Linux——Shell

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Shell 是指一种应用程序，这个应用程序提供了一个界面，用户通过这个界面访问操作系统内核的服务。
Ken Thompson 的 sh 是第一种 Unix Shell，Windows Explorer 是一个典型的图形界面 Shell。
Shell在线工具
Shell 脚本（shell script），是一种为 shell 编写的脚本程序。
业界所说的 shell 通常都是指 shell 脚本，但shell 和 shell script 是两个不同的概念。
由于习惯的原因，简洁起见，本文出现的 “shell编程” 都是指 shell 脚本编程，不是指开发 shell 自身。

Shell 环境

Shell 编程跟 java、php 编程一样，只要有一个能编写代码的文本编辑器和一个能解释执行的脚本解释器就可以了。
Linux 的 Shell 种类众多，常见的有：
• Bourne Shell（/usr/bin/sh或/bin/sh）
• Bourne Again Shell（/bin/bash）
• C Shell（/usr/bin/csh）
• K Shell（/usr/bin/ksh）
• Shell for Root（/sbin/sh）
在一般情况下，人们并不区分 Bourne Shell 和 Bourne Again Shell，所以，像#!/bin/sh，它同样也可以改为 #!/bin/bash。

#!是一个约定标记，它告诉系统这个脚本需要什么解释器来执行，即使用哪一种 Shell。

创建Shell脚本

打开文本编辑器(可以使用 vi/vim 命令来创建文件)，新建一个文件 test.sh，扩展名为 sh（sh代表shell），扩展名并不影响脚本执行，见名知意就好，如果你用 php 写 shell 脚本，扩展名就用 php 好了。
输入一些代码，第一行一般是这样：

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#!/bin/bash
echo "Hello World !"

其中echo 命令用于向窗口输出文本。

运行Shell脚本

运行Shell脚本有两种方法：
1）作为可执行程序
将上面的代码保存为 test.sh，并 cd 到相应目录：

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chmod +x ./test.sh  #使脚本具有执行权限
./test.sh  #执行脚本

注意，一定要写成 ./test.sh，而不是 test.sh，运行其它二进制的程序也一样。若直接写 test.sh，linux 系统会去 PATH 里寻找有没有叫 test.sh 的，而只有 /bin，/sbin，/usr/bin，/usr/sbin 等在 PATH 里，当前目录通常不在 PATH 里，所以写成 test.sh 会找不到命令，要用./test.sh 告诉系统说，就在当前目录找。
2）作为解释器参数
直接运行解释器，其参数就是Shell脚本的文件名：

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/bin/sh test.sh

若用php写的Shell脚本：

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/bin/php test.php

Shell变量

定义变量时，变量名不加美元符号（$，PHP语言中变量需要），如：

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your_name="www.baidu.com"

注意，变量名和等号之间不能有空格，这可能和熟悉的所有编程语言都不一样。同时，变量名的命名须遵循如下规则：

  • 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）。

除了显式地直接赋值，还可以用语句给变量赋值，如将 /etc目录下的文件名循环出来：

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for file in `ls /etc`

或

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for file in $(ls /etc)

使用变量

使用一个定义过的变量，只需要在前面加美元符号即可。如

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your_name="qinjx"
echo ${your_name}

变量名外面的花括号是可选的，加不加都行，加花括号是为了帮助解释器识别变量的边界。

只读变量

使用readonly命令可以将变量定义为只读变量，只读变量的值不能改变。

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#!/bin/bash
myUrl="http://www.google.com"
readonly myUrl
echo ${myUrl}

删除变量

使用unset命令可以删除变量。

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#!/bin/sh
myUrl="http://www.google.com"
unset myUrl
echo $myUrl  #没有任何输出

变量类型

运行shell时，同时会存在三种变量：
1） 局部变量
局部变量在脚本或命令中定义，仅在当前shell实例中有效，其他shell启动的程序不能访问局部变量。
2） 环境变量
所有的程序，包括shell启动的程序，都能访问环境变量，有些程序需要环境变量来保证其正常运行。必要的时候shell脚本也可以定义环境变量。
3） shell变量
shell变量是由shell程序设置的特殊变量。shell变量中有一部分是环境变量，有一部分是局部变量，这些变量保证了shell的正常运行.

