第一个shell脚本

在之前的学习中，我们已经掌握了许多强大的命令行工具，就像是收集了满满一箱的乐高积木。我们可以手动地、一块一块地拼接它们，解决各种问题。但你是否想过，如果能设计一张图纸，让Shell这个“机器人助手”自动为我们完成复杂的拼装工作，那该多好？

这完全可以做到！通过编写Shell脚本，我们就能将零散的命令组合成强大的自动化程序，让Shell化身为能够独立完成复杂任务序列的得力干将。

简单来说，Shell脚本就是一个纯文本文件，里面装着我们希望Shell按顺序执行的一系列命令。你可以把它想象成一份给Shell的“任务清单”或者一个“电影剧本”。 Shell会逐行阅读这份文件，然后像一个忠实的演员一样，一丝不苟地执行我们写下的每一个指令，仿佛我们正在命令行前亲自输入一样。

Shell的独特之处在于，它既是与系统交互的强大命令行界面，也是一种脚本语言的解释器。 这意味着，几乎所有能在命令行上做的事情，都能在脚本里实现；反之亦然。我们之前学习的许多技巧都侧重于即时交互，而现在，我们要探索如何利用Shell的编程特性，释放其全部潜力。

编写你的第一个Shell脚本

要成功创建并运行一个Shell脚本，我们需要完成三件大事。这就像上演一出戏剧，需要先有剧本，再授权演出，最后还要找到合适的舞台。

第一步：撰写“剧本”

Shell脚本是纯文本文件，所以我们需要一个文本编辑器来书写。遵循编程界的传统，我们来创建一个经典的“Hello World”程序作为第一个脚本。打开你喜欢的文本编辑器，输入以下内容：

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#!/bin/bash
# 这是我们的第一个脚本，它将向世界问好！
echo 'Hello World!'

让我们来解密这段代码。最后一行 echo 'Hello World!' 我们很熟悉，就是让终端打印出一行文字。

第二行以 # 开头，这是一个注释。注释是写给人类读者看的笔记，Shell会忽略它。你可以在脚本的任何地方用它来解释代码的用途，甚至可以在命令的末尾添加注释。

第一行 #!/bin/bash 则暗藏玄机。它虽然也以#开头，但#!这个组合非常特殊，它被称为 Shebang。

现在，我们将这个文件保存为 hello_world。

第二步：授予“执行权”

刚刚创建的 hello_world 文件，在系统看来只是一段普通的文本，就像一份写好了但未被批准的计划书。我们必须明确授予它“可执行”的身份，系统才敢运行它。还记得我们在权限部分学过的嘛？这个授权仪式通过 chmod 命令完成。

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# 查看一下文件当前权限，你会发现它没有 'x' (执行)权限
$ ls -l hello_world
-rw-r--r-- 1 user user 63 Mar 07 10:10 hello_world
 
# 使用 chmod 755 赋予执行权限
$ chmod 755 hello_world
 
# 再次查看，现在它有了 'x' 权限，变成可执行文件了！
$ ls -l hello_world
-rwxr-xr-x 1 user user 63 Mar 07 10:10 hello_world

755 是一个常用的权限组合，它意味着文件的所有者（也就是你）可以读、写、执行它，而其他人只能读取和执行。对于只给自己使用的私人脚本，你也可以使用 700 权限，这样就只有你自己能操作它了。

第三步：为脚本“安家”

现在我们的脚本已经具备了执行资格，是时候让它登台表演了。尝试在终端直接输入它的名字：

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$ hello_world
bash: hello_world: command not found

出错了！为什么系统找不到我们的脚本？这和它的“住址”有关。当我们输入一个命令时，Shell并不会搜遍整个电脑，而是只在一些固定的“常用地址簿”里查找。这个地址簿，就是一个名为 PATH 的环境变量。 我们可以用 echo 命令看看这个地址簿里都记录了哪些路径：

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$ echo $PATH
/home/user/bin:/usr/local/bin:/usr/bin:/bin

这是一个以冒号分隔的目录列表。Shell会依次在这些目录中寻找与我们输入的命令同名的可执行文件。问题显而易见：我们刚刚创建的 hello_world 脚本所在的目录，并不在这个列表里。

为了解决这个问题，我们有两种主要方式。第一种是使用明确的路径来“点名”要执行的脚本：

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$ ./hello_world
Hello World!

