二、shell脚本--变量与数据类型

1. 变量的定义与使用

定义变量：简单直接

在 Shell 里定义变量相当容易：

基本格式: variable_name=value
关键点 ❗：赋值号 = 的两边绝对不能有空格！这绝对是初学者最容易踩的坑之一 😨，务必留意！
起名字的规矩: 变量名通常由字母、数字、下划线构成，而且不能用数字开头。大家习惯用全大写表示环境变量或脚本常量，用小写或驼峰式表示本地变量。
值的“类型”: Shell 对变量不太讲究类型，基本上都当字符串来看待。就算你存个数字，它本质上也是个字符串（不过在做数学计算时，Shell 会尝试把它当数字处理）。
给值加引号的学问:
- 如果值里没有空格或特殊符号，可以省略引号：myvar=hello
- 如果值里有空格，必须用单引号 ' ' 或双引号 " " 包起来：mymessage='Hello World' 或 mymessage="Hello World"
- 单引号 (’ ')：“死心眼”引用。里面写啥就是啥，完全按字面处理，变量 ($var) 不会展开，特殊字符也失去魔力。
- 双引号 (" ")：“灵活”引用。里面的变量引用 ($var) 会被替换成值，某些特殊字符（像 $、\、```````）仍然有效。

# 正确的变量定义
name="Alice"
age=30
city="Beijing"
greeting1='你好, ${name}!' # 单引号内 ${name} 不会被替换
greeting2="你好, ${name}!" # 双引号内 ${name} 会被替换成 Alice# 错误的变量定义 (等号两边有空格)
# wrong_var = "error"

引用变量：取出仓库里的东西

想拿到或用上变量存的值，就在变量名前面加个 $ 符号：

基础用法: $variable_name
更稳妥的用法: ${variable_name} (用花括号 {} 包起来)

为什么推荐用 ${}？ 🤔

划清界限: 当变量名后面紧跟着其他字符时，花括号能明确告诉 Shell 变量名到哪里结束，避免混淆。比如 ${user}_id 就很清晰。
高级玩法: 之后要玩转字符串操作（比如截取、替换），花括号是必备的。

#!/bin/bashuser="Bob"
action="studying"
echo "用户是: ${user}" # 输出 用户是: Bob
echo "${user} 正在 ${action} Shell。" # 输出 Bob 正在 studying Shell。

只读变量与删除变量

只读变量 (Read-only): 把它锁起来 🛡️
- 用 readonly 命令，能让一个变量变成只读。
- 一旦设为只读，它的值就不能再改，也不能用 unset 删除。
- 适合定义脚本里不希望被意外修改的常量值。

#!/bin/bashreadonly app_version="1.0.2"
echo "当前应用版本: ${app_version}"# 尝试修改会报错
# app_version="1.0.3" # Error!# 尝试删除也会报错
# unset app_version # Error!

删除变量 (Unset): 清空仓库 🗑️
- 用 unset 命令可以彻底删除一个变量（名字和值都没了）。
- 记住: readonly 的变量是删不掉的。

#!/bin/bashtmp_dir="/tmp/my_app_temp"
echo "临时目录: ${tmp_dir}"unset tmp_dir # 删除这个变量# 再用它，就是空的了
echo "删除后的临时目录: ${tmp_dir}" # 这里会输出空行

2. 变量的作用域与类型

搞清楚变量在什么地方能用（作用域）非常关键。Shell 里主要有两大类作用域的变量：

本地变量 (普通变量) 🏠

如何产生: 默认就是它！只要你用 variable_name=value 这样直接赋值，得到的就是本地变量。
活动范围: 非常有限，只在创建它的那个当前的 Shell 进程里有效。可以想象成你房间里的私人物品，别人进不来拿不到。
传给下一代? 不行 ❌。它不会被当前 Shell 启动的子进程（比如你运行的另一个脚本或命令）自动认识。子进程对父进程的本地变量一无所知。

#!/bin/bash
# 定义本地变量
my_secret="这是我的小秘密"
echo "父脚本说，我有秘密: ${my_secret}"# 启动一个子 Shell 试试看
echo "--- 启动子 Shell ---"
bash -c 'echo "子 Shell 说，秘密是啥？ ${my_secret}"' # 这里 ${my_secret} 是空的，子 Shell 拿不到
echo "--- 子 Shell 结束 ---"

