# 变量 ## 简介 Bash 变量分成环境变量和自定义变量两类。 ### 环境变量 环境变量是 Bash 环境自带的变量，进入 Shell 时已经定义好了，可以直接使用。它们通常是系统定义好的，也可以由用户从父 Shell 传入子 Shell。 `env`命令或`printenv`命令，可以显示所有环境变量。 ```bash $ env # 或者 $ printenv ``` 下面是一些常见的环境变量。 - `BASHPID`：Bash 进程的进程 ID。 - `BASHOPTS`：当前 Shell 的参数，可以用`shopt`命令修改。 - `DISPLAY`：图形环境的显示器名字，通常是`:0`，表示 X Server 的第一个显示器。 - `EDITOR`：默认的文本编辑器。 - `HOME`：用户的主目录。 - `HOST`：当前主机的名称。 - `IFS`：词与词之间的分隔符，默认为空格。 - `LANG`：字符集以及语言编码，比如`zh_CN.UTF-8`。 - `PATH`：由冒号分开的目录列表，当输入可执行程序名后，会搜索这个目录列表。 - `PS1`：Shell 提示符。 - `PS2`： 输入多行命令时，次要的 Shell 提示符。 - `PWD`：当前工作目录。 - `RANDOM`：返回一个0到32767之间的随机数。 - `SHELL`：Shell 的名字。 - `SHELLOPTS`：启动当前 Shell 的`set`命令的参数，参见《set 命令》一章。 - `TERM`：终端类型名，即终端仿真器所用的协议。 - `UID`：当前用户的 ID 编号。 - `USER`：当前用户的用户名。 很多环境变量很少发生变化，而且是只读的，可以视为常量。由于它们的变量名全部都是大写，所以传统上，如果用户要自己定义一个常量，也会使用全部大写的变量名。 注意，Bash 变量名区分大小写，`HOME`和`home`是两个不同的变量。 查看单个环境变量的值，可以使用`printenv`命令或`echo`命令。 ```bash $ printenv PATH # 或者 $ echo $PATH ``` 注意，`printenv`命令后面的变量名，不用加前缀`$`。 ### 自定义变量 自定义变量是用户在当前 Shell 里面自己定义的变量，仅在当前 Shell 可用。一旦退出当前 Shell，该变量就不存在了。 `set`命令可以显示所有变量（包括环境变量和自定义变量），以及所有的 Bash 函数。 ```bash $ set ``` ## 创建变量 用户创建变量的时候，变量名必须遵守下面的规则。 - 字母、数字和下划线字符组成。 - 第一个字符必须是一个字母或一个下划线，不能是数字。 - 不允许出现空格和标点符号。 变量声明的语法如下。 ```bash variable=value ``` 上面命令中，等号左边是变量名，右边是变量。注意，等号两边不能有空格。 如果变量的值包含空格，则必须将值放在引号中。 ```bash myvar="hello world" ``` Bash 没有数据类型的概念，所有的变量值都是字符串。 下面是一些自定义变量的例子。 ```bash a=z # 变量 a 赋值为字符串 z b="a string" # 变量值包含空格，就必须放在引号里面 c="a string and $b" # 变量值可以引用其他变量的值 d="\t\ta string\n" # 变量值可以使用转义字符 e=$(ls -l foo.txt) # 变量值可以是命令的执行结果 f=$((5 * 7)) # 变量值可以是数学运算的结果 ``` 变量可以重复赋值，后面的赋值会覆盖前面的赋值。 ```bash $ foo=1 $ foo=2 $ echo $foo 2 ``` 上面例子中，变量`foo`的第二次赋值会覆盖第一次赋值。 如果同一行定义多个变量，必须使用分号（`;`）分隔。 ```bash $ foo=1;bar=2 ``` 上面例子中，同一行定义了`foo`和`bar`两个变量。 ## 读取变量 读取变量的时候，直接在变量名前加上`$`就可以了。 ```bash $ foo=bar $ echo $foo bar ``` 每当 Shell 看到以`$`开头的单词时，就会尝试读取这个变量名对应的值。 如果变量不存在，Bash 不会报错，而会输出空字符。 由于`$`在 Bash 中有特殊含义，把它当作美元符号使用时，一定要非常小心， ```bash $ echo The total is $100.00 The total is 00.00 ``` 上面命令的原意是输入`$100`，但是 Bash 将`$1`解释成了变量，该变量为空，因此输入就变成了`00.00`。所以，如果要使用`$`的原义，需要在`$`前面放上反斜杠，进行转义。 ```bash $ echo The total is \$100.00 The total is $100.00 ``` 读取变量的时候，变量名也可以使用花括号`{}`包围，比如`$a`也可以写成`${a}`。这种写法可以用于变量名与其他字符连用的情况。 ```bash $ a=foo $ echo $a_file $ echo ${a}_file foo_file ``` 上面代码中，变量名`a_file`不会有任何输出，因为 Bash 将其整个解释为变量，而这个变量是不存在的。只有用花括号区分`$a`，Bash 才能正确解读。 事实上，读取变量的语法`$foo`，可以看作是`${foo}`的简写形式。 如果变量的值本身也是变量，可以使用`${!varname}`的语法，读取最终的值。 ```bash $ myvar=USER $ echo ${!myvar} ruanyf ``` 上面的例子中，变量`myvar`的值是`USER`，`${!myvar}`的写法将其展开成最终的值。 如果变量值包含连续空格（或制表符和换行符），最好放在双引号里面读取。 ```bash $ a="1 2 3" $ echo $a 1 2 3 $ echo "$a" 1 2 3 ``` 上面示例中，变量`a`的值包含两个连续空格。如果直接读取，Shell 会将连续空格合并成一个。只有放在双引号里面读取，才能保持原来的格式。 ## 删除变量 `unset`命令用来删除一个变量。 ```bash unset NAME ``` 这个命令不是很有用。因为不存在的 Bash 变量一律等于空字符串，所以即使`unset`命令删除了变量，还是可以读取这个变量，值为空字符串。 所以，删除一个变量，也可以将这个变量设成空字符串。 ```bash $ foo='' $ foo= ``` 上面两种写法，都是删除了变量`foo`。由于不存在的值默认为空字符串，所以后一种写法可以在等号右边不写任何值。 ## 输出变量，export 命令 用户创建的变量仅可用于当前 Shell，子 Shell 默认读取不到父 Shell 定义的变量。为了把变量传递给子 Shell，需要使用`export`命令。这样输出的变量，对于子 Shell 来说就是环境变量。 `export`命令用来向子 Shell 输出变量。 ```bash NAME=foo export NAME ``` 上面命令输出了变量`NAME`。变量的赋值和输出也可以在一个步骤中完成。 ```bash export NAME=value ``` 上面命令执行后，当前 Shell 及随后新建的子 Shell，都可以读取变量`$NAME`。 子 Shell 如果修改继承的变量，不会影响父 Shell。 ```bash # 输出变量 $foo $ export foo=bar # 新建子 Shell $ bash # 读取 $foo $ echo $foo bar # 修改继承的变量 $ foo=baz # 退出子 Shell $ exit # 读取 $foo $ echo $foo bar ``` 上面例子中，子 Shell 修改了继承的变量`$foo`，对父 Shell 没有影响。 ## 特殊变量 Bash 提供一些特殊变量。这些变量的值由 Shell 提供，用户不能进行赋值。 （1）`$?` `$?`为上一个命令的退出码，用来判断上一个命令是否执行成功。返回值是`0`，表示上一个命令执行成功；如果不是零，表示上一个命令执行失败。 ```bash $ ls doesnotexist ls: doesnotexist: No such file or directory $ echo $? 1 ``` 上面例子中，`ls`命令查看一个不存在的文件，导致报错。`$?`为1，表示上一个命令执行失败。 （2）`$$` `$$`为当前 Shell 的进程 ID。 ```bash $ echo $$ 10662 ``` 这个特殊变量可以用来命名临时文件。 ```bash LOGFILE=/tmp/output_log.$$ ``` （3）`$_` `$_`为上一个命令的最后一个参数。 ```bash $ grep dictionary /usr/share/dict/words dictionary $ echo $_ /usr/share/dict/words ``` （4）`$!` `$!`为最近一个后台执行的异步命令的进程 ID。 ```bash $ firefox & [1] 11064 $ echo $! 11064 ``` 上面例子中，`firefox`是后台运行的命令，`$!`返回该命令的进程 ID。 （5）`$0` `$0`为当前 Shell 的名称（在命令行直接执行时）或者脚本名（在脚本中执行时）。 ```bash $ echo $0 bash ``` 上面例子中，`$0`返回当前运行的是 Bash。 （6）`$-` `$-`为当前 Shell 的启动参数。 ```bash $ echo $- himBHs ``` （7）`$@`和`$#` `$#`表示脚本的参数数量，`$@`表示脚本的参数值，参见脚本一章。 ## 变量的默认值 Bash 提供四个特殊语法，跟变量的默认值有关，目的是保证变量不为空。 ```bash ${varname:-word} ``` 上面语法的含义是，如果变量`varname`存在且不为空，则返回它的值，否则返回`word`。它的目的是返回一个默认值，比如`${count:-0}`表示变量`count`不存在时返回`0`。 ```bash ${varname:=word} ``` 上面语法的含义是，如果变量`varname`存在且不为空，则返回它的值，否则将它设为`word`，并且返回`word`。它的目的是设置变量的默认值，比如`${count:=0}`表示变量`count`不存在时返回`0`，且将`count`设为`0`。 ```bash ${varname:+word} ``` 上面语法的含义是，如果变量名存在且不为空，则返回`word`，否则返回空值。它的目的是测试变量是否存在，比如`${count:+1}`表示变量`count`存在时返回`1`（表示`true`），否则返回空值。 ```bash ${varname:?message} ``` 上面语法的含义是，如果变量`varname`存在且不为空，则返回它的值，否则打印出`varname: message`，并中断脚本的执行。如果省略了`message`，则输出默认的信息“parameter null or not set.”。它的目的是防止变量未定义，比如`${count:?"undefined!"