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07 Shell echo/printf 命令

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2023-12-01

1. Shell 显示命令

1.1 Shell 显示命令

与其他语言一样，Shell 也有字符串的输出及格式化字符的需求，在本章节我们着重讲解 Shell 中的 echo 与 printf 命令，灵活运用这两个命令，基本上就能满足我们在 Shell 编写中的大多数显示输出及格式化字符串的需求。

1.2 为什么要用显示命令

在我们编写 Shell 脚本的时候需要为用户提供信息提示以及交互式显示，也存在需要记录脚本的执行日志等，此时都需要我们来根据不同的场景，利用 Shell 的显示命令也称输出命令来满足我们的需求。

2. Shell 显示 echo 命令操作

我们明确了 Shell 显示命令的含义及作用，首选让我们来看 echo 命令及基本操作。

2.1 echo 语法

echo 命令语法非常简单：echo [option] [arguments]，其中根据 option 的不同，赋予了 echo 很多强大的功能。

2.2 echo 常用操作

2.2.1 打印普通字符串

通常默认不带参数就是处理打印普通字符串，例如：

[root@master ~]# echo "hello shell"
hello shell

2.2.2 不换行输出

默认 echo 输出普通字符串为自动换行的，如果不想输出自动换行，可以添加选项 -n，例如：

[root@master ~]# echo -n "hello shell"
hello shell[root@master ~]#

我们可以看到此时输出就不自动换行，该需求可以在我们写文件的时候使用。

2.2.3 输出变量

在我们前面讲解变量的时候，有提到过在引用变量的时候可以利用 echo 命令，但是此时需要我们注意单引号与双引号的区别。

  • 单引号

单引号为将变量名原样输出，不引用其的值，例如：

[root@master ~]# STR1="hello shell"
[root@master ~]# echo '${STR1}'
${STR1}
  • 双引号

双引号为引用变量的值进行输出，例如：

[root@master ~]# echo "${STR1}"
hello shell
[root@master ~]# echo ${STR1}
hello shell

我们可以发现在终端如果不显式书写引号，默认就为双引号，也就是引用我们变量的值，但是我们在编写 Shell 脚本的时候尽可能地显示写上引号，这样可以避免不必要的异常发生。

2.2.4 -e 转义

echo 命令使用 -e 选项可以开启转义，处理特殊字符。

  • n: 换行符号
[root@master ~]# echo -e "hellonshell" 
hello
shell
  • t: 制表符，也就是按我们的 tab 键
[root@master ~]# echo -e "hellotshell" 
hello   shell
  • r: 回车键，RETURN
[root@master ~]# echo -e "hellor"    
hello
  • a: 从系统喇叭送出铃声，ALERT
	[root@master ~]# echo -e "a"
  • \：显示反斜线本身
[root@master ~]# echo -e "hello \ shell"
hello  shell
  • f:FORMFEED，换页字符
[root@master ~]# echo -e "hellofshell" 
hello
     shell
  • E:ESCAPE，跳脱键
[root@master ~]# echo -e "hello Eshell"
hello hell

2.2.5 文件操作

  • 创建文件

可以利用 echo 命令来创建文件，例如：

[root@master ~]# ls test.sh
ls: cannot access test.sh: No such file or directory
[root@master ~]# echo "hello shell" >test.sh
[root@master ~]# cat test.sh 
hello shell
[root@master ~]#

如果需要在一个文件中写入简单内容，不用创建文件然后打开，可以直接利用 echo 命令将内容输入到文件中，文件会自动创建。

  • 清空文件

可以利用 echo 来清空文件内容，例如：

[root@master ~]# cat test.sh 
hello shell
[root@master ~]# echo >test.sh 
[root@master ~]# cat test.sh

2.2.6 感叹号

在 echo 中，如果使用双引号其中带有 ! 则会抛出异常，这是因为默认 Shell 开启了感叹号引用内存中的历史命令，可以利用 set +H 进行关闭，如果不关闭该设置还想使用感叹号，可以使用单引号。

[root@master ~]# echo "hello !"
-bash: !": event not found
[root@master ~]# echo 'hello !'
hello !

