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Shell编程从入门到实践：基础语法与正则表达式文本处理指南

news 2025/9/3 18:24:16

文章目录

Shell编程与正则表达式实战指南
- 引言：Shell与正则表达式的强大组合
- 一、Shell编程核心技能
- - 1. 函数：封装可复用的代码块
  - - 基础函数示例
    - 参数处理技巧
  - 3. 函数的返回值
  - 2. 数组：存储多个数据的容器
  - - 数组基本操作
    - 关联数组（Bash 4.0+）
- 二、正则表达式深度解析
- - 1. 正则表达式基础
  - - Linux正则分类
  - 2. 核心元字符
  - - 基础元字符
    - 重复次数元字符
  - 3. grep工具实战
  - - 常用选项
    - 实战案例
- 三、综合实战项目
- - 1. 日志分析系统
  - 2. 文件批量处理工具
- 四、进阶学习建议
- 结语

Shell编程与正则表达式实战指南

引言：Shell与正则表达式的强大组合

在Linux/Unix系统中，Shell作为连接用户与内核的"桥梁"，既是命令解释器，也是一门强大的脚本语言。配合正则表达式这一文本处理"利器"，能够大幅提升系统管理、日志分析和批量任务处理的效率。本文将带你从基础到实战，全面掌握这两项核心技能。

一、Shell编程核心技能

1. 函数：封装可复用的代码块

Shell函数是代码复用的重要工具，具有以下特点：

必须在调用前定义
支持参数传递（通过位置参数$1, $2等）
返回值只能是整数（通过$?获取）

基础函数示例


#!/bin/bash
sum(){
read -p "请输入第一数：" num1
read -p "请输入第二数：" num2
echo " 你输入的两个数：$num1 和 $num2 "
SUM=$(($num1+$num2))
echo "两个数的和为：" $SUM
}
sum

在这里插入图片描述

参数处理技巧

show_params() {echo "第一个参数: $1"echo "第二个参数: $2"echo "第十个参数: ${10}"  # 注意大括号echo "参数总数: $#"echo "所有参数: $@"
}show_params 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

在这里插入图片描述

3. 函数的返回值

#!/bin/bash
getMax()
{
if [ $1 -lt $2 ]; thenreturn $2
elsereturn $1;
fi
}
echo "Shell程序中传递的两个参数是：$1 , $2"getMax $1 $2echo "最大值：：$?"   # $?表示返回值

在这里插入图片描述
使用 $? 并不妥，因为$ ?的范围为0-255。当比较的数字大于255时无法得到正确的结果。

2. 数组：存储多个数据的容器

Shell数组特点：

一维数组，无需声明大小
索引从0开始
支持稀疏数组（不连续索引）

数组基本操作


files=(*.txt)  # 将当前目录所有txt文件存入数组
echo "第一个文件: ${files[0]}"
echo "文件总数: ${#files[@]}"# 遍历数组
for file in "${files[@]}"; doecho "处理文件: $file"
done

在这里插入图片描述

关联数组（Bash 4.0+）

declare -A colors  # 声明关联数组
colors["red"]="#FF0000"
colors["green"]="#00FF00"
echo "红色代码: ${colors[red]}"

在这里插入图片描述

二、正则表达式深度解析

1. 正则表达式基础

正则表达式是一种描述"字符串模式"的规则，通过元字符组合实现对文本的检索、替换和过滤。

Linux正则分类

分类	全称	特点	支持工具
BRE	基础正则表达式	功能有限，部分元字符需转义	grep, sed
ERE	扩展正则表达式	功能更强，元字符无需转义	egrep, awk

2. 核心元字符

基础元字符

元字符	含义	示例	匹配结果
`.`	任意单个字符	`a.c`	abc, a1c
`[]`	字符集中的一个	`[aeiou]`	a, e
`^`	行首	`^start`	行首的start
`$`	行尾	`end$`	行尾的end

重复次数元字符

元字符	含义	示例	匹配结果
`*`	0次或多次	`ab*c`	ac, abc, abbc
`+`	1次或多次	`ab+c`	abc, abbc
`?`	0次或1次	`ab?c`	ac, abc
`{n}`	恰好n次	`a{3}`	aaa

3. grep工具实战

常用选项

选项	含义	示例
`-E`	启用扩展正则	`grep -E 'a+'`
`-i`	忽略大小写	`grep -i 'hello'`
`-o`	只输出匹配部分	`grep -o '[0-9]+'`
`-v`	反向匹配	`grep -v '^#'`

实战案例

# 查找包含"error"或"warning"的行
grep -E 'error|warning' log.txt  #-E 可以识别正则表达式的元字符
|表示为或# 提取邮箱地址grep -E -o '\b[A-Za-z0-9._%+-]+@[A-Za-z0-9.-]+\.[A-Za-z]{2,}\b'  emails.txt

三、综合实战项目

1. 日志分析系统

#!/bin/bashanalyze_logs() {# 统计访问量TOP10 IPawk '{print $1}' access.log | sort | uniq -c | sort -nr | head -10# 统计HTTP状态码awk '{print $9}' access.log | sort | uniq -c# 查找错误请求awk '$9 ~ /^[45]/ {print $0}' access.log
}analyze_logs

2. 文件批量处理工具

#!/bin/bashbatch_rename() {for file in *.$1; domv "$file" "${file%.*}.$2"done
}batch_replace() {find . -type f -exec sed -i "s/$1/$2/g" {} +
}# 使用示例
# batch_rename txt md
# batch_replace "old_text" "new_text"