环境变量 (全局变量) 🌍 与 `export` 命令：让信息传递下去

活动范围: 环境变量的影响力更大，不只在当前 Shell 里有效。
传给下一代? 可以 ✅！它们能被当前 Shell 启动的所有子进程继承。就像家族的公开信息，子子孙孙都能知道和使用。
魔法棒 export ✨: 想让一个变量从本地的“私人物品”变成能被子进程继承的“公开信息”（环境变量）吗？那就得用 export 命令！export 的核心作用就是把一个变量“发布”到环境中去。

export 的两种常见姿势 ✌️:

1.先有鸡（本地变量），再有蛋（导出）:

# 1. 先定义一个普普通通的本地变量
my_local_var="初始值"
# 2. 然后，用 export 把它“提拔”成环境变量
export my_local_var

2.一步到位，定义的同时就导出: (这种更常用、简洁)

export shared_config_path="/etc/my_app/config"

效果立竿见影: 变量一旦被 export，就光荣地成为了环境变量。从此刻起，这个 Shell 再启动任何新的子进程，这些子进程都能看到并使用这个环境变量了。
实例见真章:

#!/bin/bash
# 本地变量，无法继承
local_info="只在父脚本可见"
# 用 export 创建环境变量，可以继承
export shared_info="父子都能看到"echo "父脚本说，本地信息: ${local_info}"
echo "父脚本说，共享信息: ${shared_info}"# 启动子 Shell 来验证
echo "--- 启动子 Shell ---"
bash -c 'echo "子 Shell 说，本地信息: ${local_info}"; echo "子 Shell 说，共享信息: ${shared_info}"'
# 注意看输出：子 Shell 里的 local_info 是空的，但 shared_info 有值！
echo "--- 子 Shell 结束 ---"

查看当前的环境变量 📋: 想知道当前环境里都有哪些“公开信息”？在终端敲 env 或者 printenv 命令就行。你会看到很多系统预设的环境变量（比如 PATH, HOME, USER 等），以及你自己用 export 添加的那些。

让环境变量“永久生效”：修改配置文件 ⚙️

上面用 export 设置的环境变量只是临时的，一旦你关闭当前的 Shell 窗口（终端），它们就消失了 💨。如果希望某个环境变量长期有效，每次打开新终端都能用，就需要把它写进 Shell 的配置文件里。

常见的配置文件 (Bash 为例):
- ~/.bashrc: 最常用 👍。每次打开新的交互式 Shell（比如新开一个终端窗口）时，这里面的命令会被执行。非常适合放个人常用的环境变量和别名。
- ~/.bash_profile (或 ~/.profile): 当你登录系统时（比如 TTY 登录，或者 SSH 登录）会执行一次。它通常会调用 ~/.bashrc。如果主要在图形界面下开终端，~/.bashrc 更常用。
- /etc/profile: 系统全局的配置文件，影响所有用户的登录 Shell。修改它需要管理员权限。
如何配置:
1. 选择一个合适的配置文件（初学者推荐 ~/.bashrc）。
2. 用文本编辑器打开它 (e.g., nano ~/.bashrc 或 vim ~/.bashrc)。
3. 在文件末尾添加你的 export 命令，例如：
```
export MY_API_KEY="your_secret_api_key_here"
export JAVA_HOME="/usr/lib/jvm/java-11-openjdk-amd64"
```
4. 保存文件并退出编辑器。
5. 让更改生效:
  - 方法一 (推荐): 在当前终端执行 source ~/.bashrc 命令，立即加载配置。
  - 方法二: 关闭当前终端，重新打开一个新的终端窗口，新窗口会自动加载 .bashrc。

示例：添加一个永久环境变量

# 把 export 命令追加到 .bashrc 文件末尾
echo 'export MY_APP_DATA_DIR="/var/myapp/data"' >> ~/.bashrc# 让当前终端也立刻知道这个新变量
source ~/.bashrc# 现在可以验证一下了
echo "我的应用数据目录是: ${MY_APP_DATA_DIR}"