2.2.7 颜色输出

在 Shell 中我们有时候需要与用户进行交互式操作，如果输出的内容有颜色，对于用户识别更为明显。Shell 中 echo 可以对字体颜色 / 背景 / 显示方式进行控制，如下表：

字体颜色字体背景颜色显示方式
30：黑40：黑
31：红41：深红0：终端默认设置
32：绿42：绿1：高亮显示
33：黄43：黄色4：下划线
34：蓝色44：蓝色5：闪烁
35：紫色45：紫色7：反白显示
36：深绿46：深绿8：隐藏
37：白色47：白色
格式：
33[1;31;40m# 1 是显示方式，可选。31 是字体颜色。40m 是字体背景颜色。
33[0m# 恢复终端默认颜色，即取消颜色设置。
  • 显示方式
for i in {1..8};do echo -e "33[$i;31;40m hello shell 33[0m";done
  • 字体颜色
for i in {30..37};do echo -e "33[$i;40m hello shell 33[0m";done
  • 背景颜色
for i in {40..47};do echo -e "33[47;${i}m hello shell 33[0m";done

3. Shell 中 printf 命令操作

我们学习了 echo 命令，它通常用于处理常规的需求，还有一些更高级的需求，例如我们希望输出内容指定字符的宽度，左右对齐，格式小数输出等，此场景下需要利用 printf 命令进行处理。

3.1 printf 语法

printf 功能为格式化打印数据，语法为：printf format-string [arguments]。

  • format-string: 为格式控制字符串；
  • arguments: 为参数列表。

3.2 printf 注意点

其引用 C 语言中的 printf 命令，但 也有一些区别，需要注意：

  • printf 默认情况下末尾不加换行符号，所以如果需要换行，需要显示手动添加 n;
  • printf 为格式化输出不对内容做改变操作，尤其在浮点数输出的时候，对其结果不进行改变，这是现实结果有差异；
  • 在 printf 中 arguments 为参数列表，例如字符串或者变量，建议个数与 format-string 要求的数量相同；
  • printf 不用加括号，arguments 使用空格分隔，不用逗号。

3.3 printf 常用操作

3.3.1 打印普通字符串

[root@master ~]# printf "hello shell"
hello shell[root@master ~]# printf "hello shelln"
hello shell

如果需要换行，需要手动显式添加 n。

3.3.2 格式字符串

在掌握 printf 前需要先了解 format-string，其对应着不同的含义，在此我们介绍最常用的格式字符串。

  • %s

字符串格式化，其中 %s 就是引用后面的字符 shell

[root@master ~]# printf "hello %sn" shell
hello shell
  • %d

十进制整数

[root@master ~]# printf "age: %dn" 20      
age: 20
  • 左对齐

printf 可以使得左对齐，例如 %-10s 指一个宽度为 10 个字符，左对齐利用 - 表示，任何字符都会被显示在 10 个字符宽的字符内，如果不足则自动以空格填充，超过也会将内容全部显示出来。

[root@master ~]# printf "hello %-10s%sn" shell 。      
hello shell     。
  • 右边对齐

右对齐利用 + 表示，%+10.2f 指格式化为小数，其中 10 表示 4 个字符宽度，.2 指保留 2 位小数。

[root@master ~]# printf "hello %+10s%sn" shell 。 
hello      shell。

[root@master ~]# printf "hello %+10.2f %sn" 3.1415 。	
hello      +3.14 。
  • 其他

当然一些其他格式化字符，在此举例最常用的，其他的可参考如下：

%c ASCII字符.显示相对应参数的第一个字符
%d,%i 十进制整数（常用）
%e 浮点格式([-d].precisione [+-dd])
%E 浮点格式([-d].precisionE [+-dd])
%g %e或%f转换,看哪一个较短,则删除结尾的零
%G %E或%f转换,看哪一个较短,则删除结尾的零
%s 字符串（常用）
%u 不带正负号的十进制值
%x 不带正负号的十六进制.使用a至f表示10至15
%% 字面意义的%
%X 不带正负号的十六进制.使用A至F表示10至15

3.3.3 其他

  • 单双引号

在 printf 中，单双引号都一致。

[root@master ~]# printf "hello %sn" shell
hello shell
[root@master ~]# printf 'hello %sn' shell 
hello shell
  • 格式只指定了一个参数，但多出的参数仍然会按照该格式输出，format-string 被重用进行多行输出
[root@master ~]# printf 'hello %sn' shell python go
hello shell
hello python
hello go

[root@master ~]# printf "%s %s %s %sn" a b c d e f g h i j
a b c d
e f g h
i j
  • 如果没有 arguments，那么则对应使用默认值表示， % s 用 NULL 代替，% d 用 0 代替
[root@master ~]# printf "%s default  %d n" 
 default  0

