羽夏 Bash 简明教程（上）

羽夏 Bash 简明教程上部分，详细介绍了 Bash 中的变量、数学运算、算术运算、用户输入获取、条件判断的知识。 写在前面

  该文章根据 the unix workbench 中的 Bash Programming 进行汉化处理并作出自己的整理，并参考 Bash 脚本教程 和 BashPitfalls 相关内容进行补充修正。一是我对 Bash 的学习记录，二是对大家学习 Bash 有更好的帮助。如对该博文有好的建议，欢迎反馈。码字不易，如果本篇文章有帮助你的，如有闲钱，可以打赏支持我的创作。如想转载，请把我的转载信息附在文章后面，并声明我的个人信息和本人博客地址即可，但必须事先通知我。本篇博文可能比较冗长，请耐心阅读和学习。

Bash 简介

  Bash 是 Unix 系统和 Linux 系统的一种 Shell（命令行环境），是目前绝大多数 Linux 发行版的默认 Shell。Shell 是一个程序，提供一个与用户对话的环境。这个环境只有一个命令提示符，让用户从键盘输入命令，所以又称为命令行环境。Shell 接收到用户输入的命令，将命令送入操作系统执行，并将结果返回给用户。其次，Shell 是一个命令解释器，解释用户输入的命令。它支持变量、条件判断、循环操作等语法，所以用户可以用 Shell 命令写出各种小程序，又称为脚本，这个也是本篇重点讲解的部分。

开发环境

  既然学的是 Bash ，那么必然是任何 Linux 发行版。至于用什么编辑器都可以。不过我个人建议使用VSCode + Bash Extension Pack进行学习，因为它有纠错功能，并指出一些不合适的写法，我也会在本篇末也会介绍一些。我羽夏使用的就是我建议使用的工具，我也默认你使用的是它，如果用其他的自己酌情参考。下面开始进入正题：

入门

  好，在阳光明媚、微风和煦（bushi）的一天，我们信心满满的开始了 Bash 的学习旅程。熟练的打开 VSCode ，进入 Bash 工作区，然后新建了一个名字叫math.sh的干净纯洁的文件，然后输入了以下内容：

#!/bin/bash
# File: math.sh

  注意，你不要复制和粘贴这些行到文件中，尽管你应该准确地输入我输入的的内容。写代码时你应该尽可能多地自己练习，因为写代码是一个实践性十分强的项目，不能眼高手低。这两行都以#开头，在 Bash 编程语言中，在#之后键入的任何内容都将被忽略（除非位于花括号之间，但这仅在非常特定的情况下）。#允许你在代码中进行注释，以便以后的你理解你当下写的代码，也可以使其他人更快地知道你的程序是如何设计的。
  但是，上面的内容的第一行代码具有特殊的含义，虽然它是注释。该行被称为 Shebang 行。脚本的第一行通常是指定解释器，即这个脚本必须通过什么解释器执行，而这一行以#!字符开头，正如上面展示的。
  #!后面就是脚本解释器的位置，Bash 脚本的解释器一般是/bin/sh或/bin/bash。

#!/bin/sh

  或者

#!/bin/bash

  #!与脚本解释器之间有没有空格，都是可以的。如果 Bash 解释器不放在目录/bin，脚本就无法执行了。为了保险，可以写成下面这样。

#!/usr/bin/env bash

  上面命令使用env命令，这个命令总是在/usr/bin目录），返回 Bash 可执行文件的位置，从而避免了这个问题。
  Shebang 行不是必需的，但是建议加上这行。如果缺少该行，就需要手动将脚本传给解释器。举例来说，脚本是script.sh，有 Shebang 行的时候，可以直接调用执行。

wingsummer@wingsummer-PC ~ → ./script.sh

  上面例子中，script.sh是脚本文件名。脚本通常使用.sh后缀名，不过这不是必需的。如果没有 Shebang 行，就只能手动将脚本传给解释器来执行。

wingsummer@wingsummer-PC ~ → /bin/sh ./script.sh

  或者

wingsummer@wingsummer-PC ~ → bash ./script.sh

  注意，“只要指定了 Shebang 行的脚本，可以直接执行”这句话有个前提条件，就是脚本需要有执行权限，否则这行也是没作用的。

数学运算 内容讲解

  Bash 编程语言可以完成非常基本的算法，现在你在 VSCode 打开了math.sh这个文件，我们开始输入下面内容：

#!/usr/bin/env bash
# File: math.sh

expr 5 + 2
expr 5 - 2
expr 5 \* 2
expr 5 / 2

  保存，并在终端去执行它，你将会得到如下结果：

7
3
10
2

  让我们分析一下刚才创建的 Bash 脚本中发生了什么。Bash 按照从文件的第一行到最后一行的顺序执行程序。expr命令可用于计算 Bash 表达式。表达式只是一个有效的 Bash 代码字符串，在运行时会生成一个结果。您已经熟悉的加法（+）、减法（-）和乘法（*）的算术运算符的工作方式与您预期的一样。请注意：在进行乘法运算时，需要转义星号字符，否则 Bash 会认为您正在尝试创建正则表达式。由于5 / 2 = 2.5，除法运算符（/）的工作方式与预期不同。Bash 进行整数除法，这意味着一个数除以另一个数的结果总是向下舍入到最接近的整数。让我们看一下命令行上的几个示例：

expr 1 / 3
expr 10 / 3
expr 40 / 21
expr 40 / 20

  另一个你可能不熟悉的数值运算符是模运算符（%）。模运算符返回整数除法后的余数。在整数除法中，如果A / B = C，A % B = D，那么B * C + D = A。让我们看看命令行上的一些示例：

expr 1 % 3
expr 10 % 3
expr 40 % 21
expr 40 % 20

  然后是它的执行结果：

1
1
19
0

  注意，当一个数完全可被另一个数整除时，模的结果为零。如果你想做更复杂的数学运算，比如分数和小数，那么我强烈建议将echo和名为bc的台式计算器程序结合起来。打开一个名为bigmath.sh的新文件并输入以下内容：

#!/usr/bin/env bash
# File: bigmath.sh

echo "22 / 7" | bc -l
echo "4.2 * 9.15" | bc -l
echo "(6.5 / 0.5) + (6 * 2.2)" | bc -l

  如下是计算结果：

3.14285714285714285714
38.430
26.20000000000000000000

  为了在计算中使用十进制数，可以使用-l标志将任何数学字符串传输到bc。

内容小结

• Bash 程序从文件的第一行到最后一行按顺序执行。
• 在#后面写的任何东西都是注释，Bash 不会执行。
• 可以使用expr命令执行简单的算术运算。
• 通过使用echo将字符串表达式传输到bc中，执行更复杂的数学运算。

小试牛刀

1. 请使用命令行查看bc的帮助手册。
2. 在bc交互控制台进行一些数运算。
3. 在一个文件中写一些等式，然后将该文件作为参数提供给bc。