Linux自動化運維（Shell與Ansible）（微課版） 課件 項目4 Shell 數(shù)組與函數(shù)

Linux自動化運維項目4：Shell數(shù)組與函數(shù)

學(xué)習(xí)目標(biāo)【知識目標(biāo)】了解Shell數(shù)組的基本概念。了解Shell函數(shù)基本概念和語法。了解函數(shù)的參數(shù)和變量作用域?！炯寄苣繕?biāo)】掌握數(shù)組的定義和使用方法。掌握函數(shù)的定義和使用方法。掌握函數(shù)參數(shù)的使用方法和變量的作用域?！舅刭|(zhì)目標(biāo)】培養(yǎng)讀者的責(zé)任感和獨立思考能力，使其能夠?qū)ψ约旱男袨楹蜎Q策負(fù)責(zé)，并能夠獨立思考問題，做出明智的選擇。培養(yǎng)讀者的邏輯思維能力，使其能夠分析問題，形成嚴(yán)密的推理和論證思維。培養(yǎng)讀者的安全意識，使其注重Shell腳本編程的安全性，避免代碼中出現(xiàn)漏洞，保護(hù)系統(tǒng)的安全。Shell數(shù)組與函數(shù)任務(wù)1：創(chuàng)建和使用數(shù)組目錄/Contents010203索引數(shù)組關(guān)聯(lián)數(shù)組IFS01索引數(shù)組索引數(shù)組數(shù)組是一種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲和操作一組相關(guān)的數(shù)據(jù)。在Shell中，數(shù)組分為索引數(shù)組和關(guān)聯(lián)數(shù)組。索引數(shù)組是一種常見的數(shù)組類型，用于存儲有序的數(shù)據(jù)集合，數(shù)組的每個元素都有一個唯一的索引標(biāo)識其位置，可以使用該索引訪問數(shù)組中的元素，數(shù)組的第一個元素的索引通常是0，第二個元素的索引是1，以此類推。定義索引數(shù)組my_array=(value1value2value3...)上述示例中，my_array表示數(shù)組名，value1、value2、value3等表示數(shù)組元素。linuxos=("openeuler""rhel""centos""ubuntu")linuxversion=(922107)在上述示例中，linuxos數(shù)組包含openeuler、rhel、centos、ubuntu等數(shù)組元素，linuxversion數(shù)組包含9、22、10、7等數(shù)組元素。在Shell中，可以通過使用圓括號和一系列值來定義索引數(shù)組，數(shù)組元素可以是任何Shell支持的數(shù)據(jù)，包括字符串、數(shù)字、命令輸出等。訪問數(shù)組元素索引數(shù)組的元素根據(jù)索引進(jìn)行訪問和操作，索引從0開始。其中，my_array表示數(shù)組名，index表示要訪問的元素的索引。注意，數(shù)組索引從0開始，如果要訪問數(shù)組linuxos的第一個元素，可以使用${linuxos[0]}。linuxos=("openeuler""rhel""centos""ubuntu")echo"${linuxos[0]}"#輸出：openeuler${my_array[index]}修改、刪除數(shù)組元素和獲取數(shù)組長度通過索引將新值賦給數(shù)組元素來修改數(shù)組中的元素。linuxos[2]="centosstream"echo${linuxos[2]}#輸出：centosstream可以使用${#array[@]}來獲取數(shù)組的長度，即數(shù)組元素的個數(shù)。length=${#linuxos[@]}echo"數(shù)組元素個數(shù)：$length"#輸出：數(shù)組元素個數(shù)：4使用unsetarray[index]命令刪除數(shù)組元素，array表示數(shù)組名，index表示要刪除的數(shù)組元素的索引。比如刪除數(shù)組中索引為2的元素，可使用unsetlinuxos[2]命令。unsetlinuxos[2]遍歷數(shù)組使用for語句遍歷索引數(shù)組的所有元素，具體示例如下：linuxos=("openeuler""rhel""centos""ubuntu")forosin"${linuxos[@]}"doecho"$os"done使用while語句遍歷索引數(shù)組的所有元素，具體示例如下：linuxos=("openeuler""rhel""centos""ubuntu")len=${#linuxos[@]}i=0while[$i-lt$len];doecho"${linuxos[$i]}"i=$((i+1))doneShell數(shù)組表達(dá)式在使用for語句和while語句遍歷數(shù)組時，需要使用特定的表達(dá)式來訪問數(shù)組的元素。數(shù)組表達(dá)式是一種特殊的語法，用于訪問數(shù)組中的元素或者獲取數(shù)組的長度等信息。