变量、字符串与输入输出

1️⃣ 变量基础

变量定义与赋值

#!/bin/bash

# 定义变量（=两侧不能有空格！）
name="张运维"
age=28
city="濮阳"

# 引用变量：$变量名 或 ${变量名}（推荐后者）
echo "姓名：$name"
echo "年龄：${age} 岁"

# 命令替换：$() 或 反引号（推荐前者）
today=$(date '+%Y-%m-%d')
hostname=$(hostname)
echo "今天是 $today，主机为 $hostname"

# 只读变量
readonly PI=3.14159
# PI=3 # 会报错：readonly variable
bash

变量类型声明（declare）

declare -i num=10     # 整数型
declare -r CONST="abc" # 只读
declare -x MYVAR="val" # 导出为环境变量（等同于 export）
declare -a arr          # 普通数组
declare -A map          # 关联数组（字典）
bash

2️⃣ 环境变量 vs 局部变量

# 局部变量：只在当前 Shell/脚本中有效
my_var="local value"

# 环境变量：导出到子进程
export MY_ENV="exported"

# 查看所有环境变量
env
printenv

# 常用内置环境变量
echo $PATH     # 命令搜索路径
echo $HOME     # 用户家目录
echo $USER     # 当前用户名
echo $SHELL    # 当前 Shell 路径
echo $PWD      # 当前工作目录
echo $HOSTNAME # 主机名
bash

3️⃣ 字符串操作（核心重点）

字符串截取

str="Hello, Shell World!"

# 获取长度
echo ${#str}           # 19

# 截取：${变量:起始位置:长度}
echo ${str:0:5}        # Hello
echo ${str:7}          # Shell World!（从第7个到末尾）
echo ${str: -6}        # orld!（从倒数第6个）
bash

字符串替换与删除

filename="backup-2026-05-21.tar.gz"

# 替换（第一个匹配）
echo ${filename/2026/2025}     # backup-2025-05-21.tar.gz

# 全局替换
echo ${filename//-/_}          # backup_2026_05_21.tar.gz

# 删除前缀（最短匹配 #，最长匹配 ##）
echo ${filename#backup-}       # 2026-05-21.tar.gz
echo ${filename##*.}           # gz（获取最终扩展名）

# 删除后缀（最短匹配 %，最长匹配 %%）
echo ${filename%.*}           # backup-2026-05-21.tar
echo ${filename%%.*}          # backup-2026-05-21（去掉所有扩展名）
bash

变量默认值

# ${var:-default}  变量未设置或为空时使用默认值
echo ${name:-"未知用户"}

# ${var:=default}  变量未设置时赋值并使用默认值
echo ${port:=8080}

# ${var:+value}    变量已设置时才使用 value
echo ${debug:+" [DEBUG] "}

# ${var:?message}  变量未设置时输出错误并退出
echo ${DB_HOST:?"ERROR: 必须设置 DB_HOST 环境变量"}
bash

大小写转换（Bash 4+）

str="Hello World"
echo ${str^^}    # HELLO WORLD（全大写）
echo ${str,,}    # hello world（全小写）
echo ${str^}     # Hello world（首字母大写）
bash

4️⃣ 位置参数与特殊变量

#!/bin/bash
# 假设执行：./script.sh arg1 arg2 arg3

echo "脚本名：$0"         # ./script.sh
echo "第1个参数：$1"      # arg1
echo "第2个参数：$2"      # arg2
echo "参数总数：$#"       # 3
echo "所有参数：$@"       # arg1 arg2 arg3
echo "所有参数：$*"       # arg1 arg2 arg3（和$@区别见下文）

# $@ 与 $* 的区别（在双引号内）：
# "$@" 每个参数单独作为一个词 -> "arg1" "arg2" "arg3"
# "$*" 所有参数合并为一个词 -> "arg1 arg2 arg3"
# 推荐始终使用 "$@"

# shift：移位参数（每次调用，$1变为原$2，$2变为原$3...）
shift
echo "shift后的第1个参数：$1"  # arg2
bash

5️⃣ read 交互输入

#!/bin/bash

# 基本读取
read -p "请输入用户名: " username
echo "你好, $username!"

# 读取密码（不回显）
read -sp "请输入密码: " password
echo  # 换行

# 超时设置
read -t 10 -p "10秒内确认 [y/N]: " confirm

# 读取多个变量
read -p "输入姓名和年龄（空格分隔）: " name age

# 读取整行，保留空格
read -r line

# 逐行读取文件
while IFS= read -r line; do
    echo "行内容: $line"
done < /etc/hosts
bash

6️⃣ 输入输出重定向

# 标准输入  stdin  = 文件描述符 0
# 标准输出  stdout = 文件描述符 1
# 标准错误  stderr = 文件描述符 2

# 输出重定向（覆盖）
echo "hello" > output.txt

# 输出重定向（追加）
echo "world" >> output.txt

# 错误重定向
ls /nonexist 2> error.log

# 同时重定向标准输出和标准错误到同一文件
command > all.log 2>&1
# Bash 4+ 简写
command &> all.log

# 丢弃输出（/dev/null 是黑洞设备）
command >/dev/null 2>&1

# 输入重定向
sort < input.txt

# Here Document（内嵌多行文本）
cat << EOF
第一行
第二行
第三行
EOF

# Here String（单行字符串作为输入）
grep "hello" <<< "hello world"
bash

管道（Pipeline）

# 管道：将前一个命令的 stdout 作为后一个命令的 stdin
ps aux | grep nginx | grep -v grep

# 统计活跃连接数
ss -tn | grep ESTABLISHED | wc -l

# 按磁盘用量排序
du -sh /var/* | sort -rh | head -10

# tee：同时输出到文件和终端
df -h | tee disk_report.txt

# xargs：将stdin转为命令参数
find . -name "*.log" | xargs rm -f
bash