shell 数组的详细用法

2023-12-21 08:47:06

简介

????数组是一种数据结构，用于存储和处理一组相关的数据元素。数组可以包含多个值，每个值都有一个索引，用于标识和访问它们。

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1. 数组的基本用法

定义数组的方式类似于定义变量，比如我们定义一个普通变量是这样的：

v="abc"
v=123
v=12ab

数组就是在等于符号后面加上括号，例如：

v=(a b c)
v=(1 2 3)

注意：分隔符默认是空格，这个空格可以是多个空格，也可以tab，只要中间有间隔即可。

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数组相比于普通变量，数组能存储和访问多个值，在使用过程中也更加的灵活。例如：使用数组和普通变量赋值一个相同的值

variable="Hello World"
array=(Hello World)

普通变量输出方式：

数组可以输出单个值或全部值，这就是数组的优势。

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1.1. 定义数组的方式

1.1.1. 直接赋值

赋值的对象可以是字符串，可以是数字，也可以是它们的组合，例如：

v=('a' 'b' 'c')
v=(1 2 3)
v=('a' 'b' 1 2)

除了直接赋值，我们也可以通过其他的变量赋值，例如：

n=10
v=('a' 'b' ${n})

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注意：shell中的数组不涉及深拷贝、浅拷贝的概念，拷贝的方式是对整个数组最新的值进行拷贝。

# 定义2个数组
arr1=(10 20 30)
arr2=('a' 'b' ${arr1[@]})

# 输出这两个数组的结果
echo "两个数组原本的结果：arr1=${arr1[@]}  arr2=${arr2[@]}"

# 修改被拷贝的数组arr1
arr1[1]=50

# 再次输出这两个数组的结果
echo "arr1被修改后的结果：arr1=${arr1[@]}  arr2=${arr2[@]}"

当我们对数组 arr2 赋值数组 arr1 的值后，再修改数组 arr1，这时数组 arr2 也不会发生改变。

如果我们在将 arr1 赋值给 arr2 之前修改值，则 arr2 使用最新的值。例如：

arr1=(10 20 30)

# 修改数组arr1的值
arr1[1]=50

arr2=('a' 'b' ${arr1[@]})

# 输出这两个数组的结果
echo "arr1: ${arr1[@]}"
echo "arr2: ${arr2[@]}"

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1.1.2. declare声明数组

declare的参数选项

-a：将变量声明为普通数组。
-A：将变量声明为关联数组。
-r：将变量声明为只读（不可修改）。

-i：将变量声明为整数。
-l：将变量的值转换为小写。    #不支持数组
-u：将变量的值转换为大写。    #不支持数组

-f：显示指定函数名的定义，如果不指定函数名，则显示所有函数的定义。用于debug调试
-g：将变量声明为全局变量，使其在函数内外都可访问。
-x：将变量声明为环境变量，可以在 Shell 进程及其子进程中访问。
-x <value>：将变量声明为环境变量，并设置默认值。

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普通数组和关联数组分别由 -a 和 -A 指定，它们的区别是普通数组使用整数作为索引号，关联数组使用字符串作为索引号（以键值对的方式取值）。例如：

# 普通数组
declare -a arr[0]='abc'
# 关联数组
declare -A arr[a]='abc'

系统默认是普通数组，所以一般不需要使用 -a 指定。关联数组属于特殊数组，需要使用 -A 指定，也可以这样写：

declare -A arr
arr[a1]='abc'
arr[a2]='def'

或者这样写

declare -A arr=([a1]='BBB' [a2]='CCC')

注意：=() 这种方式不能放在后面，否则前面插入的值会被覆盖。

【案例一】先使用索引方式增加值，再使用第2种 =() 的方式

# 定义关联数组
declare -A arr
# 使用索引方式赋值
arr[a1]='abc'
arr[a2]='def'
# 使用括号+键值对方式赋值
arr=([a3]='BBB' [a4]='CCC')
# 输出结果
echo ${arr[@]}

a1、a2的值被覆盖

【案例二】我们换一下顺序，将单独插入索引值放在后面

# 定义关联数组
declare -A arr
# 使用括号+键值对方式赋值
arr=([a3]='BBB' [a4]='CCC')
# 使用索引方式赋值
arr[a1]='abc'
arr[a2]='def'
# 输出结果
echo ${arr[@]}

此时前面的值不会被覆盖?

