《Bash 脚本技巧：循环、算术与参数处理》

写 Shell 脚本常需要循环、条件判断、算术运算、参数解析与模板化输出。本文汇总这些高频写法，并给出可直接套用的参考脚本。

1 循环

1.1 for

        
      
# 方式一：空格分隔列表
for i in 1 2 3 4 5; do echo "Welcome $i times"; done

# 方式二：序列 {1..5}
for i in {1..5}; do echo "Welcome $i times"; done

# 方式三：seq 生成序列（起始 1，步长 2，到 20）
for i in $(seq 1 2 20); do echo "Welcome $i times"; done

# 方式四：C 风格
for (( c=1; c<=5; c++ )); do echo "Welcome $c times"; done

无限循环：

        
      
for (( ; ; )); do echo "press CTRL+C to stop"; sleep 1; done

1.2 while

        
      
x=1
while [ $x -le 5 ]; do
  echo "Welcome $x times"
  x=$((x+1))
  if [ $x -eq 3 ]; then break; fi
done

数值比较运算符：-eq / -ne / -lt / -le / -gt / -ge。字符串比较用 = 与 !=。

2 算术运算

Shell 本身不支持浮点数运算，需借助 bc/awk。整数运算有以下三种写法：

        
      
# 1) let
let a=5+4; echo $a        # 9
let "a = $1 + 30"         # 支持引用命令行参数

# 2) expr（运算符两侧必须有空格，乘号需转义）
expr 5 \* 4              # 20
a=$(expr 10 - 3)         # 7

# 3) $((...))，推荐，最常用
a=$(( 4 + 5 )); echo $a  # 9
b=$(( a + 3 )); echo $b  # 11（引用变量可省略 $）
(( b += 3 )); echo $b    # 自增

浮点运算使用 bc：

        
      
n1=1; n2=3
# scale=3 表示保留 3 位小数
echo "scale=3; $n1 / $n2" | bc

字符串长度：

        
a='Hello World'
echo ${#a}   # 11

3 命令行参数处理

脚本中 $1、$2…$#（参数个数）、$0（脚本名）。判断参数个数：

        
      
if [ $# -ge 1 ]; then
  if [ "$1" = hello ]; then echo hello; fi
fi
if [ $# -ge 2 ]; then
  if [ "$2" = world ]; then echo world; fi
fi

使用 getopts 风格的手动解析（支持长选项 -e/--extension）：

        
      
POSITIONAL=()
while [[ $# -gt 0 ]]; do
  case $key in
    -e|--extension)
      EXTENSION="$2"; shift; shift ;;
    -s|--searchpath)
      SEARCHPATH="$2"; shift; shift ;;
    -l|--lib)
      LIBPATH="$2"; shift; shift ;;
    --default)
      DEFAULT=YES; shift ;;
    *)
      POSITIONAL+=("$1")   # 未知参数先存起来
      shift ;;
  esac
done
set -- "${POSITIONAL[@]}"  # 恢复位置参数
echo "EXTENSION=$EXTENSION SEARCHPATH=$SEARCHPATH"

4 生成随机字符串

使用 /dev/urandom 与 tr 组合生成指定长度、指定字符集的随机串（常用于生成密码、token、随机 ID）：

        
# 输出末尾自动加换行
< /dev/urandom tr -dc a-z0-9- | head -c8; echo

参数说明：tr -dc a-z0-9- 表示只保留 a-z/数字/-（-d 删除 + -c 补集的意思，即删除字符集之外的所有字符）；head -c 8 取前 8 个字节。

另一种组合生成密码：

        
      
date +%s | sha256sum | base64 | head -c 32 | tr A-Z a-z | head -c8; echo

配合关联数组生成指定 TLD 的随机域名：

        
      
declare -A tld
tld=([0]=".cn" [1]=".org" [2]=".com")
cnt=0
while [ $cnt -le 10 ]; do
  name=$(< /dev/urandom tr -dc a-z0-9 | head -c8; echo)
  zone=${name}${tld[$(( cnt % 3 ))]}
  echo "$zone" >> data.txt
  cnt=$((cnt+1))
done

提示：MacOS 的 bash 3.2 不支持关联数组，需升级到 bash 4 及以上（如 brew install bash）。

5 heredoc 多行 JSON 与变量替换

脚本中构造多行 JSON，同时支持变量替换，可用 here-doc：

        
      
zone=example.com
zone_id=a115f71ab0398653f8f20001
data=$(cat << EOF
{
  "zone": "${zone}",
  "enable": true,
  "zone_id": "${zone_id}"
}
EOF
)
curl -X POST -d "$data" -H"Content-type: application/json" http://your.server:8089/v1/api

解析返回 JSON（利用 python）：

        
      
curl -s 'https://api.example.com/users/lambda' | python -c "import sys, json; print(json.load(sys.stdin)['name'])"

6 多行注释与模板

用 : '…' 包裹多行注释：

echo hello
: '
This is a
multiline comment
in bash
'

一个通用服务启停脚本（start/stop/restart/status）：

        
      
#!/bin/bash
set -e
CWD="$(cd "$(dirname "${BASH_SOURCE[0]}")" && pwd)"
APP_NAME="myapp"
PID_FILE="${CWD}/${APP_NAME}.pid"

get_pid() { cat "$PID_FILE" 2>/dev/null || true; }

case "$1" in
start)
  if [ -n "$(get_pid)" ] && kill -0 "$(get_pid)" 2>/dev/null; then
    echo "${APP_NAME} is running"; exit 1
  fi
  nohup ./"${APP_NAME}" > info.log 2> error.log &
  echo $! > "$PID_FILE"
  echo "$APP_NAME started"
  ;;
stop)
  pid=$(get_pid)
  [ -n "$pid" ] && kill -9 "$pid" && rm -f "$PID_FILE" || echo "no $APP_NAME running"
  ;;
restart)
  "$0" stop; sleep 1; "$0" start ;;
status)
  pid=$(get_pid)
  [ -n "$pid" ] && kill -0 "$pid" 2>/dev/null && echo "running (pid $pid)" || echo "not running"
  ;;
*) echo "Usage: $0 {start|stop|status|restart}" >&2; exit 1 ;;
esac

7 Shell 格式化工具 shfmt

使用 shfmt 统一 bash 脚本格式，避免手工对齐（Go 编写，go get mvdan.cc/sh/cmd/shfmt）：

        
      
shfmt -w hello.sh    # 原地格式化
shfmt -d hello.sh    # 输出差异
shfmt -i 4 hello.sh  # 4 空格缩进（默认 tab）

8 Alias 与简化登录

用 alias + 函数简化带参数的别名（例如带密钥登录远程主机）：

        
      
# ~/.bashrc
alias sm='function _sm(){ ssh -i ~/.ssh/id_rsa user@$1; }; _sm'
source ~/.bashrc
# 之后即可 sm <ip> 直接登录到指定机器

9 常用变量与字符串操作

取长度：${#var}
默认值：${var:-default}（未定义时取默认值）
删除前缀：${var#prefix_}、删除后缀：${var%_suffix}
将分隔符替换为空格再转数组：arr=(${str//,/ })

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