使用 Shell 变量

介绍

在本实验中，你将学习如何在 Linux 中使用 Shell 变量。Shell 变量对于在脚本中存储和操作数据至关重要。它们可以保存各种类型的值，例如数字、字符或字符串。本实验将引导你完成 Shell 变量的创建、引用和使用，为你的 Shell 脚本编写打下坚实的基础。

创建 Shell 变量

Shell 变量是通过使用 = 符号为其赋值来创建的。让我们从创建一个定义了一些变量的简单 Shell 脚本开始。

1. 在你的 WebIDE (VS Code) 中打开终端。

2. 在 /home/labex/project 目录下创建一个名为 variables.sh 的新文件：

   touch /home/labex/project/variables.sh
   

3. 在 WebIDE 中打开 variables.sh 文件并添加以下内容：

   #!/bin/bash
   
   PRICE_PER_APPLE=5
   MyFirstLetters=ABC
   greeting='Hello        world!'
   
   echo "Price per apple: $PRICE_PER_APPLE"
   echo "My first letters: $MyFirstLetters"
   echo "Greeting: $greeting"
   

   在这个脚本中，我们创建了三个变量：

   • PRICE_PER_APPLE：一个整数变量
   • MyFirstLetters：一个字符串变量
   • greeting：一个包含多个空格的字符串变量

4. 保存文件。

5. 为脚本添加可执行权限：

   chmod +x /home/labex/project/variables.sh
   

6. 运行脚本：

   ./variables.sh
   

   你应该会看到以下输出：

   Price per apple: 5
   My first letters: ABC
   Greeting: Hello        world!
   

   请注意，当使用单引号定义变量且在 echo 语句中不加引号时，greeting 变量中的额外空格在输出中得到了保留。

引用 Shell 变量

在引用 Shell 变量时，有几种情况需要使用特殊的语法。让我们来探索这些案例。

1. 在 WebIDE 中打开 variables.sh 文件。

2. 将文件内容替换为以下内容：

   #!/bin/bash
   
   PRICE_PER_APPLE=5
   MyFirstLetters=ABC
   greeting='Hello        world!'
   
   ## 转义特殊字符
   echo "The price of an Apple today is: \$HK $PRICE_PER_APPLE"
   
   ## 避免歧义
   echo "The first 10 letters in the alphabet are: ${MyFirstLetters}DEFGHIJ"
   
   ## 保留空白字符
   echo $greeting
   echo "$greeting"
   

3. 保存文件。

4. 运行脚本：

   ./variables.sh
   

   你应该会看到以下输出：

   The price of an Apple today is: $HK 5
   The first 10 letters in the alphabet are: ABCDEFGHIJ
   Hello world!
   Hello        world!
   

   注意其中的区别：

   • 第一行中对 $ 符号进行了转义，以便将其作为普通字符打印。
   • 第二行使用花括号 {} 来明确界定变量名的范围。
   • 最后两行展示了在引用包含空格的变量时，使用引号与不使用引号的区别。

命令替换

命令替换允许你将命令的输出作为变量的值。这可以通过将命令包裹在 $() 或反引号（``）中来实现。

1. 在 WebIDE 中打开 variables.sh 文件。

2. 在文件末尾添加以下内容：

   ## Command substitution
   CURRENT_DATE=$(date +"%Y-%m-%d")
   echo "Today's date is: $CURRENT_DATE"
   
   FILES_IN_DIR=$(ls)
   echo "Files in the current directory:"
   echo "$FILES_IN_DIR"
   
   UPTIME=$(uptime -p)
   echo "System uptime: $UPTIME"
   

3. 保存文件。

4. 运行脚本：

   ./variables.sh
   

   你应该会看到类似以下的输出（实际值取决于你的系统状态）：

   Today's date is: 2023-08-16
   Files in the current directory:
   variables.sh
   System uptime: up 2 hours, 15 minutes
   

   在这个例子中：

   • $(date +"%Y-%m-%d") 执行 date 命令并捕获其输出。
   • $(ls) 执行 ls 命令并捕获其输出。
   • $(uptime -p) 执行带有 -p 选项的 uptime 命令并捕获其输出。