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注意：当使用?${arr[@]}?输出整个关联数组时，它会按照 bash 的内部实现来确定元素的顺序，而不是按照插入元素的顺序。

当然了，在实际的用法中我们需要按顺序输出时，一般都是使用普通数组，关联数组一般是用于一些特定的场景，所以不需要关心它的顺序。但是如果这个数组不固定，可能有很多地方存在增加或删除的情况，那么我们需要知道当前数组的键和值如何获取

所有键：${!arr[@]}
所有值：${arr[@]}

例如：

# 定义关联数组
declare -A arr=([a1]='BBB' [a2]='CCC')

# 输出键和值
echo "数组arr的所有键: ${!arr[@]}"
echo "数组arr的所有值: ${arr[@]}"

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除了声明数组的类型外，还有一些整数的声明方式，例如：

declare -i arr=('abc' 1 2)
echo ${arr[@]}

我们在定义这个变量的时候直接在数组中写入一个字符串，然后得到的结果就是：abc没有被改变?

如果我们写成这样，字符串abc就可以被转换为数字0

declare -i arr
arr=('abc' 1 2)
echo ${arr[@]}

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我们可以使用declare声明数组整数，却只能声明字符串变量的大小写，不支持数组。这里举2个普通变量的声明大小写方式：

# 声明为小写
declare -l var
var='abC'
echo ${var}

# 声明为大写
declare -u var
var='abC'
echo ${var}

注意：脚本中必须在变量赋值之前声明，如果是在赋值之后声明是无效的。

var='abC'
# 声明为大写
declare -u var
echo ${var}

但如果直接在命令操作的话是有效的

《如果需要将数组的字符串转换为大小写需要将其遍历出来修改。方法见目录2》

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1.1.3. 索引赋值

默认情况下数组是通过整数索引来访问元素，范围是：0~32767。普通数组不同于关联数组，关联数组使用字符的方式赋值，所以输出整个数组的值对我们来说可能非顺序的；而普通数组输出整个数组时是有序的。例如：

arr=(abc 000 def 123)
echo ${arr[@]}

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当我们需要对某个位置插入值时，如果这个位置已经有值则直接修改，如果没有则插入。

arr=(abc 000 def 123)
echo "arr原始数据: ${arr[@]}"

# 在索引为1的位置插入或修改值
arr[1]=111
echo "arr修改索引: ${arr[@]}"

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当代码太多，不知道数组有多少时，我们可以通过追加的方式插入数据

arr=(abc 000 def 123)
echo "原始数据: ${arr[@]}"

# 向数组arr追加元素
arr+=("value1")
arr+=("value2" "value3")
echo "增加数据: ${arr[@]}"

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1.1.4. 命令赋值

除了手动赋值以外，我们还可以通过Linux命令、函数等方式对数组赋值。

【案例一】直接执行Linux命令对数组赋值

arr=(`ls /home/yt/shell/file`)
echo ${arr[@]}

如果数组中已有数据，那么通过追加的方式赋值

# 定义一些元素到数组
arr=(abc 000)
echo "old_arr: ${arr[@]}"

# 向数组arr追加元素
arr+=(`ls /home/yt/shell/file`)
echo "new_arr: ${arr[@]}"

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【案例二】通过读取交互输入的值增加到数组

# 定义数组
declare -a arr
# 循环读取交互的值
while read -r line; do
        [ "${line}" == "exit" ] && break
        arr+=("$line")
done
# 输出最终结果
echo "result: ${arr[@]}"

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【案例三】通过函数结果赋值

# 定义一个函数
func1(){
        echo "123 abc"
        }
# 将函数输出的结果赋值到数组
arr=(`func1`)
# 输出结果
echo "全部的值 : ${arr[@]}"
echo "索引0的值: ${arr[0]}"

对函数来说输出的 "123 abc" 是一个字符串，但中间有一个空格，所以对数组来说是2个值

如果在执行函数加上双引号则对数组来说就是一个值

arr=("`func1`")

