如何撰寫簡單的 Linux Shell 腳本

全面指南：從基礎到實踐，輕鬆掌握 Linux Shell 腳本編寫技巧

三大關鍵要點

• 理解 Shell Script 的基本結構與語法。
• 掌握常用的 Linux 命令與編輯器操作。
• 學會設定腳本權限並進行執行與調試。

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什麼是 Shell Script？

Shell Script 是一系列命令的集合，存放在一個腳本文件中，由 Shell（如 Bash）依序執行。它是自動化重複性任務、管理系統和簡化工作流程的強大工具。通過編寫 Shell Script，用戶可以節省時間，提高效率，並減少手動操作中的錯誤。

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創建簡單的 Shell Script 的步驟

步驟 1：選擇合適的文本編輯器

開始編寫 Shell Script 前，選擇一個熟悉且方便的文本編輯器非常重要。常用的編輯器包括：

• nano：簡單易用，適合初學者。
• vim：功能強大，適合高級用戶。
• gedit：圖形界面編輯器，適合喜歡 GUI 的用戶。

步驟 2：建立新的腳本文件

使用選定的文本編輯器創建一個新的腳本文件，常見的擴展名為 .sh。例如，使用 nano 創建一個名為 myscript.sh 的文件：

nano myscript.sh

步驟 3：指定解釋器（Shebang）

在腳本文件的第一行添加 Shebang，以指定使用的 Shell 解釋器。對於 Bash，添加以下內容：

#!/bin/bash

這行告訴系統使用 Bash Shell 來執行這個腳本。

步驟 4：編寫命令

在 Shebang 之後，添加你希望腳本執行的命令。例如，創建一個簡單的腳本，打印 "Hello, World!" 並列出當前目錄的內容：

#!/bin/bash
echo "Hello, World!"
ls

步驟 5：保存並退出編輯器

保存腳本文件並退出文本編輯器。以 nano 為例，按 CTRL + X，然後按 Y 確認保存，最後按 Enter 鍵完成。

步驟 6：設置腳本為可執行

在執行腳本之前，需要給予它執行權限。使用 chmod 命令來設置權限：

chmod +x myscript.sh

步驟 7：執行腳本

現在可以執行你的腳本了。使用以下命令來運行腳本：

./myscript.sh

你應該會看到以下輸出：

Hello, World!
[file list of current directory]

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進階範例：兩數求和

下面是一個更具互動性的範例，該腳本會提示用戶輸入兩個數字並計算它們的和：

#!/bin/bash

# 提示用戶輸入第一個數字
echo "請輸入第一個數字："
read num1

# 提示用戶輸入第二個數字
echo "請輸入第二個數字："
read num2

# 計算和
sum=$((num1 + num2))

# 顯示結果
echo "兩數 $num1 和 $num2 的和為：$sum"

執行此腳本後，將依次要求用戶輸入兩個數字，並顯示它們的和。

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腳本中常用的命令與結構

變數宣告與使用

在 Shell Script 中，可以使用變數來存儲和操作數據。例如：

# 宣告變數
name="Peter"

# 使用變數
echo "Hi $name"

讀取用戶輸入

使用 read 命令來從用戶那裡讀取輸入：

echo "請輸入您的名字："
read username
echo "您好，$username"

條件判斷（if 語句）

使用 if 語句來進行條件判斷：

if [ "$username" == "admin" ]; then
    echo "管理員您好"
else
    echo "一般使用者您好"
fi

循環結構

for 循環

使用 for 循環來遍歷一系列值：

for i in 1 2 3 4 5
do
    echo "數字：$i"
done

while 循環

使用 while 循環來反覆執行一段代碼，直到條件不成立：

count=1
while [ $count -le 5 ]
do
    echo "計數：$count"
    count=$((count + 1))
done

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實用的 Linux 命令詳解

命令	功能	範例
echo	輸出文本到終端或文件	echo "Hello World"
read	從用戶讀取輸入	read username
touch	創建新文件或更新文件時間戳	touch newfile.sh
mkdir	創建新目錄	mkdir my_directory
cp	複製文件或目錄	cp source.txt destination.txt
mv	移動或重命名文件或目錄	mv oldname.sh newname.sh
rm	刪除文件或目錄	rm unwanted.txt
ls	列出目錄內容	ls -l

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設定腳本權限與執行

為了執行 Shell Script，必須先設置腳本文件的執行權限。使用 chmod 命令來設置權限：

chmod +x script.sh

設置完畢後，可以通過以下命令執行腳本：

./script.sh

調試與測試腳本

為了確保腳本順利運行，可以添加調試信息。使用 set -x 命令來追蹤腳本執行過程：

#!/bin/bash
set -x
echo "Debugging Script"
# 其他命令

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進階技巧與最佳實踐

添加註釋以提高可讀性

在腳本中添加註釋（使用 #）可以幫助理解代碼邏輯，特別是在多人協作或長期維護時：

#!/bin/bash
# 這是一個簡單的腳本，用於打印問候語

echo "Hello, World!"  # 打印問候語

使用函數來組織代碼

將重複使用的代碼段封裝在函數中，可以提高腳本的可維護性和重用性：

#!/bin/bash

# 定義函數
greet_user() {
    echo "歡迎，$1！"
}

# 調用函數
greet_user "Alice"
greet_user "Bob"

處理腳本參數

可以通過腳本參數來接收用戶輸入，增加腳本的靈活性：

#!/bin/bash

# 檢查參數是否足夠
if [ $# -lt 2 ]; then
    echo "用法：$0 num1 num2"
    exit 1
fi

# 讀取參數
num1=$1
num2=$2

# 計算和
sum=$((num1 + num2))

echo "兩數 $num1 和 $num2 的和為：$sum"