常見的訪問Shell數(shù)組表達(dá)式如表所示：序號表達(dá)式描述1${array[*]}將數(shù)組array的所有元素作為一個整體返回2${array[@]}將數(shù)組array的所有元素作為獨立的值返回3${!array[*]}將數(shù)組array的索引列表作為一個整體返回4${!array[@]}將數(shù)組array的索引作為獨立的值返回5${#array[@]}返回數(shù)組array的元素個數(shù)6${#array}返回數(shù)組array中索引為0的元素的長度7${array[0]}返回數(shù)組array中索引為0的元素8${array[@]:1}返回數(shù)組array中從索引1開始的所有元素9${array[@]:0:3}返回數(shù)組array中從索引0開始的兩個元素10${#array[2]}返回數(shù)組array中索引為2的元素的長度11${array}返回數(shù)組array的第一個元素02關(guān)聯(lián)數(shù)組關(guān)聯(lián)數(shù)組關(guān)聯(lián)數(shù)組（也稱為哈希表或字典）是一種用于存儲鍵值對的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)組中每個鍵都對應(yīng)一個值。可以將關(guān)聯(lián)數(shù)組視為字典（dictionary）或映射，其中鍵是字符串，值可以是任意類型的數(shù)據(jù)。關(guān)聯(lián)數(shù)組的每個元素都有一個唯一的鍵與之關(guān)聯(lián)。關(guān)聯(lián)數(shù)組是Bash4.0開始支持的數(shù)組類型。關(guān)聯(lián)數(shù)組必須首先被聲明，才能使用。使用declare-A命令來聲明一個關(guān)聯(lián)數(shù)組，聲明關(guān)聯(lián)數(shù)組示例如下：declare-Aarray_name也可以在聲明時直接初始化關(guān)聯(lián)數(shù)組：declare-Adistrosdistros=(["Ubuntu"]="GNOME"["Fedora"]="GNOME"["Mint"]="Cinnamon"["Debian"]="GNOME"["Manjaro"]="XFCE")添加、修改和刪除關(guān)聯(lián)數(shù)組元素為關(guān)聯(lián)數(shù)組array_name添加3個元素，每個元素由一個鍵和一個關(guān)聯(lián)的值組成。鍵使用key表示，值使用value表示。array_name[key1]=value1array_name[key2]=value2array_name[key3]=value3訪問關(guān)聯(lián)數(shù)組元素echo${array_name[key1]}修改關(guān)聯(lián)數(shù)組元素array_name[key1]="openeuler"echo${array_name[key1]}#輸出：openeuler刪除元素unsetarray_name["key1"]關(guān)聯(lián)數(shù)組獲取關(guān)聯(lián)數(shù)組所有鍵echo${!array_name[@]}#輸出：key3key2key1遍歷關(guān)聯(lián)數(shù)組元素forkeyin"${!array_name[@]}"doecho"Key:$key,Value:${array_name[$key]}"done#輸出：Key:key3,Value:value3Key:key2,Value:value2Key:key1,Value:openeulerforkeyin“${!array_name[@]}”循環(huán)遍歷數(shù)組array_name的所有鍵。${!array_name[@]}是一種特殊的Shell擴(kuò)展，用于獲取關(guān)聯(lián)數(shù)組的所有鍵。do...done是for循環(huán)的主體部分。do后面跟著循環(huán)體，done表示循環(huán)體的結(jié)束。echo"Key:$key,Value:${array_name[$key]}"命令用于打印當(dāng)前鍵（$key）及其對應(yīng)的值（${array_name[$key]}）。數(shù)組元素的值通過${array_name[$key]}來獲取，其中$key是當(dāng)前迭代的鍵。03IFSIFS在Shell腳本中，IFS（InternalFieldSeparator，內(nèi)部字段分隔符）是一個內(nèi)部變量，用于指定分隔項目列表或值列表的分隔符。默認(rèn)情況下，IFS的值可以為空格、制表符和換行符等，也可以根據(jù)需要自定義。在特定的場景下，可以使用IFS來分隔字符串，并將分隔后的值存儲到Shell數(shù)組中。IFS基本語法如下：IFS=<separator>其中，“separator”表示指定的分隔符?？梢允褂脝蝹€字符或多個字符作為分隔符，多個字符之間不需要使用分隔符分隔開。line="HelloWorld"IFS=""read-rafields<<<"$line"echo"${fields[0]}"#輸出:Helloecho"${fields[1]}"#輸出:World通過空格分隔字符串，具體示例如下：IFS使用IFS指定一個自定義的分隔符。