注意：函数的返回值无法赋值到数组

?# 定义一个函数
func1(){
        return 1
        }
# 将函数输出的结果赋值到数组
arr=(`func1`)
# 输出结果
echo ${arr[@]}

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1.2. 更新数组的方式

1.2.1. 增加数组元素

在原数组最后面追加元素

# 原数组
arr=(a b c)
# 向数组中追加新的元素
arr+=(1 2 3)
# 查看结果
echo ${arr[@]}

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在原数组最前面增加n个元素

# 原数组
arr=(a b c)
# 重新定义数组，在原数组前方增加n个元素
arr=("123" ${arr[@]})
# 查看结果
echo ${arr[@]}

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按索引增加数组

# 原数组
arr=(a b c)
# 向数组中追加新的元素
arr[3]="d"
# 查看结果
echo ${arr[@]}

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在索引0和1之间增加一个元素

# 原数组
arr=(1 2 3)
# 切片前半部分和后半部分，然后与新元素进行拼接
arr=(${arr[@]:0:1} "abc" ${arr[@]:1})
# 输出结果
echo ${arr[@]}

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1.2.2. 修改数组元素

按索引修改元素

# 原数组
arr=(1 2 3)
# 将索引为0的元素修改为100
arr[0]=100
# 输出结果
echo ${arr[@]}

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按值修改（将元素为3的修改为30）

# 定义一个数组
arr=(1 2 3 4 5)

# 定义需要修改的值和新值
old_value=3
new_value=30

# 遍历数组索引
for i in ${!arr[@]}; do
    # 通过索引查看值，判断该是否为需要修改的值，如果是则修改
	[ "${arr[$i]}" == "${old_value}" ] && arr[$i]=${new_value}
done

# 输出修改后的数组
echo "${arr[@]}"

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1.2.3. 删除数组元素

删除元素我们通过?unset 去操作

unset 数组名        #删除整个数组
unset 数组名[索引]  #删除数组的某个索引

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删除整个数组

# 定义一个数组
arr=(1 2 3 4 5)
# 删除这个数组
unset arr
# 输出结果
echo ${arr[@]}

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按索引删除

# 定义一个数组
arr=(1 2 3 4 5)
# 删除索引为0的元素
unset arr[0]
# 输出结果
echo ${arr[@]}

注意：unset不支持索引切片删除

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按值删除

# 定义一个数组
arr=(1 2 3 2 4)
# 需要删除的值
unset_value=2

# 便利数组的索引
for i in "${!arr[@]}"; do
    # 如果该索引的值==需要删除的值，则删除
    [ "${arr[$i]}" == "${unset_value}" ] && unset arr[$i]
done

# 输出结果
echo ${arr[@]}

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1.2.4. 查询数组元素

查询数组的全部元素

echo ${arr[@]}

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按索引查询某个元素

echo ${arr[0]}    #查看索引为0的元素
echo ${arr[1]}    #查看索引为1的元素

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查看元素的长度

echo ${#arr[@]}

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查看元素的索引（从0开始）

echo ${!arr[@]}

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?过滤出长度为3的元素

arr=("VVVV" "abc" 124 "AA" "===" "ddd")
echo ${arr[@]} |xargs -n 1 |awk 'length($0)==3'

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1.3. 索引切片

切片的语法如下

${arr[@]:开始索引:向后次数}

查看索引为2后面的全部元素（包括2）

${arr[@]:2}

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查看索引为2后面3个元素

${arr[@]:2:3}

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查看前面4个元素

${arr[@]:0:4}

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查看后面4个元素

${arr[@]:(-4)}

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查看中间 2~5 元素

${arr[@]:1:4}

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1.4. 字母大小写转换

?转换大写

arr=("abC" "Def" 1 2 3)

# 使用循环遍历数组，并将每个元素转换为大写
for ((i=0; i<${#arr[@]}; i++)); do
        arr[$i]=${arr[$i]^^}
done

echo "${arr[@]}"

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转换小写

arr=("abC" "Def" 1 2 3)

