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Shell是什么？

shell本身是一个命令解释器，介于操作系统的内核（kernel）态和用户态之间，可以执行系统调用及系统命令等，让用户以此来与操作系统实现互动。同时，它也用来指一种计算机程序语言（类似于C、Python等）。一个shell程序一般被称为一个脚本。

Shell语言的流派

目前，shell主要有两大流派：

sh:

        burne shell (sh)

        burne again shell (bash)

csh:

        c shell (csh)

        tc shell (tcsh)

        korn shell (ksh)

目前，大部分Linux系统预设的shell都是bash。

Shell 编程概述

在 Linux 下有一门脚本语言叫做：Shell 脚本，这个脚本语言可以帮助我们简化很多工作，例如批量运行一些命令等，所以还是很有必要学习它的基本用法的，一个简单的 hello.sh 脚本像下面这样。

#!/bin/bash 

echo "Hello World"

第一行 #!/bin/bash 标识该 Shell 脚本由哪个 Shell 解释：/bin/bash     。 将上面的两行内容写到文件hello.sh中，就可以执行了：

执行shell脚本方法1：

#如果没有  第一行的：#!/bin/bash,可以这样直接执行
sh ./hello.sh

执行shell脚本方法2：赋予权限才可以执行：

# 赋予可执行权限
chmod a+x hello.sh

# 执行
./hello.sh

# 结果
Hello World

Shell 变量

Shell 变量分为 3 种： 
1. 用户自定义变量 
2. 预定义变量 
3. 环境变量

1. 用户自定义变量

定义变量需要注意下面 2 点： 
1. 等号前后不要有空格：NUM=10 
2. 一般变量名用大写：M=1

使用 $VAR 调用变量：

VAR="Hello Shell"
echo $VAR

注意：变量定义直接给变量取名字，字符串中有空格等特殊字符需要用引号引起来，这样VAR变量中存储了一个字符串，再次调用变量的值需要加$符号：

定义变量前缀：常见有这 3 个前缀： 
1. unset：删除变量 
2. readonly：标记只读变量 
3. export：指定全局变量

#!/bin/bash 

# 定义普通变量，没有特殊字符或者空格，可以不用引号
CITY=BEIJING

# 定义全局变量
export NAME=omicsclass

# 定义只读变量
readonly AGE=21

# 打印变量的值
echo $CITY
echo $NAME
echo $AGE

# 删除 CITY 变量
unset CITY
# 不会输出 BEIJING
echo $CITY

注：可将上面内容存入一个sh结尾的的文件中运行；

2. 预定义变量

预定义变量常用来获取命令行的输入，有下面这些：

1. $0 ：脚本文件名
2. $1-9 ：第 1-9 个命令行参数名
3. $# ：命令行参数个数
4. $@ ：所有命令行参数
5. $* ：所有命令行参数
6. $? ：前一个命令的退出状态，可用于获取函数返回值
7. $$ ：执行的进程 ID

一个例子：

#!/bin/bash 

echo "print $"
echo "\$0 = $0"
echo "\$1 = $1"
echo "\$2 = $2"
echo "\$# = $#"
echo "\$@ = $@"
echo "\$* = $*"
echo "\$$ = $$"
echo "\$? = $?"

执行./hello.sh 1 2 3 4 5 的结果：

print $

# 程序名
$0 = ./hello.sh

# 第一个参数
$1 = 1

# 第二个参数
$2 = 2

# 一共有 5 个参数
$# = 5

# 打印出所有参数
$@ = 1 2 3 4 5

# 打印出所有参数
$* = 1 2 3 4 5

# 进程 ID
$$ = 9450

# 之前没有执行其他命令或者函数
$? = 0

3. 环境变量

环境变量默认就存在的变量，常用的有下面这几个： 
1. HOME：用户主目录 
2. PATH：系统环境变量 PATH 
3. TERM：当前终端 
4. UID：当前用户 ID 
5. PWD：当前工作目录，绝对路径

还是看例子：

#!/bin/bash

echo "print env"

echo $HOME
echo $PATH
echo $TERM
echo $PWD
echo $UID

运行结果：

print env

# 当前主目录
/home/orange

# PATH 环境变量
/home/orange/anaconda2/bin:后面还有很多

# 当前终端
xterm-256color

# 当前目录
/home/orange

# 用户 ID
1000

Shell 变量就介绍到这里，下面来介绍 Shell 的变量运算。

Shell 运算

我们经常需要在 Shell 脚本中计算，掌握基本的运算方法很有必要，下面就是 4 种比较常见的运算方法，功能都是将 m + 1： 
1. m=$[ m + 1 ] 
2. m=`expr $m + 1`   #注意 用 反引号  `   字符包起来  
3. let m=m+1 
4. m=$(( m + 1 ))

