1.3 Linux Shell的变量

你一定想知道，Shell是如何记忆工作目录的改变的？当Shell接收到外部命令时，在庞大的文件系统中，如何迅速定位到命令文件呢？如何设定Linux Shell的环境变量？如何使黑乎乎的命令行看起来更漂亮？这些问题都是本节要解决的问题。

1.3.1 变量

变量（variable）在许多程序设计语言中都有定义，与变量相伴的有使用范围的定义。Linux Shell也不例外。变量，本质上就是一个键值对。例如，str=“hello”，就是将字符串值（value）“hello”赋予键（key）str。在str的使用范围内，我们都可以用str来引用“hello”值，这个操作叫做变量替换。

Shell变量的名称以一个字母或下划线符号开始，后面可以接任意长度的字母、数字或下划线。和许多其他程序设计语言不同的是，Shell变量名称字符并没有长度限制。Linux Shell并不对变量区分类型。一切值都是字符串，并且和变量名一样，值并没有字符长度限制。神奇的是，bash也允许比较操作和整数操作。其中关键因素是：变量中的字符串值是否为数字。例如1.5所示。

例1.5 Linux Shell中的变量

由例1.5可见，虽然Linux Shell中的变量都是字符串类型的，但是同样可以执行比较操作和整数操作，只要变量字符串值是数字。

变量赋值的方式为：变量名称=值，其中“=”两边不要有任何空格。当你想使用变量名称来获得值时，在名称前加上“$”。例如，$long_str。当赋值的内容包含空格时，请加引号，例如：

注意：$with_space事实上只是${with_space}的简写形式，在某些上下文中$with_space可能会引起错误, 这时候你就需要用${with_space}了。

当变量“裸体”出现的时候（没有$前缀的时候），变量可能存在如下几种情况：变量被声明或被赋值；变量被unset；或者变量被export。

变量赋值可以使用“=”（比如var=27）, 也可以在read命令中或者循环头进行赋值，例如，for var2 in 1 2 3。

被一对双引号（""）括起来的变量替换是不会被阻止的。所以双引号被称为部分引用，有时候又被称为“弱引用”。但是如果使用单引号的话（' '），那么变量替换就会被禁止了，变量名只会被解释成字面的意思，不会发生变量替换。所以单引号被称为“全引用”，有时候也被称为“强引用”。例如：

在这个例子中，单引号中的$var没有替换成变量值123，也就是说，变量替换被禁止了；而双引号中的$var发生了变量替换。即：单引号为全引用（强应用），双引号为弱引用。

在Shell的世界里，变量值可以是空值（“NULL”值），就是不包含任何字符。这种情况很常见，并且也是合理的。但是在算术操作中，这个未初始化的变量常常看起来是 0。但是这是一个未文档化（并且可能是不可移植）的行为。例如：

Linux Shell中的变量类型有两种：局部变量和全局变量。

顾名思义，局部变量的可见范围是代码块或函数中。这一点与大部分编程语言是相同的。

但是，局部变量必须明确以local声明，否则即使在代码块中，它也是全局可见的。

环境变量是全局变量的一种。全局变量在全局范围内可见，在声明全局变量时，不需要加任何修饰词。

例1.6 测试全局变量和局部变量的适用范围

我们看看例1.5的运行结果：

例1.6的解释如下。

我们设置了一个变量num，初始值赋值为123。

调用func1，func1中的赋值命令num=321将num的123覆盖。注意，此处虽然位于函数体内，但是还是能够修改全局变量，此处的num变量就是全局环境中的num。

调用func2，func2中定义了局部（local）变量num，并且赋值456。在func2内部，num变量的值为456，此时为局部的；当func2返回后，回到全局作用区，此时num的值并未改变，为321。

1.3.2 用echo输出变量

例1.7：

在例1.7中，我们展示了echo的使用。echo命令的任务就是输出一行文本。多用于提示用户或产生数据。

我们将在echo的manpage中显示更多选项。

echo

语法：

描述：

允许在标准输出上显示STRING(s)。

主要选项：

-n不输出行尾的换行符。

行为模式：

echo将各个参数打印到标准输出。参数间以一个空格隔开，在输出结束后，换行。它会解释每个字符串里的转义序列（escape sequences）。转义序列可以用来表示特殊字符，以及控制其行为模式。

警告：

echo命令的-n选项并不被所有Linux版本支持。POSIX标准中并未包含此选项。

转义字符可以表示程序中难以看得见或者难以输入的特殊字符。当echo遇到转义序列时，就会打印相应的字符。echo支持的转义字符如表1-1所示。

1.3.3 环境变量的相关操作

在通常情况下，每个进程都有自己的“环境”，这个环境是由一组变量组成的，这些变量中存有进程可能需要引用的信息。在这种情况下，Shell与一般的进程没什么区别。

每次当一个Shell启动时，它都将创建适合于自己环境变量的Shell变量。更新或者添加一个新的环境变量的话，这个Shell都会立刻更新它自己的环境（换句话说，更改或增加的变量会立即生效），并且所有后继生成的Shell子进程（即这个Shell所执行的命令）都会继承这个环境。

