

变量基本操作

操作语法示例
定义变量变量名=变量值name="zhangsan 666"
引用变量$变量名 或 ${变量名}echo $name
查看变量echo $变量名echo $name
查看所有变量setset（包括自定义变量和环境变量）
取消变量unset 变量名unset name

正确定义变量

[root@localhost ~]# name="zhangsan 666"
[root@localhost ~]# echo $name
zhangsan 666

错误定义示范

# 错误 1：变量名不能以数字开头
[root@localhost ~]# 2name="lisi 666"
-bash: 2name=lisi 666: command not found

# 错误 2：等号左右两侧不能有空格
[root@localhost ~]# name = "lisi 666"
-bash: name: command not found

# 错误 3：变量的值如果有空格，必须用引号包含
[root@localhost ~]# name=lisi 666
-bash: 666: command not found

变量命名规则

  • 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
  • 中间不能有空格，可以使用下划线（_）
  • 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）
  • 建议变量名使用五个字母以上

重复定义变量（变量叠加）

# 定义变量 aa 的值是 123
[root@localhost ~]# aa=123

# 重复定义：原 aa 的值加上 456
[root@localhost ~]# aa="$aa"456

# 调用变量 aa，发现值已经变成了 123456
[root@localhost ~]# echo $aa
123456

# 在进行变量叠加时，也可以使用 ${变量名} 格式
[root@localhost ~]# aa=${aa}789
[root@localhost ~]# echo $aa
123456789

注意：在进行变量叠加时，变量名需要用双引号或 ${} 包含。

变量调用示例

准备一台虚拟机：IP为192.168.100.10

使用变量前：

[root@localhost ~]# vim ping.sh

# 需求：编写测试主机在线的脚本
# 当主机在线提示在线，当主机不在线提示不在线

ping -c1 192.168.100.10 &>/dev/null && echo 192.168.100.10 up || echo 192.168.100.10 down

输出示例

# 192.168.100.10未开机
[root@localhost ~]# bash ping.sh 
192.168.100.10 down

# 192.168.10.10开机
[root@localhost ~]# bash ping.sh 
192.168.100.10 up

问题：如果更换测试 IP，需要修改脚本中的三个部分（ping 目标、echo up、echo down）。

使用变量后：

[root@localhost ~]# vim ping.sh

#!/bin/bash
ip=192.168.100.10
ping -c1 $ip &>/dev/null && echo $ip up || echo "$ip down"

# 授权脚本（加执行权限）
[root@localhost ~]# chmod +x ping.sh

# 执行脚本
[root@localhost ~]# ./ping.sh

优势：添加变量后，更换 IP 只需修改一处即可。

三目表达式说明：

符号含义
&&前面的命令成功（返回 0），执行后面的命令
`

交互定义变量（read）

read 命令：从键盘读入变量值。

语法：

read 变量名
read -p "提示信息" 变量名

示例：

[root@localhost ~]# read -p "请输入您测试的IP地址：" ip
请输入您测试的IP地址：192.168.100.100
[root@localhost ~]# echo $ip
192.168.100.100

三种引号的区别

引号类型说明
" "弱引用转义大部分符号，但 $、`、\ 仍保持特殊含义
' '强引用转义一切符号
` `命令替换优先执行内部的命令

双引号示例 1：

# 错误示范：shell 把空格识别为命令分隔符
[root@localhost ~]# schoo=1000 phone
-bash: phone: command not found

# 正确示范：变量值中的空格被转义为一个普通符号
[root@localhost ~]# schoo="1000 phone"
[root@localhost ~]# echo $schoo
1000 phone

双引号示例 2：

# 错误示范：已有变量的基础上再追加内容
[root@localhost ~]# schoo=$schoo is good
-bash: is: command not found
# 没有加引号，被识别为两条命令

# 正确示范：加了双引号，组成整体，空格失去含义
[root@localhost ~]# schoo="$schoo is good"
[root@localhost ~]# echo $schoo
1000 phone is good

单引号示例：

[root@localhost ~]# schoo='$schoo 666'
# 单引号，转义一切符号

[root@localhost ~]# echo $schoo
$schoo 666
# $ 也被转义了，一切都被转义了

反引号示例：

[root@localhost ~]# schoo=`date`
# 反引号是优先执行：先执行 date 的命令，再执行定义变量

[root@localhost ~]# echo $schoo
Thu Jun 4 18:09:28 CST 2026
# 所以看到变量的结果，是时间

反引号 `command` 等价于 $(command)，推荐使用 $() 语法，更易读。

整数运算

方法一：expr

# 语法
expr 1 + 2
expr $num1 + $num2

# 运算符：+（加）、-（减）、\*（乘，* 是任意字符，使用 \ 转义）、/（除）、%（取余）

示例：

[root@localhost ~]# num1=9
[root@localhost ~]# num2=10
[root@localhost ~]# expr $num1 + $num2
19