使用IFS指定一個自定義的分隔符。#!/bin/bash#聲明一個含有多個字段的字符串string="apple,banana,orange,mango"#使用IFS指定逗號作為分隔符IFS=","#將字符串分隔成多個字段，并輸出每個字段foritemin$stringdoecho$itemdone輸出結(jié)果為：applebananaorangemango示例中，通過將IFS變量值設(shè)置為逗號，把字符串"apple,banana,orange,mango"分成了4個字段，最后使用for語句遍歷數(shù)組中的每個元素，并將其輸出。謝謝Shell數(shù)組與函數(shù)任務(wù)2：創(chuàng)建和使用函數(shù)目錄/Contents01020304定義和調(diào)用函數(shù)函數(shù)參數(shù)函數(shù)返回值變量作用域01定義和調(diào)用函數(shù)定義和調(diào)用函數(shù)函數(shù)是計算機(jī)編程中的一個重要概念，幾乎所有的編程語言都支持函數(shù)。函數(shù)提供一種結(jié)構(gòu)化的方式來組織和重用代碼，可以將一段邏輯相關(guān)的代碼封裝在一個函數(shù)中，并在需要的時候進(jìn)行調(diào)用。在Shell中，可自定義函數(shù)并在腳本中調(diào)用，通過參數(shù)傳遞和返回值處理來實現(xiàn)復(fù)雜的邏輯處理，以降低代碼的重復(fù)性，提高代碼的可讀性和可維護(hù)性在Shell中定義函數(shù)的基本語法如下：#方式1function_name(){#函數(shù)體}#方式2functionfunction_name{#函數(shù)體

#returnvalue}#function_name表示函數(shù)名，函數(shù)名不能以數(shù)字開頭，可以包含字母、數(shù)字和下畫線。#函數(shù)體位于花括號內(nèi)，可以包含任意數(shù)量的命令和語句以及可選的參數(shù)。#value表示函數(shù)的返回值，函數(shù)的返回值可以使用return語句指定，如果未指定返回值，則默認(rèn)返回最后一個命令的退出狀態(tài)碼。定義和調(diào)用函數(shù)定義簡單的函數(shù)，用于輸出當(dāng)前日期和時間。print_datetime(){echo"Thecurrentdateandtimeare:$(date)"}定義函數(shù)后，可以在腳本中使用函數(shù)名來調(diào)用函數(shù)，也可以給函數(shù)傳遞參數(shù)。調(diào)用函數(shù)的語法如下:function_name#其中，function_name表示要調(diào)用的函數(shù)的名稱，arguments表示傳遞給函數(shù)的參數(shù)，這些參數(shù)可以是位置參數(shù)或關(guān)鍵字參數(shù)。在Shell腳本中調(diào)用函數(shù)，輸出當(dāng)前日期和時間。print_datetime(){echo"Thecurrentdateandtimeare:$(date)"}print_datetime02函數(shù)參數(shù)位置參數(shù)在執(zhí)行函數(shù)時，函數(shù)可以接收輸入?yún)?shù)并執(zhí)行相應(yīng)的操作，這些參數(shù)可以是位置參數(shù)或關(guān)鍵字參數(shù)。位置參數(shù)是指在函數(shù)調(diào)用時按照參數(shù)的位置順序傳遞給函數(shù)的值，這些參數(shù)按照在命令行中出現(xiàn)的順序從1開始依次編號。在函數(shù)體內(nèi)部，位置參數(shù)可以通過$1,$2,$3,...,$n的形式來引用，其中$1表示第一個參數(shù)，$2表示第二個參數(shù)，以此類推，$n表示第n個參數(shù)。調(diào)用函數(shù)并指定傳遞的參數(shù)值時，這些參數(shù)值會自動賦給位置參數(shù)。常見的位置參數(shù)如下表所示。序號參數(shù)描述1$0表示當(dāng)前腳本或函數(shù)的名稱2$@表示所有位置參數(shù)的列表，將每個位置參數(shù)作為獨立的字符串返回3$#表示位置參數(shù)的個數(shù)，即傳遞給函數(shù)的參數(shù)數(shù)量4$*表示所有位置參數(shù)的列表，將所有位置參數(shù)作為一個字符串返回5$?用于獲取上一個命令或函數(shù)的退出狀態(tài)碼（返回值）。它表示上一個命令或函數(shù)的執(zhí)行結(jié)果位置參數(shù)在函數(shù)中輸出不同位置參數(shù)的示例如下：#!/bin/bashfunctionfoo(){echo"Thescriptnameis:$0"echo"Thefirstargumentis:$1"echo"Thesecondargumentis:$2"echo"Thenumberofargumentsis:$#"echo"Allargumentsasasingleword:$*"echo"Allargumentsasseparatewords:$@"}fooarg1arg2arg3#執(zhí)行腳本bashfunc-para.sh腳本定義了一個名為foo的函數(shù)，該函數(shù)使用了一些特殊的Shell參數(shù)來處理腳本和函數(shù)的輸入?yún)?shù)。