Shell脚本编程——变量用法详解

一、变量基础概念

1.1 什么是变量？

变量是命名的内存空间，用于存储数据（如字符串、数字等）。通过变量名可以快速引用和操作这些数据，避免重复输入复杂内容。

1.2 变量的作用

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  ​简化操作​：用有意义的名称代替重复的数据（如 PATH=/usr/bin:/usr/local/bin）。

• •

  ​灵活控制​：通过修改变量值动态调整脚本行为（如根据用户输入切换路径）。

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  ​提高可读性​：清晰的变量名让代码更易理解（如 USER_NAME=admin比直接写 admin更直观）。

二、变量类型

Shell中的变量按用途和特性分为以下几类：

2.1 变量数据类型

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  ​字符串​：文本数据（如 "Hello"、'World'），Shell默认所有变量均为字符串。

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  ​数值​：

  • •

    ​整型​：整数（如 10、-5），Bash可直接处理。

  • •

    ​浮点型（小数）​​：Bash不支持​（如 3.14需借助外部工具如 bc计算）。

三、变量命名规则

3.1 合法命名要求

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  ​字符限制​：只能包含 ​数字、字母、下划线​（如 user_name、AGE_20）。

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  ​禁止数字开头​：不能以数字开头（如 1name❌，name1✅）。

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  ​避开保留字​：不能使用Shell关键字（如 if、for、while）。

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  ​推荐命名风格​：

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    ​见名思义​：变量名体现用途（如 username比 a更清晰）。

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    ​统一规范​：

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      ​全大写​：环境变量或全局常量（如 PATH、MAX_SIZE）。

    • •

      ​小写​：局部变量和函数名（如 count、calculate_sum）。

四、变量的定义与使用

4.1 定义变量

格式：变量名="值"（等号两侧不能有空格​！）

常见赋值方式：

name='Mike'                  # 直接字符串（单引号包裹，内容原样输出）
NAME="$USER"                 # 引用其他变量（双引号内变量会被解析）
hostname=`hostname`          # 命令结果（反引号，旧写法）
hostname=$(hostname)         # 命令结果（推荐，更清晰的 $( ) 写法）
FILE=/etc/*                  # 通配符（匹配 /etc 下所有文件）

⚠️ 注意：变量赋值仅在当前Shell进程中有效，关闭终端后自动失效（除非写入配置文件如 ~/.bashrc）。

4.2 引用变量

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  ​基本引用​：$变量名（如 echo $name）或 ${变量名}（推荐，避免歧义）。

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  ​弱引用 vs 强引用​：

  • •

    ​弱引用 $var​：变量会被替换为实际值（如 echo "Name: $name"→ 输出 Name: Mike）。

  • •

    ​**强引用 'var′‘∗∗：变量保持原字符串（如‘echo′Name:name'→ 输出Name: $name`）。

4.3 特殊场景：变量名相邻时的处理

若变量名与其他字符相连（如 ${NAME}_AGE），必须用 ${ }明确边界，否则Shell会误解析：

NAME=mage
echo $NAME_AGE    # 错误！Shell尝试找变量 NAME_AGE（不存在，默认为空）
echo ${NAME}_AGE  # 正确！输出 "mage_AGE"

五、变量作用域

变量的生效范围（作用域）决定了它能在哪些Shell进程中使用：

📌 环境变量通常用于配置全局信息（如 PATH），普通变量多用于脚本内部临时存储。

六、常用变量操作命令

6.1 查看所有变量

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  set：显示所有变量（包括用户自定义、环境变量、函数等）。

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  env或 printenv：仅显示环境变量。

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  export：显示已导出的环境变量。

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  declare -x：同 export，显示环境变量。

6.2 删除变量

unset 变量名1 变量名2  # 删除指定变量（如 unset name age）

删除后，该变量不可再被引用（echo $变量名输出空）。

七、特殊变量详解

7.1 环境变量

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  ​作用​：子进程（包括孙子进程）可继承父进程的环境变量，但子进程的修改不会影响父进程。

• •

  ​定义方法​：

  export 变量名=value      # 推荐写法（先赋值再导出）
  变量名=value; export 变量名  # 分步写法
  declare -x 变量名=value  # 使用 declare 命令

• •

  ​示例​：让子脚本使用父脚本定义的变量

  # father.sh
  #!/bin/bash
  NAME="father"
  export NAME             # 导出为环境变量
  echo "Father: $NAME"
  ./son.sh                # 调用子脚本# son.sh
  #!/bin/bash
  echo "Son: $NAME"       # 子脚本可访问父脚本导出的 NAME
  NAME="son"              # 子脚本修改自己的 NAME（不影响父脚本）
  echo "Son修改后: $NAME"

