Shell 函数与数组 学习笔记

定位：运维脚本骨架课 · 日期：2026-10-15
核心价值：数据区（数组）+ 处理区（函数）+ 主流程（for）三分离 = 可维护脚本

一、函数（Function）

核心语法

# 定义（先定义后调用，脚本从上往下执行）
say_hi() {
    echo "你好，$1"
}
# 调用
say_hi "运维"

4 条规则

规则 说明
先定义后调用 调用时函数必须已存在
函数内 $1 $2 是函数参数 会遮蔽脚本的 $1 $2
return 返回退出码 0-255；用 $? 取；0=成功，非0=失败
local 局部变量 只函数内有效，不污染全局

函数名直接当条件判断

is_ok() {
    [ -f /tmp/flag ] && return 0 || return 1
}
if is_ok; then   # if 判断"退出码 == 0 吗"
    echo "有 flag"
fi

二、数组（Array）

定义与操作

ports=(9000 9001 9002)
echo ${ports[0]}       # 9000（下标从 0 开始）
echo ${ports[@]}       # 全部元素
echo ${#ports[@]}      # 长度 3
ports[3]=9003          # 按下标加
ports+=(9004)          # 追加
unset ports[1]         # 删除下标 1

遍历（生产标准）

for p in "${ports[@]}"; do
    echo "端口 $p"
done

数组 vs 普通变量

数组 = 名单化：加一个端口只改数组一行，循环逻辑不用动。

三、实战：check_backends.sh（函数+数组版）

#!/bin/bash
check_port() {
    local port=$1  # 这里是函数的参数，不是脚本的
    if ss -tlnp | grep -q ":$port "; then
        echo "✅ $port 正在监听"
        return 0
    else
        echo "❌ $port 未被监听"
        return 1
    fi
}

ports=(9000 9001 9002)
ok=0
for p in "${ports[@]}"; do
    if check_port "$p"; then  # 函数的传参方式和脚本很像
        ok=$((ok + 1))
    fi
done
echo "存活 $ok/${#ports[@]}"

加端口只改 ports=(...) 一行；分母用 ${#ports[@]} 自动适配。

四、本课 3 个坑（都是血泪）

坑 1：没看真实输出就写 grep

ss -tlnp | grep ":port ${port}"   # ❌ ss 输出里根本没有 "port" 字样

教训：先看数据，再写匹配 —— 写 grep 前先 ss -tlnp | head 看真实格式。
ss 真实输出：LISTEN 0 511 0.0.0.0:9000 ...（冒号后直接是数字）
正确：grep -q ":$port "

坑 2：Shell 的 0/1 与 C 语言相反（跨语言经典误区）

0 非 0
C 语言 假 真
Shell 退出码 成功（if=真） 失败（if=假）

原因：退出码本质是"错误码"——0=没有错误=成功；1/2/127=第几种错误。
记忆：Shell 里 0 = 成功 = 真；非 0 = 失败 = 假。别拿 C 思维写 shell。

坑 3：统计方向与标签不一致

num=3
成功时 num=$((num - 1))    # ❌ 输出的是"剩余数"，标签却写"存活"
echo "存活 $num"

正确：存活数 = 成功次数，从 0 开始加：

ok=0
成功时 ok=$((ok + 1))
echo "存活 $ok/${#ports[@]}"

五、写脚本三查 + 新口诀

三查：① 数括号 $(( )) 双括号成对
      ② 数美元：每个变量前都有 $，$ 后是变量名
      ③ 查空格：[[ 内容 ]] 首尾空格
新口诀：先看数据再写匹配；Shell 0=成功真，1=失败假

六、收官课：函数互相调用 + 数组当参数（分层架构）

分层设计：log → check_port → check_all

log() {                                    # 底层：基础能力（日志）
    echo "[$(date '+%H:%M:%S')] [$1] $2"
}
check_port() {                             # 中层：业务逻辑（检查端口）
    local port=$1
    log "run" "检查端口 $port"
    ...
}
check_all() {                              # 上层：调度（遍历名单）
    for p in "$@"; do
        check_port "$p"
    done
}

Why 分层：log 只写一次。想给日志加颜色、改格式、写文件——只改 log 一个函数，所有调用点自动生效（解耦）。

数组当函数参数（传参技巧）

f arr          # ❌ 只传字符串 "arr"
f "${arr[@]}"  # ✅ 展开成多个独立参数 → 函数里 "$@" 逐个接收

毕业作品：monitor.sh（p8 优化版）

#!/bin/bash
# 三层架构 + 参数覆盖名单
log() {
    echo "[$(date '+%H:%M:%S')] [$1] $2"
}
check_port() {
    local port=$1
    if ss -tlnp | grep -q ":$port "; then   # 尾空格防误匹配 :90000
        log "run" "$port 正在监听"
        return 0
    else
        log "error" "$port 未监听"
        return 1
    fi
}
check_all() {
    local ok=0
    for p in "$@"; do
        check_port "$p" && ok=$((ok + 1))
    done
    echo "存活 $ok/$#"
}
ports=(9000 9001 9002 9999)
[[ $# -gt 0 ]] && ports=("$@")             # 有外部参数就用外部名单
check_all "${ports[@]}"

运行：./monitor.sh（默认名单）或 ./monitor.sh 9000 9001（外部名单）
⚠️ 9001/9002 未监听 = 后端进程没启动（WSL 重启后需跑 start_backends.sh），不是脚本错误。

七、常用系统函数（内置命令）速查

命令 作用 示例
basename 取文件名（去路径） basename /etc/nginx/nginx.conf → nginx.conf
dirname 取目录部分 dirname /etc/nginx/nginx.conf → /etc/nginx
seq 生成数字序列 seq 1 5 → 1 2 3 4 5
read 读用户输入/文件行 read -r -p "确认?" ans
sleep 等待 N 秒 sleep 3
date 时间戳 date '+%F %T' → 2026-10-15 21:27:10
$RANDOM 随机数 echo $((RANDOM % 100)) → 0-99
cut 按分隔符切列 echo "a:b:c" | cut -d: -f2 → b
tr 字符转换 echo ABC | tr 'A-Z' 'a-z' → abc
mktemp 安全创建临时文件 tmp=$(mktemp)
wc 计数（行/字/字节） wc -l /var/log/nginx/access.log
sort / uniq 排序 / 去重计数 sort file | uniq -c

运维高频片段（直接抄）

# 取配置文件名（去路径去扩展名）
base=$(basename /etc/nginx/sites-available/mysite .conf)   # → mysite

# 读用户输入做确认（危险操作前必用）
read -r -p "确认删除? [y/N] " ans
[[ $ans == y || $ans == Y ]] || exit 0

# 等待服务起来（最多等 10 秒）
for i in $(seq 10); do
    curl -s -o /dev/null http://localhost:8080 && break
    sleep 1
done

# 随机端口/后缀（如 $RANDOM % 1000 + 8000 → 8000-8999）
echo $((RANDOM % 1000 + 8000))

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