}`表示变量`count`未定义时就中断执行，抛出错误，返回给定的报错信息`undefined!`。 上面四种语法如果用在脚本中，变量名的部分可以用数字`1`到`9`，表示脚本的参数。 ```bash filename=${1:?"filename missing."} ``` 上面代码出现在脚本中，`1`表示脚本的第一个参数。如果该参数不存在，就退出脚本并报错。 ## declare 命令 `declare`命令可以声明一些特殊类型的变量，为变量设置一些限制，比如声明只读类型的变量和整数类型的变量。 它的语法形式如下。 ```bash declare OPTION VARIABLE=value ``` `declare`命令的主要参数（OPTION）如下。 - `-a`：声明数组变量。 - `-f`：输出所有函数定义。 - `-F`：输出所有函数名。 - `-i`：声明整数变量。 - `-l`：声明变量为小写字母。 - `-p`：查看变量信息。 - `-r`：声明只读变量。 - `-u`：声明变量为大写字母。 - `-x`：该变量输出为环境变量。 `declare`命令如果用在函数中，声明的变量只在函数内部有效，等同于`local`命令。 不带任何参数时，`declare`命令输出当前环境的所有变量，包括函数在内，等同于不带有任何参数的`set`命令。 ```bash $ declare ``` **（1）`-i`参数** `-i`参数声明整数变量以后，可以直接进行数学运算。 ```bash $ declare -i val1=12 val2=5 $ declare -i result $ result=val1*val2 $ echo $result 60 ``` 上面例子中，如果变量`result`不声明为整数，`val1*val2`会被当作字面量，不会进行整数运算。另外，`val1`和`val2`其实不需要声明为整数，因为只要`result`声明为整数，它的赋值就会自动解释为整数运算。 注意，一个变量声明为整数以后，依然可以被改写为字符串。 ```bash $ declare -i var=12 $ var=foo $ echo $var 0 ``` 上面例子中，变量`var`声明为整数，覆盖以后，Bash 不会报错，但会赋以不确定的值，上面的例子中可能输出0，也可能输出的是3。 **（2）`-x`参数** `-x`参数等同于`export`命令，可以输出一个变量为子 Shell 的环境变量。 ```bash $ declare -x foo # 等同于 $ export foo ``` **（3）`-r`参数** `-r`参数可以声明只读变量，无法改变变量值，也不能`unset`变量。 ```bash $ declare -r bar=1 $ bar=2 bash: bar：只读变量 $ echo $? 1 $ unset bar bash: bar：只读变量 $ echo $? 1 ``` 上面例子中，后两个赋值语句都会报错，命令执行失败。 **（4）`-u`参数** `-u`参数声明变量为大写字母，可以自动把变量值转成大写字母。 ```bash $ declare -u foo $ foo=upper $ echo $foo UPPER ``` **（5）`-l`参数** `-l`参数声明变量为小写字母，可以自动把变量值转成小写字母。 ```bash $ declare -l bar $ bar=LOWER $ echo $bar lower ``` **（6）`-p`参数** `-p`参数输出变量信息。 ```bash $ foo=hello $ declare -p foo declare -- foo="hello" $ declare -p bar bar：未找到 ``` 上面例子中，`declare -p`可以输出已定义变量的值，对于未定义的变量，会提示找不到。 如果不提供变量名，`declare -p`输出所有变量的信息。 ```bash $ declare -p ``` **（7）`-f`参数** `-f`参数输出当前环境的所有函数，包括它的定义。 ```bash $ declare -f ``` **（8）`-F`参数** `-F`参数输出当前环境的所有函数名，不包含函数定义。 ```bash $ declare -F ``` ## readonly 命令 `readonly`命令等同于`declare -r`，用来声明只读变量，不能改变变量值，也不能`unset`变量。 ```bash $ readonly foo=1 $ foo=2 bash: foo：只读变量 $ echo $? 1 ``` 上面例子中，更改只读变量`foo`会报错，命令执行失败。 `readonly`命令有三个参数。 - `-f`：声明的变量为函数名。 - `-p`：打印出所有的只读变量。 - `-a`：声明的变量为数组。 ## let 命令 `let`命令声明变量时，可以直接执行算术表达式。 ```bash $ let foo=1+2 $ echo $foo 3 ``` 上面例子中，`let`命令可以直接计算`1 + 2`。 `let`命令的参数表达式如果包含空格，就需要使用引号。 ```bash $ let "foo = 1 + 2" ``` `let`可以同时对多个变量赋值，赋值表达式之间使用空格分隔。 ```bash $ let "v1 = 1" "v2 = v1++" $ echo $v1,$v2 2,1 ``` 上面例子中，`let`声明了两个变量`v1`和`v2`，其中`v2`等于`v1++`，表示先返回`v1`的值，然后`v1`自增。 这种语法支持的运算符，参考《Bash 的算术运算》一章。