算术运算

Shell 变量也可以用于算术运算。Bash 提供了 $((expression)) 语法来执行数学计算。

1. 在 /home/labex/project 目录下创建一个名为 arithmetic.sh 的新文件：

   touch /home/labex/project/arithmetic.sh
   

2. 在 WebIDE 中打开 arithmetic.sh 文件并添加以下内容：

   #!/bin/bash
   
   X=10
   Y=5
   
   ## Addition
   SUM=$((X + Y))
   echo "Sum of $X and $Y is: $SUM"
   
   ## Subtraction
   DIFF=$((X - Y))
   echo "Difference between $X and $Y is: $DIFF"
   
   ## Multiplication
   PRODUCT=$((X * Y))
   echo "Product of $X and $Y is: $PRODUCT"
   
   ## Division
   QUOTIENT=$((X / Y))
   echo "Quotient of $X divided by $Y is: $QUOTIENT"
   
   ## Modulus (remainder)
   REMAINDER=$((X % Y))
   echo "Remainder of $X divided by $Y is: $REMAINDER"
   
   ## Increment
   X=$((X + 1))
   echo "After incrementing, X is now: $X"
   
   ## Decrement
   Y=$((Y - 1))
   echo "After decrementing, Y is now: $Y"
   

3. 保存文件。

4. 为脚本添加可执行权限：

   chmod +x /home/labex/project/arithmetic.sh
   

5. 运行脚本：

   ./arithmetic.sh
   

   你应该会看到以下输出：

   Sum of 10 and 5 is: 15
   Difference between 10 and 5 is: 5
   Product of 10 and 5 is: 50
   Quotient of 10 divided by 5 is: 2
   Remainder of 10 divided by 5 is: 0
   After incrementing, X is now: 11
   After decrementing, Y is now: 4
   

   该脚本演示了使用 Shell 变量进行的各种算术运算。

使用环境变量

环境变量是一种对当前 Shell 会话中运行的所有进程都可用的变量。让我们探索一些常见的环境变量以及如何创建我们自己的环境变量。

1. 在 /home/labex/project 目录下创建一个名为 environment.sh 的新文件：

   touch /home/labex/project/environment.sh
   

2. 在 WebIDE 中打开 environment.sh 文件并添加以下内容：

   #!/bin/bash
   
   ## Displaying some common environment variables
   echo "Home directory: $HOME"
   echo "Current user: $LOGNAME"
   echo "Shell being used: $SHELL"
   echo "Current PATH: $PATH"
   
   ## Creating a new environment variable
   export MY_VARIABLE="Hello from my variable"
   
   ## Displaying the new variable
   echo "My new variable: $MY_VARIABLE"
   
   ## Creating a child process to demonstrate variable scope
   bash -c 'echo "MY_VARIABLE in child process: $MY_VARIABLE"'
   
   ## Removing the environment variable
   unset MY_VARIABLE
   
   ## Verifying the variable is unset
   echo "MY_VARIABLE after unsetting: $MY_VARIABLE"
   

3. 保存文件。

4. 为脚本添加可执行权限：

   chmod +x /home/labex/project/environment.sh
   

5. 运行脚本：

   ./environment.sh
   

   你应该会看到类似以下的输出（实际值取决于你的系统配置）：

   Home directory: /home/labex
   Current user: labex
   Shell being used: /bin/zsh
   Current PATH: /usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/usr/local/games:/snap/bin
   My new variable: Hello from my variable
   MY_VARIABLE in child process: Hello from my variable
   MY_VARIABLE after unsetting:
   

   该脚本演示了如何访问现有的环境变量、创建新变量以及删除它们。

总结

在本实验中，你学习了如何在 Linux 中使用 Shell 变量。你探索了变量的创建与引用、使用命令替换将命令输出赋值给变量、使用变量执行算术运算以及操作环境变量。这些技能构成了 Shell 脚本编写的重要基础，在你继续深入学习 Linux 系统时将发挥巨大作用。

本实验的关键收获包括：

• 创建和引用 Shell 变量
• 在不同场景下使用特殊的变量引用语法
• 利用命令替换捕获命令输出
• 使用 Shell 变量执行算术运算
• 操作环境变量

在你继续探索 Linux 和 Shell 脚本的过程中，请记住变量是存储和操作数据的强大工具。尝试在你的脚本中使用它们，使你的代码更加灵活且可重用。