3.3.4 printf 转义

printf 的转义与 echo 中的一致，可参考 echo 中的转义。

4. 实例

4.1 需求

例如给出如下 nginx 的访问日志，需要对其进行分析并且输出不同的状态码，利用颜色不同进行区分不同的状态码。

112.65.61.117 - - [05/Nov/2019:17:10:54 +0800] "GET /js/chunk-2eca3a5a.2f1d5ea3.js HTTP/1.1" 200 5276 "https://smartsds.tools.anchnet.com/index" "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/53.0.2785.116 Safari/537.36 QBCore/4.0.1278.400 QQBrowser/9.0.2524.400 Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/53.0.2875.116 Safari/537.36 NetType/WIFI MicroMessenger/7.0.5 WindowsWechat" "-"
112.65.61.117 - - [05/Nov/2019:17:10:54 +0800] "GET /js/chunk-91d36e6e.a1444c20.js HTTP/1.1" 200 12674 "https://smartsds.tools.anchnet.com/index" "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/53.0.2785.116 Safari/537.36 QBCore/4.0.1278.400 QQBrowser/9.0.2524.400 Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/53.0.2875.116 Safari/537.36 NetType/WIFI MicroMessenger/7.0.5 WindowsWechat" "-"
112.65.61.117 - - [05/Nov/2019:17:10:54 +0800] "GET /js/chunk-vendors.3a6c246c.js HTTP/1.1" 404	 260490 "https://smartsds.tools.anchnet.com/index" "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/53.0.2785.116 Safari/537.36 QBCore/4.0.1278.400 QQBrowser/9.0.2524.400 Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) Apessenger/7.0.5(0x17000523) NetType/4G Language/zh_CN" "-"
223.104.189.205 - - [05/Nov/2019:17:10:54 +0800] "GET /js/app.ec4e6290.js HTTP/1.1" 200 11149 "https://smartsds.tools.anchnet.com/index" "Mozilla/5.0 (iPhone; CPU iPhone OS 12_3_1 like Mac OS X) AppleWebKit/605.1.15 (KHTML, like Gecko) Mobile/15E148 MicroMessenger/7.0.5(0x17000523) NetType/4G Language/zh_CN" "-"
223.104.189.205 - - [05/Nov/2019:17:10:55 +0800] "GET /js/chunk-vendors.3a6c246c.js HTTP/1.1" 200 260482 "https://smartsds.tools.anchnet.com/index" "Mozilla/5.0 (iPhone; CPU iPhone OS 12_3_1 like Mac OS X) AppleWebKit/605.1.15 (KHTML, like Gecko) Mobile/15E148 MicroMessenger/7.0.5(0x17000523) NetType/4G Language/zh_CN" "-"
223.104.189.205 - - [05/Nov/2019:17:10:55 +0800] "GET /api/2 HTTP/1.1" 500 502 "https://smartsds.tools.anchnet.com/index" "Mozilla/5.0 (iPhone; CPU iPhone OS 12_3_1 like Mac OS X) AppleWebKit/605.1.15 (KHTML, like Gecko) Mobile/15E148 MicroMessenger/7.0.5(0x17000523) NetType/4G Language/zh_CN" "-"
223.104.189.205 - - [05/Nov/2019:17:10:55 +0800] "GET /js/chunk-2eca3a5a.2f1d5ea3.js HTTP/1.1" 200 5276 "https://smartsds.tools.anchnet.com/index" "Mozilla/5.0 (iPhone; CPU iPhone OS 12_3_1 like Mac OS X) AppleWebKit/605.1.15 (KHTML, like Gecko) Mobile/15E148 MicroMessenger/7.0.5(0x17000523) NetType/4G Language/zh_CN" "-"
223.104.189.205 - - [05/Nov/2019:17:10:55 +0800] "GET /css/chunk-91d36e6e.a5cb4df4.css HTTP/1.1" 200 1133 "https://smartsds.tools.anchnet.com/index" "Mozilla/5.0 (iPhone; CPU iPhone OS 12_3_1 like Mac OS X) AppleWebKit/605.1.15 (KHTML, like Gecko) Mobile/15E148 MicroMessenger/7.0.5(0x17000523) NetType/4G Language/zh_CN" "-"
223.104.189.205 - - [05/Nov/2019:17:10:55 +0800] "GET /js/chunk-03341f87.78501520.js HTTP/1.1" 200 1059 "https://smartsds.tools.anchnet.com/index" "Mozilla/5.0 (iPhone; CPU iPhone OS 12_3_1 like Mac OS X) AppleWebKit/605.1.15 (KHTML, like Gecko) Mobile/15E148 MicroMessenger/7.0.5(0x17000523) NetType/4G Language/zh_CN" "-"