7.2 只读变量

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  ​特点​：定义后不可修改、不可删除，用于存储固定值（如配置常量）。

• •

  ​定义方法​：

  readonly 变量名=value
  declare -r 变量名=value

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  ​示例​：

  readonly PI=3.14
  PI=3.14159  # 报错：PI: 只读变量
  unset PI    # 报错：无法删除只读变量

7.3 位置变量

用于接收脚本运行时传递的参数（通过命令行传入）：

📌 ​注意​：$*和 $@在双引号中表现不同：

• •

  "$*"：所有参数合并为一个字符串（如 "A B C"）。

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  "$@"：每个参数作为独立字符串（如 "A" "B" "C"），推荐在循环中遍历参数时使用。

7.4 退出状态码变量 $?

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  ​作用​：存储上一条命令或函数的执行结果（0表示成功，非0表示失败）。

• •

  ​常见状态码​：

  • •

    0：成功。

  • •

    1：一般错误（如参数错误）。

  • •

    127：命令未找到（如输入了错误的命令名）。

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  ​自定义退出​：通过 exit n主动设置脚本退出状态（如 exit 0表示成功）。

八、变量操作进阶

8.1 命令替换

通过命令执行结果赋值给变量：

# 反引号（旧写法）
current_date=`date +%Y-%m-%d`# 推荐写法（$( )）
current_dir=$(pwd)
files_count=$(ls | wc -l)

8.2 数值计算（整型）

Bash默认不支持浮点数，但可通过 $(( ))或 let进行整数运算：

a=10
b=20
sum=$((a + b))      # sum=30
let "product=a*b"   # product=200

8.3 展开命令行规则

Shell处理命令行时按以下顺序：

1. 1.

   拆分命令词 → 2. 展开别名 → 3. 处理 {}大括号 → 4. 处理 ~家目录 → 5. 命令替换 $( )或 ` `→ 6. 再次拆分词 → 7. 处理通配符 */?→ 8. 准备输入/输出重定向 </>→ 9. 执行命令。

8.4 防止扩展（避免特殊字符被解析）

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  ​**反斜线 \`**：转义单个字符（如echo Your cost: $5.00→ 输出Your cost: $5.00`）。

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  ​引号​：

  • •

    ​单引号 ' '​：禁止所有扩展（如 echo '$PATH'→ 输出 $PATH）。

  • •

    ​双引号 " "​：允许部分扩展（如变量 $VAR会被解析，但命令替换 ` `或 $( )仍生效）。

九、实战示例

示例1：显示系统信息脚本（OS.sh）

#!/bin/bash
RED="\E[1;31m"
GREEN="\E[1;32m"
END="\E[0m"
echo -e "${GREEN}----------Host systeminfo----------${END}"
echo -e "HOSTNAME: ${RED}$(hostname)${END}"
echo -e "IPADDR:   ${RED}$(ifconfig ens160 | grep -Eo '([0-9]{1,3}\.){3}[0-9]{1,3}' | head -n1)${END}"
echo -e "OSVERSION: ${RED}$(cat /etc/redhat-release)${END}"
echo -e "KERNEL:   ${RED}$(uname -r)${END}"
echo -e "CPU:       ${RED}$(lscpu | grep "型号名称：" | tr -s ' ' ' '|cut -d ' ' -f 2-5)${END}"
echo -e "MEMORY:   ${RED}$(free -h | grep Mem | tr -s ' ' ' '|cut -d ' ' -f 4)${END}"
echo -e "DISK:     ${RED}$(lsblk | grep '^sda' | tr -s ' ' | cut -d ' ' -f 4)${END}"
echo -e "${GREEN}----------       END     ----------${END}"

运行：chmod +x OS.sh && ./OS.sh

示例2：通过变量动态执行命令

CMD=hostname
$CMD  # 实际执行 hostname 命令，输出当前主机名

十、总结

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  ​变量是Shell脚本的核心​：合理使用变量能让脚本更灵活、可维护。

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  ​命名规范是关键​：遵循规则（如避免数字开头、用有意义的名字）减少错误。

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  ​作用域决定使用场景​：普通变量用于脚本内部，环境变量用于跨进程传递信息。

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  ​特殊变量（如 $1、$?）是脚本交互的基础​：掌握它们才能编写实用的参数处理和错误判断逻辑。