案例：计算学员成绩总分

[root@localhost ~]# vim sum.sh

#!/bin/bash
read -p "请输入您的第一门成绩： " number1
read -p "请输入您的第二门成绩： " number2
echo -n "总成绩是: "
expr $number1 + $number2

[root@localhost ~]# chmod +x sum.sh
[root@localhost ~]# bash sum.sh 
请输入您的第一门成绩： 12
请输入您的第二门成绩： 99
总成绩是: 111

方法二：$(())

# 语法
echo $(($num1 + $num2))
echo $((num1 + num2))      # 可以省略 $
echo $((5 - 3 * 2))        # 结果为 -1
echo $((2 ** 3))           # 幂运算：2 的 3 次方，结果为 8

方法三：$[]

# 语法
echo $[5 + 2]    # + - * / %
echo $[5 ** 2]   # 幂运算：25

方法四：let

# 示例
let sum=2+3; echo $sum    # 输出 5
let i++; echo $i          # 自增

四种运算方式对比：

方法语法支持幂运算说明
exprexpr 1 + 2不支持需要空格分隔，乘号需转义
$(())echo $((1+2))支持 **推荐，语法简洁
$[]echo $[1+2]支持 **较老的语法
letlet sum=1+2支持 **适合变量赋值

小数运算（了解）

需要安装计算器程序 bc。

# 安装 bc
yum -y install bc

# 基本运算    
echo "2 * 4" | bc         # 输出 8
echo "2 ^ 4" | bc         # 输出 16（幂运算）
echo "scale=2; 6 / 4" | bc  # 输出 1.50（保留两位小数）
参数说明
bc交互式运算器
scale=2保留小数点后两位

环境变量（了解）

前言

自定义变量只能在当前 Shell 中生效，其他 Shell 是不生效的。说白了，你的变量只能你用。那如果有些变量，需要所有的用户都使用，怎么办呢？

定义环境变量

方法语法说明
直接声明export back_dir2=/home/backup直接声明环境变量
转换声明export back_dir1将已有的自定义变量转换成环境变量

变量作用范围：在当前 Shell 和子 Shell 有效。

持久化环境变量

文件作用范围说明
~/.bash_profile当前用户当前用户登录后一直生效
/etc/profile所有用户所有用户登录后一直生效

示例

# 定义普通变量 1
[root@localhost ~]# abc=123

# 定义普通变量 2
[root@localhost ~]# def=456

# 打开子 Shell
[root@localhost ~]# bash

# 调用普通变量，失败
[root@localhost ~]# echo $abc
（空）

[root@localhost ~]# echo $def
（空）

# 退出子 Shell
[root@localhost ~]# exit

# 将变量声明为环境变量（儿子 Shell 都能用）
[root@localhost ~]# export abc

# 打开子 Shell
[root@localhost ~]# bash

# 发现变量可以用了
[root@localhost ~]# echo $abc
123

# 普通变量还是不行
[root@localhost ~]# echo $def
（空）

位置变量和预定义变量（了解）

位置变量

位置变量用于在脚本中接收用户传入的参数。

语法：

命令  参数1 参数2 参数3 ...
$0    $1    $2    $3    ...
变量说明
$0脚本名/程序名
$1 ~ $9第 1 到第 9 个参数
$10 以后需要用 ${10} 格式

示例：计算两门学科的平均分

[root@localhost ~]# vim avg.sh

#!/bin/bash
echo "($1+$2)/2" | bc

[root@localhost ~]# chmod +x avg.sh

# 测试脚本
[root@localhost ~]# ./avg.sh 88 77
82

预定义变量

变量说明
$0脚本名/程序名
$*所有的参数
$#参数的个数
$?上一个命令的返回值（0 是成功，非零失败）
$$程序的 PID

示例：

[root@localhost ~]# vim avg.sh

#!/bin/bash
echo "($1+$2)/2" | bc
echo "该程序名为 $0"
echo "该程序使用了 $# 个参数"
echo "该程序的参数如下：$*"

