综合练习脚本 | Evergreen Notes

#!/bin/bash
 
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# Shell 综合练习脚本
# 目标：一个脚本覆盖 Shell 常用核心知识点
# 建议：每天练一遍，先看懂，再手敲，再改造
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# 知识点 1：严格模式 set
# set -e：命令出错立即退出
# set -u：使用未定义变量时报错
# pipefail：管道中任意命令失败，整体就算失败
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set -euo pipefail
 
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# 知识点 2：变量定义
# 注意：等号两边不能有空格
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SCRIPT_NAME="Shell综合练习脚本"
AUTHOR="ningbo"
TODAY=$(date +%F)
NOW=$(date '+%F %T')
BASE_DIR="/tmp/shell_practice"
LOG_FILE="$BASE_DIR/practice.log"
CONFIG_FILE="$BASE_DIR/config.conf"
DATA_FILE="$BASE_DIR/users.txt"
BACKUP_DIR="$BASE_DIR/backup"
 
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# 知识点 3：函数定义
# 函数可以重复调用，提升脚本可读性
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log() {
    local msg="$1"
    echo "$(date '+%F %T') $msg" | tee -a "$LOG_FILE"
}
 
print_title() {
    echo
    echo "=============================="
    echo "$1"
    echo "=============================="
}
 
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# 知识点 4：参数与特殊变量
# $0：脚本名称
# $1：第一个参数
# $#：参数个数
# $@：所有参数
# $$：当前脚本进程 ID
# $?：上一条命令执行结果，0 表示成功，非 0 表示失败
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show_args() {
    print_title "知识点 4：参数与特殊变量"
    echo "脚本名称：$0"
    echo "参数个数：$#"
    echo "所有参数：$@"
    echo "当前脚本 PID：$$"
 
    if [ $# -ge 1 ]; then
        echo "第一个参数是：$1"
    else
        echo "没有传入参数"
    fi
}
 
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# 知识点 5：目录和文件操作
# mkdir：创建目录
# touch：创建文件
# cp：复制
# mv：移动/改名
# rm：删除
# ls：查看
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prepare_files() {
    print_title "知识点 5：目录和文件操作"
 
    mkdir -p "$BASE_DIR" "$BACKUP_DIR"
    touch "$LOG_FILE"
 
    cat > "$CONFIG_FILE" <<EOF
APP_NAME=shell-practice
APP_ENV=dev
PORT=8080
EOF
 
    cat > "$DATA_FILE" <<EOF
zhangsan 18 linux
lisi 22 docker
wangwu 25 kubernetes
zhaoliu 30 shell
EOF
 
    cp "$DATA_FILE" "$BACKUP_DIR/users_$TODAY.txt"
    ls -lah "$BASE_DIR"
 
    log "文件和目录初始化完成"
}
 
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# 知识点 6：if 条件判断
# -f：是否为普通文件
# -d：是否为目录
# -e：是否存在
# -z：字符串为空
# -n：字符串不为空
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check_file_and_dir() {
    print_title "知识点 6：if 条件判断"
 
    if [ -d "$BASE_DIR" ]; then
        echo "目录存在：$BASE_DIR"
    else
        echo "目录不存在：$BASE_DIR"
    fi
 
    if [ -f "$DATA_FILE" ]; then
        echo "文件存在：$DATA_FILE"
    else
        echo "文件不存在：$DATA_FILE"
    fi
 
    local name=""
    if [ -z "$name" ]; then
        echo "变量 name 是空字符串"
    fi
 
    name="nginx"
    if [ -n "$name" ]; then
        echo "变量 name 不为空：$name"
    fi
}
 
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# 知识点 7：数字比较
# -eq：等于
# -ne：不等于
# -gt：大于
# -lt：小于
# -ge：大于等于
# -le：小于等于
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number_compare() {
    print_title "知识点 7：数字比较"
 
    local disk_usage=75
 
    if [ "$disk_usage" -gt 80 ]; then
        echo "磁盘使用率过高：${disk_usage}%"
    elif [ "$disk_usage" -ge 60 ]; then
        echo "磁盘使用率偏高：${disk_usage}%"
    else
        echo "磁盘使用率正常：${disk_usage}%"
    fi
}
 
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# 知识点 8：字符串比较
# =：等于
# !=：不等于
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string_compare() {
    print_title "知识点 8：字符串比较"
 
    local env="dev"
 
    if [ "$env" = "prod" ]; then
        echo "生产环境"
    elif [ "$env" = "dev" ]; then
        echo "开发环境"
    else
        echo "未知环境"
    fi
}
 