如果一个脚本要设置一个环境变量，那么需要将这些变量“export”出来，也就是需要通知到脚本本地的环境。这是export命令的功能。

一个脚本只能够export变量到这个脚本所产生的子进程，也就是说只能够对这个脚本所产生的命令和进程起作用。如果脚本是从命令行中调用的，那么这个脚本所export的变量是不能影响命令行环境的。也就是说，子进程是不能够export变量来影响产生自己的父进程的环境的。但是，当使用source命令执行脚本时，因为没有子进程的产生，此时脚本中的export命令将会影响父进程的环境。

export

语法：

描述：

export命令用于设置或显示环境变量。

主要选项：

-f 代表[变量名称]中为函数名称。

-n 删除指定的变量。变量实际上并未删除，只是不会输出到后续指令的执行环境中。

-p 列出所有的Shell赋予程序的环境变量。

行为模式：

export命令修改当前Shell进程的环境变量。若将export命令置于脚本中被调用执行，则export命令对父Shell进程的环境变量没有影响。

警告：

Shell中执行程序时，Shell会提供一组环境变量。export可新增，修改或删除环境变量，供后续执行的程序使用。export的效力仅及于该此登录操作。

export命令用于设置当前进程的环境变量。但是有效期仅维持到当前进程消亡为止。下次重新登录到命令行Shell时，以前对Shell的export设置都无法恢复。如果想要把对环境变量的设置永久保存，则可以将export命令置于Shell登录时执行的启动文件中。例如：

# 设置环境变量PATH

export PATH=/bin:/usr/bin:/usr/X11R6/bin:/usr/local/bin

启动文件包含别名和环境变量，正是这些别名和环境变量才使得Shell可以作为一个用户Shell来运行。当系统初始化之后，这些别名和变量也可被其他的Shell脚本调用。

对于从bash来说，启动文件在表1-2中列出。

① 参见Shell的发展史

注意，此处的$HOME为环境变量，$HOME变量的值是登录者的用户目录。$HOME目录下存放有许多用户个人相关的文件和数据，还有对用户定制的配置文件。这些配置文件往往以“.”开头（隐藏文件）。例如：

对于其他Shell的启动文件，请参阅相关章节。

export命令设置适用于当前Shell的环境变量值。修改后维持不变，直到当前Shell消亡。env命令则可以临时改变环境变量值。

“-i”选项使Shell在执行echo.sh时，清空所有由父Shell继承来的环境变量，仅仅设置命令中指定的PATH变量（将“./”也添加到命令搜寻路径里）。这样，在执行echo.sh时，就不需要给出完全路径（./echo.sh），直接给出命令文件名，系统就知道在哪里找该命令了。

unset命令从当前Shell中删除函数或变量。删除变量时，使用“-v”选项（默认情况），删除函数时，使用“-f”选项。例如：

env

语法：

描述：

在重建的环境中运行程序，设置环境中的每个NAME为VALUE，并且运行COMMAND。

主要选项：

不带环境变量启动

从环境变量中删除一个变量

行为模式：

未提供COMMAND时，显示环境中所有变量的名称和值。提供COMMAND时，根据参数重建环境变量后，在新的环境中运行COMMAND。

unset

语法：

描述：

从当前Shell删除变量或函数。

主要选项：

删除指定的函数：

删除指定的变量。在没有提供任何选项的情况下，默认此选项。

行为模式：

如果没有提供任何选项，则默认unset为删除变量（-v选项）。如果使用-f选项，则被视为删除函数操作，参数为函数名称。

NOTE：

Env函数和set函数不同。Env函数显示的是环境变量，而set函数则显示所有的本地变量，包括用户的环境变量。例如，当用户在命令行中设置var=123时，set函数将显示var变量，而env函数则不显示（var此时是本地变量，不是环境变量）。如果使用export var=123命令，则set命令和env命令都可以显示var变量。

1.3.4 Shell中一些常用环境变量

Linux 是一个多用户的操作系统。每个用户登录系统后，都会有一个专用的运行环境。通常用户默认的环境都是相同的，这个默认环境实际上就是一组环境变量的定义。用户可以对自己的运行环境进行定制，其方法就是修改相应的系统环境变量。

表1-3列出了一些常见的环境变量。

在这些变量中，PATH变量中存储有一系列路径，路径中以冒号（:）分隔开。格式例如：

一般来说，PATH路径中至少包含/bin和/usr/bin两个目录。大部分时候还有/usr/X11R6/bin等X相关的目录。当Shell接收到一个命令，并且这个命令非内建命令，也没有给出完整路径时，Shell则在PATH变量中依次从左到右搜索目录，直到找到该命令为止。如果一个命令在PATH中两个不同目录下都存在，则位于PATH前端的目录中的命令会被执行。

PS1/PS2变量可以改变Shell的提示符。默认情况下，普通用户的提示符是“$”，root用户的提示符是“#”。可以通过修改这两个变量让Shell的交互界面更友善。