[root@localhost ~]# ./avg.sh 60 50
55
该程序名为 ./avg.sh
该程序使用了 2 个参数
该程序的参数如下：60 50

总结：

  1. 位置变量就是 $1、$2、$3、$4…
  2. 位置变量预先已经被定义好了
  3. 用户使用时，必须携带参数
  4. 位置变量不是程序设计的唯一方法，read 也可以

位置变量 vs read

两种方法都可以实现参数输入：

#!/bin/bash
read -p "请输入您的第1门成绩： " num1
read -p "请输入您的第2门成绩： " num2
echo -n "您的平均成绩是："
echo "($num1+$num2)/2" | bc
方式特点适用场景
位置变量参数直接跟在命令后面适合命令行快捷调用
read交互式输入，有提示信息适合需要引导用户输入的场景

实战案例

案例 1：自动创建用户并设置初始密码为123456

#!/bin/bash

read -p "please input username: " name
useradd $name
echo "123456" | passwd --stdin $name &>/dev/null
echo "$name create finished, the password is 123456"

执行效果：

[root@localhost ~]# bash create_user.sh 
please input username: abcdefg
abcdefg create finished, the password is 123456

案例 2：配置本地 YUM 源

#!/bin/bash

# 挂载光盘
mount /dev/cdrom /mnt &>/dev/null

# 删除原有仓库配置
rm -rf /etc/yum.repos.d/*

# 创建新的 YUM 仓库配置
cat << EOF > /etc/yum.repos.d/yum.repo

[local]

name=localyum baseurl=file:///mnt enabled=1 gpgcheck=0 EOF # 检查仓库列表 yum repolist all

常见问题

变量定义时报错 “command not found”

检查等号两侧是否有多余的空格。在 Shell 中，= 两侧不能有空格。

变量值中有空格怎么处理

使用双引号包裹变量值：name="hello world"。

变量在子 Shell 中无法使用

使用 export 将变量声明为环境变量：export 变量名。

如何让变量永久生效

  • 当前用户永久生效：将变量写入 ~/.bash_profile
  • 所有用户永久生效：将变量写入 /etc/profile

最佳实践

  1. 变量名命名规范

    • 使用下划线分隔单词：db_password 而非 dbpassword
    • 变量名至少五个字母以上
    • 避免使用关键字和保留字

  2. 引号使用原则

    • 字符串赋值时使用双引号：name="hello world"
    • 需要完全转义时使用单引号：path='$HOME/test'
    • 命令执行使用 $()：date=$(date)

  3. 变量叠加使用 ${}


    path="${path}:/usr/local/bin"

  4. 整数运算优先使用 $(())


    echo $(($a + $b))

  5. 使用 $? 检查命令是否成功


    [root@localhost ~]# ls /home/
    abcdefg
    [root@localhost ~]# echo $?
    0
    [root@localhost ~]# ls /home/aaa
    ls: cannot access /home/aaa: No such file or directory
    [root@localhost ~]# echo $?
    2

总结

通过本章节的学习，你应该掌握了：

  • 理解 Shell 的概念、特点和作用
  • 掌握 Shell 的四种执行方式（bash、sh、.、source）及区别
  • 掌握自定义变量的定义、引用、查看、删除操作
  • 理解变量命名规则和错误定义示范
  • 掌握变量叠加的正确方法
  • 理解三种引号的区别（双引号、单引号、反引号）
  • 掌握四种整数运算方法（expr、$(())、$[]、let）
  • 了解小数运算（bc）
  • 理解环境变量和自定义变量的区别
  • 掌握环境变量的定义方法和持久化方式
  • 掌握位置变量（$0 ~ $9）和预定义变量（$*、$#、$?、$$）
  • 能够编写自动创建用户和配置 YUM 源的脚本

学习建议：Shell 变量是 Shell 编程的基础。建议在虚拟机上动手练习每一个示例，特别是三种引号的区别和四种运算方式。变量叠加和位置变量是编写实用脚本的关键，务必熟练掌握。


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