它通過調(diào)用foo函數(shù)并傳遞arg1arg2arg3作為參數(shù)來展示這些特殊參數(shù)的使用。$0是特殊參數(shù)，代表當(dāng)前執(zhí)行的腳本的名字。在函數(shù)內(nèi)部，它仍然代表腳本名，而不是函數(shù)名。$1是傳遞給函數(shù)或腳本的第一個參數(shù)，在這個腳本的上下文中，它將是arg1。$2代表傳遞給函數(shù)或腳本的第二個參數(shù)，這里為arg2。$#代表傳遞給函數(shù)的參數(shù)個數(shù)。在這個腳本中，由于傳遞給foo的參數(shù)有三個，$#將會是3。$*將所有傳遞給函數(shù)的參數(shù)視為一個整體，參數(shù)之間默認(rèn)由空格分隔。如果要將所有參數(shù)視為一個單一字符串，經(jīng)常會用到"$*"。$@與$*不同的是，$@會將每個參數(shù)作為獨立的引用字符串處理。在腳本中經(jīng)常用于循環(huán)遍歷所有參數(shù)，特別是當(dāng)參數(shù)本身可能包含空格時。位置參數(shù)在函數(shù)中使用位置參數(shù)來計算兩個數(shù)的和，具體示例如下：#定義一個函數(shù)，計算兩個數(shù)的和sum(){localnum1=$1#使用第一個位置參數(shù)localnum2=$2#使用第二個位置參數(shù)localresult=$((num1+num2))echo"Thesumof$num1and$num2is:$result"}#調(diào)用函數(shù)，并傳遞位置參數(shù)sum1020上述示例中，定義了一個名為sum的函數(shù)，它接收兩個位置參數(shù)$1和$2。在函數(shù)體內(nèi)部，將位置參數(shù)的值分別賦給num1和num2變量，并使用$((num1+num2))表達(dá)式進(jìn)行加法運算，得到和result。最后通過調(diào)用sum函數(shù)來執(zhí)行加法運算，在函數(shù)調(diào)用中，按照順序傳遞參數(shù)10和20，這些參數(shù)將作為位置參數(shù)傳遞給函數(shù)。關(guān)鍵字參數(shù)關(guān)鍵字參數(shù)是指在函數(shù)調(diào)用時使用關(guān)鍵字-值對的形式傳遞給函數(shù)的參數(shù)。使用關(guān)鍵字參數(shù)，可以明確指定參數(shù)的名稱，而不依賴于參數(shù)的位置順序。在函數(shù)體內(nèi)部，可以使用${parameter_name}的形式來訪問傳遞的關(guān)鍵字參數(shù)。調(diào)用函數(shù)時，使用parameter_name=value的形式來給函數(shù)傳遞參數(shù)。其中，函數(shù)print_info接收關(guān)鍵字參數(shù)name、age和country。在函數(shù)內(nèi)部，通過for語句將關(guān)鍵字參數(shù)傳遞給函數(shù)的參數(shù)列表$@，使用case語句對參數(shù)進(jìn)行解析。函數(shù)參數(shù)#!/bin/bashfunctionprint_info(){localname=""localage=""localcountry=""

forargin"$@";docase$arginname=*)name=${arg#*=};;age=*)age=${arg#*=};;country=*)country=${arg#*=};;esacdone

echo"Name:$name,Age:$age,Country:$country"}print_infoname=Johnage=30country=USA在函數(shù)中使用關(guān)鍵字參數(shù)來輸出給定信息，具體示例如下：腳本中的print_info函數(shù)接收三個模擬的關(guān)鍵字參數(shù)：name、age和country。在函數(shù)內(nèi)部，使用for循環(huán)遍歷函數(shù)參數(shù)列表$@。對于每個參數(shù)，使用case語句和參數(shù)擴(kuò)展來提取關(guān)鍵字后的值。通過移除等號=及其前面的部分來實現(xiàn)（${arg#*=}），保留參數(shù)值。最后，函數(shù)打印出提取的參數(shù)值。03函數(shù)返回值函數(shù)返回值在Shell腳本中，函數(shù)可以通過return語句返回一個值，返回值可以是整數(shù)，取值范圍為0～255。返回值用于表示函數(shù)執(zhí)行的狀態(tài)或結(jié)果，并可以在函數(shù)調(diào)用時進(jìn)行處理或判斷。當(dāng)調(diào)用函數(shù)并接收其返回值時，$?變量保存了上一個命令或函數(shù)的退出狀態(tài)碼，可以使用$?