Shell字符串

字符串是shell编程中最常用最有用的数据类型（除了数字和字符串，也没啥其它类型好用了），字符串可以用单引号，也可以用双引号，也可以不用引号。单双引号的区别跟PHP类似。
1） 单引号

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str='this is a string'

单引号字符串的限制：

  • 单引号里的任何字符都会原样输出，单引号字符串中的变量是无效的；
  • 单引号字串中不能出现单独一个的单引号（对单引号使用转义符后也不行），但可成对出现，作为字符串拼接使用

2） 双引号

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your_name='google'
str="Hello, I know you are \"$your_name\"! \n"
echo $str

运行输出为：

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Hello, I know you are "google"!

双引号的优点：

  • 双引号里可以有变量
  • 双引号里可以出现转义字符

3） 拼接字符串

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your_name="google"
# 使用双引号拼接
greeting="hello, "$your_name" !"
greeting_1="hello, ${your_name} !"
echo $greeting  $greeting_1
# 使用单引号拼接
greeting_2='hello, '$your_name' !'
greeting_3='hello, ${your_name} !'
echo $greeting_2  $greeting_3

输出结果为：

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hello, runoob ! hello, google !
hello, runoob ! hello, ${your_name} !

4） 获取字符串长度

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string="abcd"
echo ${#string}  #输出 4

5） 提取子字符串

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string="google is a great site"
echo ${string:1:4}   #输出 oogl

6） 查找子字符串
查找字符 o 或 g 的位置(哪个字母先出现就计算哪个，且它输出的是在字符串中占第几位，而不是下标)：

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string="google is a great site"
echo `expr index "$string" oe`  #输出 2

Shell数组

bash支持一维数组（不支持多维数组），并且没有限定数组的大小。类似于C 语言，数组元素的下标由 0 开始编号。获取数组中的元素要利用下标，下标可以是整数或算术表达式，其值应大于或等于 0。
1） 定义数组
在 Shell 中，用括号来表示数组，数组元素用空格符号分割开。定义数组的一般形式为：

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数组名=(值1 值2 ... 值n)

还可以单独定义数组的各个分量：

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array_name[0]=value0
array_name[1]=value1
array_name[n]=valuen

可以不使用连续的下标，而且下标的范围没有限制。
2） 读取数组
读取数组元素值的一般格式是：

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${数组名[下标]}

例如：

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valuen=${array_name[n]}

使用 @ 符号可以获取数组中的所有元素，例如：

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echo ${array_name[@]}

3） 获取数组长度
与获取字符串的长度类似。

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# 取得数组元素的个数
length=${#array_name[@]}
# 或者
length=${#array_name[*]}
# 取得数组单个元素的长度
lengthn=${#array_name[n]}

Shell注释

以”#”开头的行就是注释，会被解释器忽略。sh里没有多行注释，只能每一行加一个#号。
如果在开发过程中，遇到大段的代码需要临时注释起来，过一会儿又取消注释，可以把这一段要注释的代码用一对花括号括起来，定义成一个函数，没有地方调用这个函数，这块代码就不会执行，达到了和注释一样的效果。多行注释还可以使用以下格式：

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:<<EOF
注释内容...
注释内容...
注释内容...
EOF #end of file

也可以使用其他符号:

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:<<'
注释内容...
注释内容...
注释内容...
'
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5
:<<!
注释内容...
注释内容...
注释内容...
!

Shell传递参数

我们可以在执行 Shell 脚本时，向脚本传递参数，脚本内获取参数的格式为：$n。
n 代表一个数字，1 为执行脚本的第一个参数，2 为执行脚本的第二个参数，以此类推。
以下实例我们向脚本传递三个参数，并分别输出，其中 $0 为执行的文件名。

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#!/bin/bash
echo "Shell 传递参数实例！";
echo "执行的文件名：$0";
echo "第一个参数为：$1";
echo "第二个参数为：$2";
echo "第三个参数为：$3";

作为可执行程序运行脚本：为脚本设置可执行权限，并执行脚本：

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$ chmod +x test.sh 
$ ./test.sh 1 2 3

输出结果如下所示：

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Shell 传递参数实例！
执行的文件名：./test.sh
第一个参数为：1
第二个参数为：2
第三个参数为：3

另外，还有几个特殊字符用来处理参数：

参数处理 说明
$# 传递到脚本的参数个数
$* 以一个单字符串显示所有传递给脚本的参数。如$*用「 」括起来的情况、以$1 $2 … $n的形式输出所有参数。
$$ 脚本运行的当前进程ID号
$! 后台运行的最后一个进程的ID号
$@ 与$*相同，但是使用时加引号，并在引号中返回每个参数。如$@用「 」括起来的情况、以$1 $2 … $n的形式输出所有参数。
$- 显示Shell使用的当前选项，与set命令功能相同。
$? 显示最后命令的退出状态。0表示没有错误，其他任何值表明有错误。