来看一个实际的例子：

#!/bin/bash 

m=1
m=$[ m + 1 ]
echo $m

m=`expr $m + 1`
echo $m

# 注意：+ 号左右不要加空格
let m=m+1
echo $m

m=$(( m + 1 ))
echo $m

运行结果：

2
3
4
5

Bash中的运算符总结

1. Bash支持的运算符有：

   • 
     
   1. 数学运算符
   2. 关系运算符
   3. 布尔运算符
   4. 逻辑运算符
   5. 字符串运算符
   6. 文件测试运算符

数学运算符

关系运算符  一般用于IF语句中判断

布尔运算符

逻辑运算符

字符串运算符

文件测试运算符

1. if 语句

这个跟高级语言的 if - else - if 类似，只是格式有些不同而已，也来看个例子吧：

#!/bin/bash 

read VAR

# 使用 [] 判断，注意左右加空格

if [ $VAR -eq 10 ]
then
    echo "true"
else
    echo "false"
fi

#判断是否为文件
if [ -d  test.txt ]
then
    echo "true"
else
    echo "false"
fi

2. for 循环

这是一个 for 循环基本使用例子，挺简单的，有点类似 Python：

#!/bin/bash 

# 普通 for 循环
for ((i = 1; i <= 3; i++))
do
    echo $i
done


# VAR 依次代表每个元素 
for VAR in 1 2 3
do
    echo $VAR
done

# VAR 依次代表每个元素 ，{}产生连续数字
for VAR in {1..4}
do
    echo $VAR
done

#也可以写成一行，方便在命令行直接运行，注意空格和;号：

for VAR in 1 2 3;do  echo $VAR; done

运行结果：

1
2
3

3. while 循环

注意与 for 循环的区别：

#!/bin/bash 

VAR=1

# 如果 VAR 小于 10，就打印出来
while [ $VAR -lt 10 ]
do
    echo $VAR
#   VAR 自增 1
    VAR=$[ $VAR + 1 ]
done

运行结果：

1
2
3
4
5
6
7
8
9

4. break

Shell 中的 break 用法与高级语言相同，都是跳出循环，来看个例子：

#!/bin/bash 

for VAR in 1 2 3
do
#   如何 VAR 等于 2 就跳出循环
    if [ $VAR -eq 2 ]
    then
        break
    fi

    echo $VAR
done

运行结果：

1

5. continue

continue 用来跳过本次循环，进入下一次循环，再来看看上面的例子：

#!/bin/bash 

for VAR in 1 2 3
do
#   如果 VAR 等于 2，就跳过，直接进入下一次 VAR = 3 的循环 
    if [ $VAR -eq 2 ]
    then
        continue    
    fi

    echo $VAR
done

运行结果：

1
3

下面介绍 Shell 编程中比较重要的函数，好像每种编程语言的函数都很重要。

Shell 关键字

常用的关键字如下： 
1. echo：打印文字到屏幕 
2. exec：执行另一个 Shell 脚本 
4. expr：对整数型变量进行算术运算 
5. test：用于测试变量是否相等、 是否为空、文件类型等 
6. exit：退出

7.read：读标准输入

看个例子：

#!/bin/bash 

echo "Hello Shell"

# 读入变量
read VAR
echo "VAR is $VAR"

# 计算变量
expr $VAR - 5

# 测试字符串
test "Hello"="HelloWorld"

# 测试整数
test $VAR -eq 10

# 测试目录
test -d ./Android

# 执行其他 Shell 脚本
exec ./othershell.sh

# 退出
exit

运行前，你需要新建一个 othershell.sh 的文件，让它输出 I'm othershell，并且中途需要一次输入，我这里输入的是 10：

Hello Shell
10
VAR is 10
5
I'm othershell

学习任何一门语言都要了解它的变量定义方法，Shell 也不例外。

shell命令应用：

 其实我们的打开的linux的终端也是一个shell，上面很多命令不用存到文件中也可以直接在终端运行；下面举例shell编程的运用；

1.利用循环批量生成命令，分别存储到不同的文件：

for i in xaa  xab  xac  xad  xae  xaf  xag  xah  xai  xaj  xak  xal  xam  xan;do echo "perl /share/work/huangls/piplines/01.script/kegg_update_get_anno.pl $i $i.anno $i.fa" >$i.sh;done

2.利用循环批量修改文件名：

这里我想把下面文件名字中红色中批量删除：

这里需要提前学习字符截取：https://www.omicsclass.com/article/378

for a in `ls *bam`;do  echo "mv $a ${a%%.*}.bam";done

#或者：

ls *bam|while read a;do echo "mv $a ${a%%.*}.bam";done

#或者将文件名字放到文件中：

for i in `cat file.txt|cut -f1`;do "mv $i ${i%%.*}.bam";done

当然批量改名字，linux中有rename 命令：https://www.omicsclass.com/article/1717

生物信息入门到精通必修基础课：linux系统使用、生信基础课合集推荐、linux命令处理生物大数据、