现在，每次你打开新的终端，${MY_APP_DATA_DIR} 这个变量就自动可用了！🎉

本地变量 vs 环境变量：总结回顾 🆚

特性	本地变量 (普通变量) 🏠	环境变量 (全局变量) 🌍
定义方式	`variable_name=value` (默认)	使用 `export` 命令 (如 `export var=val`)
作用域	仅限当前 Shell 进程	当前 Shell 进程及其所有子进程
继承性	不被子进程继承 ❌	可被子进程继承 ✅
持久性	临时，随 Shell 关闭消失	临时（若仅 `export`），可配置为永久（修改配置文件）
关键命令	(默认)	`export` (设置/导出), `env`/`printenv` (查看)
用途	脚本内部计算、临时存储	`PATH`设置、跨脚本共享配置、传递给子命令

一句话总结: 默认变量是本地的，用 export 把它变成环境变量，才能让子进程看到。想永久生效？写进配置文件 (~/.bashrc)。

变量	描述
`$0`	当前脚本的名称
`$1` 至 `$9`	脚本传递给脚本的第一个到第九个参数
`$#`	脚本传递给脚本的参数个数
`$@`	脚本传递给脚本的所有参数（如果加引号：“$@”，每个参数保持独立）
`$*`	脚本传递给脚本的所有参数（如果加引号：“$*”，参数作为一个整体）
`$$`	当前脚本的进程ID
`$!`	最近一次后台运行命令的进程ID
`$?`	上一个命令的退出状态码
`$_`	上一个命令的最后一个参数
`$-`	当前Shell的选项
`$IFS`	输入字段分隔符，默认是空格、制表符和换行符赞

位置参数变量 🔢

(同前) 脚本运行时，跟在后面的参数。用 $0, $1, $2…${10}… 引用。

#!/bin/bash
# 文件名: show_params.sh
echo "脚本名字 (\$0): $0"
echo "第一个参数 (\$1): $1"
echo "第二个参数 (\$2): $2"
# 执行方式: ./show_params.sh apple banana

特殊变量 ✨

(同前) Shell 自带的，有特殊含义。$# (个数), $* (整体参数), $@ (独立参数), $? (退出码), $$ (当前PID), $! (后台PID)。

#!/bin/bash
# 文件名: special_vars.sh
echo "收到参数个数 (\$#): $#"
ls /no_such_file_or_dir # 制造一个错误
echo "上个命令是否成功 (\$?): $?" # 0 代表成功, 非 0 代表失败
echo "本脚本的进程号 (\$\$): $$"
echo "--- 逐个看参数 ---"
idx=1
for param in "$@" # 推荐用 "$@" 来循环处理所有参数
do
echo "第 ${idx} 个参数是: ${param}"
idx=$((idx + 1))
done
# 执行方式: ./special_vars.sh "带空格的参数" 第二个参数

3. 字符串操作 ✂️🔗📏

(这部分内容和之前的版本相同，变量名英文，提示中文，无代码缩进)

字符串的定义与拼接

(同前)

#!/bin/bash
prefix="file_"
timestamp=$(date +%Y%m%d)
full_filename="${prefix}${timestamp}.log"
echo "完整文件名: ${full_filename}"

获取字符串长度 📏

(同前) ${#variable_name}

#!/bin/bash
sentence="学习 Shell 很有趣！"
len=${#sentence}
echo "这句话是: '${sentence}'"
echo "它的长度是: ${len}"

提取子字符串 ✂️

(同前) ${variable_name:offset:length}

#!/bin/bash
full_url="https://example.com/products/item123"
protocol=${full_url:0:5} # 从第0位开始，取5个字符
echo "协议是: ${protocol}" # https
product_id=${full_url:26} # 从第26位开始，取到末尾
echo "产品ID是: ${product_id}" # item123

字符串替换 🔁

(同前) ${var/pat/rep} (首个), ${var//pat/rep} (全部)

#!/bin/bash
raw_text="path is /home/user/data dir"
fixed_text=${raw_text/path is/directory is} # 替换第一个
echo "修正后的文本: ${fixed_text}"
no_spaces=${raw_text// /_} # 替换所有空格为下划线
echo "无空格版本: ${no_spaces}"