錯誤處理與退出狀態

使用退出狀態來判斷命令是否成功執行，並進行相應處理：

#!/bin/bash

# 嘗試創建目錄
mkdir /path/to/directory
if [ $? -eq 0 ]; then
    echo "目錄創建成功"
else
    echo "目錄創建失敗"
    exit 1
fi

使用循環與條件語句提高腳本智能化

結合循環和條件語句，可以編寫出更具智能化的腳本。例如，檢查多個目錄是否存在：

#!/bin/bash

directories=("dir1" "dir2" "dir3")

for dir in "${directories[@]}"
do
    if [ -d "$dir" ]; then
        echo "目錄 $dir 已存在。"
    else
        echo "目錄 $dir 不存在，正在創建..."
        mkdir "$dir"
    fi
done

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常用特殊變數介紹

變數	描述
$0	腳本名稱
$1, $2, ...	腳本參數
$#	參數個數
$?	上一個指令的退出狀態
$$	當前進程 ID

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實用的 Shell Script 範例

備份目錄的腳本

這個腳本將指定目錄備份到另一位置，並在備份完成後顯示成功消息：

#!/bin/bash

# 源目錄和備份目錄
SOURCE_DIR="/path/to/source"
BACKUP_DIR="/path/to/backup"

# 確保備份目錄存在
mkdir -p "$BACKUP_DIR"

# 執行備份
cp -r "$SOURCE_DIR"/* "$BACKUP_DIR"

# 檢查備份是否成功
if [ $? -eq 0 ]; then
    echo "備份成功！"
else
    echo "備份失敗！"
fi

自動化系統更新的腳本

此腳本自動執行系統更新，並清理不需要的包：

#!/bin/bash

# 更新包列表
sudo apt update

# 升級所有包
sudo apt upgrade -y

# 自動清理不需要的包
sudo apt autoremove -y

echo "系統更新完成！"

檢查服務狀態的腳本

此腳本檢查指定服務是否在運行，並根據狀態進行相應操作：

#!/bin/bash

SERVICE="nginx"

if systemctl is-active --quiet $SERVICE
then
    echo "$SERVICE 正在運行。"
else
    echo "$SERVICE 未運行，正在啟動..."
    sudo systemctl start $SERVICE
    if [ $? -eq 0 ]; then
        echo "$SERVICE 成功啟動。"
    else
        echo "無法啟動 $SERVICE。"
    fi
fi

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最佳實踐與提升腳本質量

撰寫清晰易讀的代碼

保持代碼簡潔，適當使用縮進和空行，使腳本更加易讀。例如：

#!/bin/bash

# 定義變數
GREETING="Hello"
NAME="World"

# 輸出問候語
echo "$GREETING, $NAME!"

使用函數模組化代碼

將相關功能封裝在函數中，可以提高腳本的可維護性和重用性。例如：

#!/bin/bash

# 定義函數
update_system() {
    sudo apt update
    sudo apt upgrade -y
}

# 調用函數
update_system
echo "系統已更新。"

處理錯誤與異常情況

在腳本中加入錯誤處理機制，確保腳本在遇到問題時能夠妥善應對。例如：

#!/bin/bash

# 試圖創建目錄
mkdir /restricted_directory
if [ $? -ne 0 ]; then
    echo "無法創建目錄，請檢查權限。"
    exit 1
fi

echo "目錄創建成功。"

優化腳本性能

使用高效的命令和最佳的編碼實踐來提升腳本執行效率。例如，避免在循環中頻繁調用外部命令：

#!/bin/bash

# 不推薦的方法：在循環中調用 ls
for file in $(ls)
do
    echo "$file"
done

# 推薦的方法：直接遍歷目錄
for file in *
do
    echo "$file"
done

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常見問題與解答

1. 為什麼我的腳本無法執行？

可能的原因包括：

• 腳本文件沒有執行權限。請使用 chmod +x script.sh 設置執行權限。
• Shebang 行指定的解釋器路徑不正確。確保第一行為 #!/bin/bash 並路徑正確。
• 腳本中有語法錯誤。檢查腳本是否拼寫正確，並使用 bash -n script.sh 進行語法檢查。

2. 如何在腳本中使用參數？

可以通過 $1、$2 等變數來引用腳本中的參數。例如：

#!/bin/bash

echo "參數 1 是：$1"
echo "參數 2 是：$2"

3. 如何在腳本中使用條件判斷？

使用 if 語句來進行條件判斷。例如：

#!/bin/bash

if [ "$1" -gt 10 ]; then
    echo "參數大於 10"
else
    echo "參數小於或等於 10"
fi

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參考資源

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結論

撰寫簡單的 Linux Shell Script 是提升工作效率、管理系統並實現自動化的有效途徑。通過理解基本結構、掌握常用命令、設置適當的權限並進行有效的錯誤處理，用戶可以輕鬆創建功能強大的腳本來完成各種任務。隨著經驗的積累，進一步學習進階技巧，如函數的使用、參數處理和腳本優化，將有助於創建更加複雜和智能的腳本。持續的實踐和探索是掌握 Shell Script 編寫的關鍵。