Shell运算符

Shell 和其他编程语言一样，支持多种运算符，包括：算数运算符、关系运算符、布尔运算符、字符串运算符、文件测试运算符。
原生bash不支持简单的数学运算，但是可以通过其他命令来实现，例如** awk 和 expr**，expr 最常用。expr 是一款表达式计算工具，使用它能完成表达式的求值操作。
例如，两个数相加(注意使用的是反引号 ` 而不是单引号 ‘)：

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#!/bin/bash
val=`expr 2 + 2`
echo "两数之和为 : $val"

两点注意：

  • 表达式和运算符之间要有空格，例如 2+2 是不对的，必须写成 2 + 2，这与我们熟悉的大多数编程语言不一样。
  • 完整的表达式要被 ` ` 包含，注意这是上句号。

算术运算符

下表列出了常用的算术运算符，假定变量 a 为 10，变量 b 为 20：

运算符 举例
+ 加法 `expr $a + $b`结果为 30
- 减法 `expr $a - $b` 结果为 -10
* 乘法 `expr $a * $b` 结果为 200
/ 除法 `expr $b / $a` 结果为 2，`expr 3 / 4`，结果为3/4
% 取余 `expr $b % $a` 结果为 0
= 赋值 a=$b 将把变量 b 的值赋给 a
== 相等 用于比较两个数字，相同则返回 true。 [ $a == $b ] 返回 false
!= 不相等 用于比较两个数字，不相同则返回 true。 [ $a != $b ] 返回 true
注意：
- 条件表达式要放在方括号之间，并且要有空格，例如:[$a==$b]是错误的，必须写成[ $a == $b ]。
- 乘号(*)前边必须加反斜杠(\)才能实现乘法运算。
- if…then…fi 是条件语句。
- 在 MAC 中 shell 的 expr 语法是：$((表达式))，此处表达式中的 “*” 不需要转义符号 “" 。

关系运算符

关系运算符只支持数字，不支持字符串，除非字符串的值是数字。
下表列出了常用的关系运算符，假定变量 a 为 10，变量 b 为 20：

运算符 说明 举例
-eq 检测两个数是否相等，相等返回 true。 [ $a -eq $b ] 返回 false。
-ne 检测两个数是否不相等，不相等返回 true。 [ $a -ne $b ] 返回 true。
-gt 检测左边的数是否大于右边的，如果是，则返回 true。 [ $a -gt $b ] 返回 false。
-lt 检测左边的数是否小于右边的，如果是，则返回 true。 [ $a -lt $b ] 返回 true。
-ge 检测左边的数是否大于等于右边的，如果是，则返回 true。 [ $a -ge $b ] 返回 false。
-le 检测左边的数是否小于等于右边的，如果是，则返回 true。 [ $a -le $b ] 返回 true。
## 布尔运算符 ##
下表列出了常用的布尔运算符，假定变量 a 为 10，变量 b 为 20：
运算符 说明 举例
! 非运算，表达式为 true 则返回 false，否则返回 true。 [ ! false ] 返回 true。
-o 或运算，有一个表达式为 true 则返回 true。 [ $a -lt 20 -o $b -gt 100 ] 返回 true。
-a 与运算，两个表达式都为 true 才返回 true。 [ $a -lt 20 -a $b -gt 100 ] 返回 false。
## 逻辑运算符 ##
以下介绍 Shell 的逻辑运算符，假定变量 a 为 10，变量 b 为 20:

运算符 说明 举例

&& 逻辑的 AND [[ $a -lt 100 && $b -gt 100 ]] 返回 false
|| 逻辑的 OR [[ $a -lt 100 || $b -gt 100 ]] 返回 true

字符串运算符

下表列出了常用的字符串运算符，假定变量 a 为 “abc”，变量 b 为 “efg”：

运算符 说明 举例
= 检测两个字符串是否相等，相等返回 true。 [ $a = $b ] 返回 false。
!= 检测两个字符串是否相等，不相等返回 true。 [ $a != $b ] 返回 true。
-z 检测字符串长度是否为0，为0返回 true。 [ -z $a ] 返回 false。
-n 检测字符串长度是否为0，不为0返回 true。 [ -n "$a" ] 返回 true。
str 检测字符串是否为空，不为空返回 true。 [ $a ] 返回 true。
## 文件测试运算符 ##
文件测试运算符用于检测 Unix 文件的各种属性。
属性检测描述如下：
操作符 说明 举例
-b file 检测文件是否是块设备文件，如果是，则返回 true。 [ -b $file ] 返回 false。
-c file 检测文件是否是字符设备文件，如果是，则返回 true。 [ -c $file ] 返回 false。
-d file 检测文件是否是目录，如果是，则返回 true。 [ -d $file ] 返回 false。
-f file 检测文件是否是普通文件（既不是目录，也不是设备文件），如果是，则返回 true。 [ -f $file ] 返回 true。
等等