这里的 ./ 指的就是“当前目录”。这个方法虽然能解决问题，但每次执行都要多打几个字符，不够优雅。 更一劳永逸的方法，是把脚本的“住址”也加入到Shell的“地址簿”(PATH)中。一个最佳实践是，在你的家目录 (~) 下创建一个名为 bin 的目录，专门用来存放你自己的个人脚本。

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$ mkdir ~/bin
$ mv hello_world ~/bin

然后，我们将 ~/bin 这个路径添加到 PATH 变量中。这样，每次我们登录时，Shell都会自动把这个目录加载到它的搜索路径里。 大多数Linux发行版已经为你做好了这个设置，只要 ~/bin 目录存在，下次登录时它就会被自动添加。如果没有，你可以通过修改 ~/.bashrc 文件来手动添加。

现在，无论你位于哪个目录下，都可以直接通过名字来调用你的脚本了，就像使用 ls 或 cd 一样方便！

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$ hello_world
Hello World!

存放与格式化

随着你编写的脚本越来越多，如何更好地组织和书写它们就变得重要起来。良好的习惯不仅能让你自己用起来更方便，也能让别人更容易理解你的代码。

脚本的安放艺术

我们已经知道 ~/bin 是存放个人脚本的绝佳位置，可以看作是你的“私人工具箱”。当脚本需要被系统上的所有用户共享时，一个约定俗成的“公共工具箱”是 /usr/local/bin。 而对于那些只有系统管理员（root用户）才有权执行的管理类脚本，则有专门的“管理员工具箱”，即 /usr/local/sbin。遵循这些存放规范，就像把工具分门别类地放在工具房里，让整个系统环境井然有序。

代码的可读性

编写脚本不仅仅是为了让电脑执行，更是为了让人类（包括未来的你）能够轻松阅读和维护。清晰易读的代码是高质量脚本的标志。因此在合适的地方添加注释，使用有意义的变量名，以及使用合适的缩进和换行，都是提高代码可读性的重要技巧。

钟爱长选项

许多命令的选项都有“短形式”和“长形式”，比如 ls -a 和 ls --all。在命令行中，为了追求速度，我们倾向于使用短选项。但在脚本里，我们应该反其道而行之，优先使用长选项。

ls --all --directory 虽然比 ls -ad 啰嗦，但它的含义一目了然，无需查阅手册就能明白其意图。这种自解释的代码风格能极大地提升脚本的可读性。

巧用换行与缩进

当遇到一个非常长、非常复杂的命令时，把它写在一行里会让读者头晕眼花。我们可以使用反斜杠 \ 作为续行符，将一个长命令分解成多行，并配合缩进，使其逻辑结构清晰地展现出来。

观察下面这个复杂的 find 命令，它被写成了一行：

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$ find playground \( -type f -not -perm 0600 -exec chmod 0600 ‘{}’ ‘;’ \) -or \( -type d -not -perm 0700 -exec chmod 0700 ‘{}’ ‘;’ \)

第一眼看过去是不是感觉无从下手？现在，我们用换行和缩进来改造它：

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find playground \
    \( \
        -type f \
        -not -perm 0600 \
        -exec chmod 0600 ‘{}’ ‘;’ \
    \) \
    -or \
    \( \
        -type d \
        -not -perm 0700 \
        -exec chmod 0700 ‘{}’ ‘;’

这样一格式化，命令的结构和逻辑——“寻找 playground 目录下的文件或目录，如果文件权限不是0600则修改，或者如果目录权限不是0700则修改”——就变得一清二楚了。这是提升复杂脚本可维护性的关键技巧。