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# 知识点 9：for 循环
# 适合遍历固定列表、文件列表、数组
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for_loop_demo() {
    print_title "知识点 9：for 循环"
 
    for service in nginx mysql redis docker; do
        echo "检查服务：$service"
    done
 
    for file in "$BASE_DIR"/*; do
        echo "发现文件：$file"
    done
}
 
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# 知识点 10：while 循环
# 适合条件循环、逐行读取文件
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while_loop_demo() {
    print_title "知识点 10：while 循环"
 
    local count=1
    while [ "$count" -le 3 ]; do
        echo "while 循环第 $count 次"
        count=$((count + 1))
    done
 
    echo "逐行读取用户文件："
    while read -r username age skill; do
        echo "用户：$username，年龄：$age，技能：$skill"
    done < "$DATA_FILE"
}
 
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# 知识点 11：case 分支
# 适合处理 start/stop/restart/status 这种命令参数
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case_demo() {
    print_title "知识点 11：case 分支"
 
    local action="${1:-status}"
 
    case "$action" in
        start)
            echo "执行启动操作"
            ;;
        stop)
            echo "执行停止操作"
            ;;
        restart)
            echo "执行重启操作"
            ;;
        status)
            echo "查看状态"
            ;;
        *)
            echo "用法：$0 {start|stop|restart|status}"
            ;;
    esac
}
 
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# 知识点 12：数组
# 数组适合保存多个值
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array_demo() {
    print_title "知识点 12：数组"
 
    local services=("nginx" "mysql" "redis" "docker")
 
    echo "第一个元素：${services[0]}"
    echo "所有元素：${services[@]}"
    echo "数组长度：${#services[@]}"
 
    for item in "${services[@]}"; do
        echo "数组元素：$item"
    done
}
 
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# 知识点 13：算术运算
# $(( )) 用于整数计算
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arithmetic_demo() {
    print_title "知识点 13：算术运算"
 
    local a=10
    local b=3
 
    echo "a + b = $((a + b))"
    echo "a - b = $((a - b))"
    echo "a * b = $((a * b))"
    echo "a / b = $((a / b))"
    echo "a % b = $((a % b))"
}
 
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# 知识点 14：管道和重定向
# |：管道，把前一个命令结果交给后一个命令
# >：覆盖写入
# >>：追加写入
# 2>&1：把错误输出合并到标准输出
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pipe_redirect_demo() {
    print_title "知识点 14：管道和重定向"
 
    echo "hello shell" > "$BASE_DIR/redirect.txt"
    echo "hello linux" >> "$BASE_DIR/redirect.txt"
    echo "hello devops" >> "$BASE_DIR/redirect.txt"
 
    echo "包含 hello 的行数："
    grep "hello" "$BASE_DIR/redirect.txt" | wc -l
 
    ls /not-exist-dir > "$BASE_DIR/error.log" 2>&1 || true
    echo "错误日志已写入：$BASE_DIR/error.log"
}
 
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# 知识点 15：grep 文本过滤
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grep_demo() {
    print_title "知识点 15：grep 文本过滤"
 
    echo "筛选包含 linux 的行："
    grep "linux" "$DATA_FILE"
 
    echo "筛选不包含 linux 的行："
    grep -v "linux" "$DATA_FILE"
}
 
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# 知识点 16：awk 按列处理
# awk 默认按空格分列
# $1 第一列，$2 第二列，$3 第三列
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awk_demo() {
    print_title "知识点 16：awk 按列处理"
 
    echo "只打印用户名："
    awk '{print $1}' "$DATA_FILE"
 
    echo "打印年龄大于 20 的用户："
    awk '$2 > 20 {print $1, $2, $3}' "$DATA_FILE"
}
 
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# 知识点 17：sed 文本替换
# s/旧内容/新内容/g 表示替换
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sed_demo() {
    print_title "知识点 17：sed 文本替换"
 
    echo "把 shell 替换成 bash，只显示不修改原文件："
    sed 's/shell/bash/g' "$DATA_FILE"
 
    cp "$DATA_FILE" "$BASE_DIR/users_sed.txt"
    sed -i 's/docker/container/g' "$BASE_DIR/users_sed.txt"
    echo "替换后的文件：$BASE_DIR/users_sed.txt"
}
 
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# 知识点 18：find 查找文件
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find_demo() {
    print_title "知识点 18：find 查找文件"
 
    echo "查找 $BASE_DIR 下的 txt 文件："
    find "$BASE_DIR" -type f -name "*.txt"
}
 
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# 知识点 19：xargs 参数传递
# 把前面命令的输出，作为后面命令的参数
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xargs_demo() {
    print_title "知识点 19：xargs 参数传递"
 
    echo "统计 txt 文件行数："
    find "$BASE_DIR" -type f -name "*.txt" | xargs wc -l
}
 
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# 知识点 20：读取配置文件 source
# source 可以加载另一个文件里的变量
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source_demo() {
    print_title "知识点 20：source 加载配置"
 