echo命令

echo会自动添加换行符 \n。

printf命令

printf 命令模仿 C 程序库（library）里的 printf() 程序。printf 由 POSIX 标准所定义，因此使用 printf 的脚本比使用 echo 移植性好。
默认 printf 不会像 echo 自动添加换行符，我们可以手动添加 \n。
printf 命令的语法：

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printf  format-string  [arguments...]

参数说明：
format-string: 为格式控制字符串
arguments: 为参数列表。

  • %s %c %d %f都是格式替代符。
  • %-10s 指一个宽度为10个字符（-表示左对齐，没有则表示右对齐），任何字符都会被显示在10个字符宽的字符内，如果不足则自动以空格填充，超过也会将内容全部显示出来。
  • %-4.2f 指格式化为小数，其中.2指保留2位小数
序列 说明
\a 警告字符，通常为ASCII的BEL字符
\b 后退
\c 抑制（不显示）输出结果中任何结尾的换行字符（只在%b格式指示符控制下的参数字符串中有效），而且，任何留在参数里的字符、任何接下来的参数以及任何留在格式字符串中的字符，都被忽略
\f 换页（formfeed）
\n 换行
\r 回车（Carriage return）
\t 水平制表符
\v 垂直制表符
\\ 一个字面上的反斜杠字符
\ddd 表示1到3位数八进制值的字符。仅在格式字符串中有效
\0ddd 表示1到3位的八进制值字符

Shell test命令

Shell中的 test 命令用于检查某个条件是否成立，它可以进行数值、字符和文件三个方面的测试。

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num1=100
num2=100
if test $[num1] -eq $[num2]
then
    echo '两个数相等！'
else
    echo '两个数不相等！'
fi

输出：

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两个数相等！

其中，代码中的 [] 执行基本的算数运算。

Shell流程控制

和Java、PHP等语言不一样，sh的流程控制不可为空，如果else分支没有语句执行，就不要写这个else。

if

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if condition
then
    command1 
    command2
    ...
    commandN 
fi

写成一行（适用于终端命令提示符）：

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if [ $(ps -ef | grep -c "ssh") -gt 1 ]; then echo "true"; fi

if else

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if condition
then
    command1 
    command2
    ...
    commandN
else
    command
fi

for循环

与其他编程语言类似，Shell支持for循环。
for循环一般格式为：

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for var in item1 item2 ... itemN
do
    command1
    command2
    ...
    commandN
done

写成一行：

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for var in item1 item2 ... itemN; do command1; command2… done;

当变量值在列表里，for循环即执行一次所有命令，使用变量名获取列表中的当前取值。命令可为任何有效的shell命令和语句。in列表可以包含替换、字符串和文件名。
in列表是可选的，如果不用它，for循环使用命令行的位置参数。

while

while循环用于不断执行一系列命令，也用于从输入文件中读取数据；命令通常为测试条件。其格式为：

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while condition
do
    command
done

无限循环

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while :
do
    command
done

或者

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while true
do
    command
done

until循环

until 循环执行一系列命令直至条件为 true 时停止。until 循环与 while 循环在处理方式上刚好相反。一般 while 循环优于 until 循环，但在某些时候—也只是极少数情况下，until 循环更加有用。
until 语法格式:

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until condition
do
    command
done

condition 一般为条件表达式，如果返回值为 false，则继续执行循环体内的语句，否则跳出循环

case语句

Shell case语句为多选择语句。可以用case语句匹配一个值与一个模式，如果匹配成功，执行相匹配的命令。case语句格式如下：

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case 值 in
模式1)
    command1
    command2
    ...
    commandN
    ;;
模式2)
    command1
    command2
    ...
    commandN
;;
*)
    command1
    command2
    ...
    commandN
    ;;
esac

case工作方式：取值后面必须为单词in，每一模式必须以右括号结束。取值可以为变量或常数。匹配发现取值符合某一模式后，其间所有命令开始执行直至 ;;。取值将检测匹配的每一个模式。一旦模式匹配，则执行完匹配模式相应命令后不再继续其他模式。如果无一匹配模式，使用星号 * 捕获该值，再执行后面的命令。