# 使用循环遍历数组，并将每个元素转换为小写
for ((i=0; i<${#arr[@]}; i++)); do
        arr[$i]=${arr[$i],,}
done

echo "${arr[@]}"

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每个单词首字母大写，后面的小写

arr=("abC" "Def" 1 2 3)

# 使用循环遍历数组
for ((i=0; i<${#arr[@]}; i++)); do
    # 读取第1个字符
	firstChar="${arr[$i]:0:1}"
    # 读取第1个以后的字符
	remainingChars="${arr[$i]:1}"
    # 将第一个字符转换为大小，后面的转换为小写
	arr[$i]="${firstChar^^}${remainingChars,,}"
done

echo "${arr[@]}"

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2. 数组的应用

2.1. 连续处理函数

先来看一个简单的例子

#!/bin/bash

arr=(1 2 3 4 5)

func1() {
    # 参数个数大于0则一直循环
    while [[ $# -gt 0 ]]; do
        local arg="$1"
        if [ ${arg} -eq 1 ];then
            # 在这里添加处理逻辑
            echo "执行任务 1"
        elif [ ${arg} -eq 2 ];then
            # 在这里添加处理逻辑
            echo "执行任务 2"
        elif [ ${arg} -eq 3 ];then
            # 在这里添加处理逻辑
            echo "执行任务 3"
        fi
        shift # 将头部的参数删除
    done
    }
func1 ${arr[@]}

我们通过数组定义了一组值，将这组值传入函数中，函数根据值判断是否执行某个任务。

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上述可能看不出实际有什么作用，我们带入一个简单的场景，需求如下：

使用最小的代码量封装一个函数用于操作文件，对函数传入的参数顺序执行

#!/bin/bash

arr=(`ls /home/yt/shell/file/*.txt`)

func1() {
    # 参数个数大于0则一直循环
    while [[ $# -gt 0 ]]; do
        local arg="$1"
        if [ -f ${arg} ];then
            # 操作这个文件，例如追加或修改数据
            echo "test" >>${arg}
        fi
        shift # 将头部的参数删除
    done
    }
func1 ${arr[@]}

由于数组可以存储的东西很多，并且在使用的时候我们可以选择式的调用，相对比较方便。

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2.2. 定时判断文件大小

需求：不确定某个目录下的文件，有时增加、有时删除，需要对所有文件进行监控大小，发生变化后及时提醒。

#!/bin/bash

# 配置需要检查文件的目录
file_path="/home/yt/shell/file"

while true;do
    # 声明一个关联数组
    declare -A arr
    # 将目录下的所有文件放入一个变量
    files="$(find ${file_path} -type f)"

    # 遍历需要检查的文件
    for file in ${files};do
        # 将这些文件大小存储到关联数组中
        arr["${file}"]=$(du -b ${file} |awk '{print $1}')
    done

    # 休眠60s后再次读取文件大小
    sleep 60
    for file in ${files};do
        # 读取文件大小
        size=$(du -b ${file} |awk '{print $1}')
        # 判断与1s前，大小是否发生变化
        if [ ${arr["${file}"]} -ne ${size} ];then
            echo -e "[`date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S'`] 文件${file}大小发生变化, 当前${size}byte"
        fi
    done
done

根据需求我们编写一个循环，在循环体中按指定间隔时间不断的的查看文件大小，对比两次查看的大小是否一致。如果文件大小一致则不用预警，如果文件大小不一致则输出预警。

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2.3. 注意事项

数组在日常中用的比较多，但有些操作可能导致内存增加，比如：

【对大型数组进行排序、过滤、转换等】

array=("大型数组")
# 排序
sorted_array=($(echo "${array[@]}" | tr ' ' '\n' | sort))

如果要对数组进行排序，通常需要将其复制到一个临时数组中，然后对临时数组进行排序，最后将结果复制回原始数组。在排序或复制大型数组时，可能会分配大量的内存。

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【创建嵌套或多维数组】

arr=( ("数组1") ("数组2") ("数组3") )

如果要处理嵌套或多维数组，通常需要创建多个数组来表示子数组或多维数组。在处理大型、多维或嵌套数组时，可能会占用大量的内存。

文章来源:https://blog.csdn.net/m0_61066945/article/details/135070671
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