變量來獲取函數(shù)的返回值。functionmy_func(){localresult="hello"return42}my_funcecho"my_funcreturned$?"#執(zhí)行腳本，輸出結(jié)果my_funcreturned42函數(shù)返回值函數(shù)的返回值默認(rèn)是整數(shù)，如果需要返回其他類型的值，如字符串或其他數(shù)據(jù)，可使用echo命令將值輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出中，然后在調(diào)用函數(shù)時使用命令替換來獲取返回值。在上述示例中，my_func函數(shù)將字符串hello輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出中，然后在調(diào)用my_func時使用命令替換將輸出的字符串賦給變量result，最終輸出的結(jié)果為my_funcreturnedhello。functionmy_func(){localresult="hello"echo"$result"}result=$(my_func)echo"my_funcreturned$result"#執(zhí)行腳本，輸出結(jié)果my_funcreturnedhello04變量作用域變量作用域變量作用域指的是變量可以被訪問的范圍。在Shell函數(shù)中，變量分為全局變量和局部變量，全局變量在腳本的任何地方都可以訪問，而局部變量僅在函數(shù)內(nèi)部可訪問。默認(rèn)情況下，在函數(shù)內(nèi)部可以直接訪問和使用函數(shù)外部定義的變量，而無須使用特殊的關(guān)鍵字，這樣的行為可能導(dǎo)致變量混淆和數(shù)據(jù)錯誤修改。為了避免這種情況，可以使用local或者declare關(guān)鍵字來聲明局部變量，使其僅在當(dāng)前函數(shù)內(nèi)部有效，不會影響外部同名變量的值。在函數(shù)內(nèi)部使用local關(guān)鍵字聲明的變量，只在該函數(shù)內(nèi)部有效，函數(shù)外部無法訪問該變量。使用local關(guān)鍵字聲明局部變量：function_name(){localvariable_name=value#函數(shù)內(nèi)部代碼塊}變量作用域使用declare關(guān)鍵字聲明的變量，如果是在函數(shù)內(nèi)部聲明的，則為局部變量，只在該函數(shù)內(nèi)部有效；如果是在函數(shù)外部聲明的，則為全局變量，在整個腳本中有效。使用declare關(guān)鍵字聲明局部變量：注意：定義函數(shù)不會導(dǎo)致函數(shù)被執(zhí)行，在沒有主動調(diào)用函數(shù)時，無論是全局變量還是局部變量，都不能在函數(shù)外部和內(nèi)部調(diào)用。function_name(){declarevariable_name=value#函數(shù)內(nèi)部代碼塊}變量作用域全局變量和使用local聲明的局部變量的作用域，具體示例如下：#!/bin/bash#全局變量global_variable="Global"functionmy_function(){#局部變量

locallocal_variable="Local"echo"Insidefunction:$local_variable"echo"Insidefunction:$global_variable"}echo"Outsidefunction:$local_variable"echo"Outsidefunction:$global_variable"#調(diào)用函數(shù)my_function#執(zhí)行腳本，輸出結(jié)果Outsidefunction:Outsidefunction:GlobalInsidefunction:LocalInsidefunction:Globa全局變量global_variable被設(shè)置為字符串"Global"。在腳本中任何地方都是可見的。定義了一個名為my_function的函數(shù)，在這個函數(shù)內(nèi)部聲明了一個局部變量local_variable，被設(shè)置為字符串"Local"。局部變量只在函數(shù)內(nèi)部可見。函數(shù)內(nèi)部使用echo命令打印局部變量local_variable和全局變量global_variable的值。在函數(shù)外部也使用echo嘗試打印這兩個變量的值。由于local_variable是局部變量，它在函數(shù)外部不可見，所以打印為空。而全局變量global_variable在任何地方都可見，因此它的值"Global"被打印出來。在腳本的末尾調(diào)用了my_function函數(shù)，腳本輸出函數(shù)內(nèi)外對變量的打印結(jié)果。變量作用域全局變量和使用declare聲明的局部變量的作用域，具體示例如下：global_var="GlobalVariable"modify_variable(){declare-llocal_var="LOWercase"echo"Ins