    # 把 KEY=VALUE 格式的配置加载进当前脚本
    source "$CONFIG_FILE"
 
    echo "应用名称：$APP_NAME"
    echo "运行环境：$APP_ENV"
    echo "端口：$PORT"
}
 
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# 知识点 21：命令执行状态
# if command; then 可以直接判断命令是否成功
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command_status_demo() {
    print_title "知识点 21：命令执行状态"
 
    if grep "shell" "$DATA_FILE" > /dev/null 2>&1; then
        echo "文件中存在 shell 关键词"
    else
        echo "文件中不存在 shell 关键词"
    fi
}
 
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# 知识点 22：进程检查
# ps：查看进程
# pgrep：按名字查进程
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process_demo() {
    print_title "知识点 22：进程检查"
 
    echo "当前 bash 相关进程："
    ps aux | grep bash | grep -v grep || true
 
    if pgrep bash > /dev/null 2>&1; then
        echo "bash 进程存在"
    else
        echo "bash 进程不存在"
    fi
}
 
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# 知识点 23：网络检查
# ping：检查网络连通性
# curl：检查网站接口
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network_demo() {
    print_title "知识点 23：网络检查"
 
    if ping -c 1 -W 1 8.8.8.8 > /dev/null 2>&1; then
        echo "网络连通：8.8.8.8"
    else
        echo "网络不通或被限制：8.8.8.8"
    fi
 
    if command -v curl > /dev/null 2>&1; then
        echo "curl 已安装"
        curl -I -s https://www.baidu.com | head -n 1 || true
    else
        echo "curl 未安装"
    fi
}
 
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# 知识点 24：压缩和备份
# tar -czf：打包并 gzip 压缩
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backup_demo() {
    print_title "知识点 24：压缩和备份"
 
    local backup_file="$BACKUP_DIR/shell_practice_$TODAY.tar.gz"
    tar -czf "$backup_file" -C "$BASE_DIR" .
    echo "备份文件已生成：$backup_file"
}
 
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# 知识点 25：删除旧文件
# find + -mtime 查找 N 天前文件
# 注意：真实生产环境删除前一定要先确认
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clean_demo() {
    print_title "知识点 25：删除旧文件"
 
    echo "演示查找 7 天前的备份文件，不真正删除："
    find "$BACKUP_DIR" -type f -name "*.tar.gz" -mtime +7 -print
 
    # 真正删除时才使用下面这行：
    # find "$BACKUP_DIR" -type f -name "*.tar.gz" -mtime +7 -delete
}
 
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# 知识点 26：here document 多行文本
# 常用于生成配置文件
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heredoc_demo() {
    print_title "知识点 26：Here Document"
 
    cat > "$BASE_DIR/nginx_demo.conf" <<EOF
server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    location / {
        root /usr/share/nginx/html;
    }
}
EOF
 
    echo "已生成配置文件：$BASE_DIR/nginx_demo.conf"
}
 
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# 知识点 27：trap 退出清理
# EXIT：脚本退出时执行
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cleanup() {
    echo
    echo "脚本即将退出，执行清理动作"
    echo "日志文件位置：$LOG_FILE"
}
trap cleanup EXIT
 
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# 知识点 28：菜单函数
# 方便每天选择性练习
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show_menu() {
    echo
    echo "请选择练习内容："
    echo "1) 全部执行"
    echo "2) 参数与变量"
    echo "3) 判断与循环"
    echo "4) 文本处理 grep/awk/sed"
    echo "5) 运维实战：进程/网络/备份"
    echo "0) 退出"
}
 
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# 知识点 29：read 读取用户输入
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main() {
    prepare_files
 
    print_title "脚本基本信息"
    echo "脚本名称：$SCRIPT_NAME"
    echo "作者：$AUTHOR"
    echo "当前时间：$NOW"
 
    show_menu
    read -r -p "请输入选项：" choice
 
    case "$choice" in
        1)
            show_args "$@"
            check_file_and_dir
            number_compare
            string_compare
            for_loop_demo
            while_loop_demo
            case_demo "${1:-status}"
            array_demo
            arithmetic_demo
            pipe_redirect_demo
            grep_demo
            awk_demo
            sed_demo
            find_demo
            xargs_demo
            source_demo
            command_status_demo
            process_demo
            network_demo
            backup_demo
            clean_demo
            heredoc_demo
            ;;
        2)
            show_args "$@"
            array_demo
            arithmetic_demo
            source_demo
            ;;
        3)
            check_file_and_dir
            number_compare
            string_compare
            for_loop_demo
            while_loop_demo
            case_demo "${1:-status}"
            ;;
        4)
            pipe_redirect_demo
            grep_demo
            awk_demo
            sed_demo
            find_demo
            xargs_demo
            ;;
        5)
            command_status_demo
            process_demo
            network_demo
            backup_demo
            clean_demo
            heredoc_demo
            ;;
        0)
            echo "退出练习"
            exit 0
            ;;
        *)
            echo "无效选项"
            exit 1
            ;;
    esac
 
    log "本次练习执行完成"
}
 
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# 知识点 30：主入口
# "$@" 表示把脚本接收到的所有参数继续传给 main 函数
###############################################################################
main "$@"