跳出循环

break： 允许跳出所有循环（终止执行后面的所有循环）；
continue：不会跳出所有循环，仅仅跳出当前循环。

Shell函数

linux shell 可以用户定义函数，然后在shell脚本中可以随便调用。
shell中函数的定义格式如下：

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[ function ] funname ()
{
    action;
    [return int;]
}

说明：

  • 可以带function fun() 定义，也可以直接fun() 定义。
  • 参数返回，可以显示加：return 返回，如果不加，将以最后一条命令运行结果，作为返回值。return后跟数值n(0-255)。

调用函数直接写函数名：

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funname

下面定义一个带有return语句的函数：

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#!/bin/bash

funWithReturn(){
    echo "这个函数会对输入的两个数字进行相加运算..."
    echo "输入第一个数字: "
    read aNum
    echo "输入第二个数字: "
    read anotherNum
    echo "两个数字分别为 $aNum 和 $anotherNum !"
    return $(($aNum+$anotherNum))
}
funWithReturn
echo "输入的两个数字之和为 $? !"

输出类似下面：

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这个函数会对输入的两个数字进行相加运算...
输入第一个数字: 
1
输入第二个数字: 
2
两个数字分别为 1 和 2 !
输入的两个数字之和为 3 !

函数返回值在调用该函数后通过 $? 来获得。
函数参数
在Shell中，调用函数时可以向其传递参数。在函数体内部，通过** $n **的形式来获取参数的值。例如，$1表示第一个参数，$2表示第二个参数…
带参数的函数示例：

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#!/bin/bash

funWithParam(){
    echo "第一个参数为 $1 !"
    echo "第二个参数为 $2 !"
    echo "第十个参数为 $10 !"
    echo "第十个参数为 ${10} !"
    echo "第十一个参数为 ${11} !"
    echo "参数总数有 $# 个!"
    echo "作为一个字符串输出所有参数 $* !"
}
funWithParam 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 73

输出结果：

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4
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6
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第一个参数为 1 !
第二个参数为 2 !
第十个参数为 10 !
第十个参数为 34 !
第十一个参数为 73 !
参数总数有 11 个!
作为一个字符串输出所有参数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 73 !

注意，$10 不能获取第十个参数，获取第十个参数需要${10}。当n>=10时，需要使用${n}来获取参数。

Shell输出/输入重定向

大多数 UNIX 系统命令从你的终端接受输入并将所产生的输出发送回到终端。
重定向命令列表如下：

命令 说明
command > file 将输出重定向到 file。
command < file 将输入重定向到 file。
command >> file 将输出以追加的方式重定向到 file。
n > file 将文件描述符为 n 的文件重定向到 file。
n >> file 将文件描述符为 n 的文件以追加的方式重定向到 file。
n >& m 将输出文件 m 和 n 合并。
n <& m 将输入文件 m 和 n 合并。
<< tag 将开始标记 tag 和结束标记 tag 之间的内容作为输入。
  • 需要注意的是文件描述符 0 通常是标准输入（STDIN），1 是标准输出（STDOUT），2 是标准错误输出（STDERR）。
  • 使用>任何file内的已经存在的内容将被新内容替代。如果要将新内容添加在文件末尾，使用>>操作符。

Here Document

Here Document 是 Shell 中的一种特殊的重定向方式，用来将输入重定向到一个交互式 Shell 脚本或程序。
它的基本的形式如下：

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command << delimiter
    document
delimiter

它的作用是将两个 delimiter 之间的内容(document) 作为输入传递给 command。
注意：

  • 结尾的delimiter 一定要顶格写，前面不能有任何字符，后面也不能有任何字符，包括空格和 tab 缩进。
  • 开始的delimiter前后的空格会被忽略掉.

/dev/null 文件

如果希望执行某个命令，但又不希望在屏幕上显示输出结果，那么可以将输出重定向到 /dev/null：

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$ command > /dev/null

/dev/null 是一个特殊的文件，写入到它的内容都会被丢弃；如果尝试从该文件读取内容，那么什么也读不到。但是 /dev/null 文件非常有用，将命令的输出重定向到它，会起到”禁止输出”的效果。
如果希望屏蔽 stdout 和 stderr，可以这样写：

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$ command > /dev/null 2>&1

Shell文件包含

和其他语言一样，Shell 也可以包含外部脚本。这样可以很方便的封装一些公用的代码作为一个独立的文件。
Shell 文件包含的语法格式如下，注意点号(.)和文件名中间有一个空格：

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. filename

或

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source filename