223.104.189.205 - - [05/Nov/2019:17:10:55 +0800] "GET /js/chunk-91d36e6e.a1444c20.js HTTP/1.1" 200 12674 "https://smartsds.tools.anchnet.com/index" "Mozilla/5.0 (iPhone; CPU iPhone OS 12_3_1 like Mac OS X) AppleWebKit/605.1.15 (KHTML, like Gecko) Mobile/15E148 MicroMessenger/7.0.5(0x17000523) NetType/4G Language/zh_CN" "-"
223.104.189.205 - - [05/Nov/2019:17:10:56 +0800] "GET /api/1 HTTP/1.1" 500 39193 "https://smartsds.tools.anchnet.com/index" "Mozilla/5.0 (iPhone; CPU iPhone OS 12_3_1 like Mac OS X) AppleWebKit/605.1.15 (KHTML, like Gecko) Mobile/15E148 MicroMessenger/7.0.5(0x17000523) NetType/4G Language/zh_CN" "-"
223.104.189.205 - - [05/Nov/2019:17:10:56 +0800] "GET /img/download.f4b65200.png HTTP/1.1" 200 7737 "https://smartsds.tools.anchnet.com/index" "Mozilla/5.0 (iPhone; CPU iPhone OS 12_3_1 like Mac OS X) AppleWebKit/605.1.15 (KHTML, like Gecko) Mobile/15E148 MicroMessenger/7.0.5(0x17000523) NetType/4G Language/zh_CN" "-"
223.104.189.205 - - [05/Nov/2019:17:10:57 +0800] "GET /img/background.fc2d80f1.png HTTP/1.1" 200 57711 "https://smartsds.tools.anchnet.com/index" "Mozilla/5.0 (iPhone; CPU iPhone OS 12_3_1 like Mac OS X) AppleWebKit/605.1.15 (KHTML, like Gecko) Mobile/15E148 MicroMessenger/7.0.5(0x17000523) NetType/4G Language/zh_CN" "-"
223.104.189.205 - - [05/Nov/2019:17:10:57 +0800] "GET /img/peitu.a89ef99f.svg HTTP/1.1" 301 106569 "https://smartsds.tools.anchnet.com/index" "Mozilla/5.0 (iPhone; CPU iPhone OS 12_3_1 like Mac OS X) AppleWebKit/605.1.15 (KHTML, like Gecko) Mobile/15E148 MicroMessenger/7.0.5(0x17000523) NetType/4G Language/zh_CN" "-"
223.104.189.205 - - [05/Nov/2019:17:10:57 +0800] "GET /fonts/element-icons.535877f5.woff HTTP/1.1" 200 28200 "https://smartsds.tools.anchnet.com/index" "Mozilla/5.0 (iPhone; CPU iPhone OS 12_3_1 like Mac OS X) AppleWebKit/605.1.15 (KHTML, like Gecko) Mobile/15E148 MicroMessenger/7.0.5(0x17000523) NetType/4G Language/zh_CN" "-"
112.65.61.117 - - [05/Nov/2019:17:10:59 +0800] "GET /img/download.f4b65200.png HTTP/1.1" 200 7737 "https://smartsds.tools.anchnet.com/index" "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/53.0.2785.116 Safari/537.36 QBCore/4.0.1278.400 QQBrowser/9.0.2524.400 Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/53.0.2875.116 Safari/537.36 NetType/WIFI MicroMessenger/7.0.5 WindowsWechat" "-"
112.65.61.117 - - [05/Nov/2019:17:10:59 +0800] "GET /img/scan.d3d981fc.png HTTP/1.1" 404 39193 "https://smartsds.tools.anchnet.com/index" "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/53.0.2785.116 Safari/537.36 QBCore/4.0.1278.400 QQBrowser/9.0.2524.400 Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/53.0.2875.116 Safari/537.36 NetType/WIFI MicroMessenger/7.0.5 WindowsWechat" "-"
112.65.61.117 - - [05/Nov/2019:17:10:59 +0800] "GET /img/background.fc2d80f1.png HTTP/1.1" 200 57711 "https://smartsds.tools.anchnet.com/index" "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/53.0.2785.116 Safari/537.36 QBCore/4.0.1278.400 QQBrowser/9.0.2524.400 Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/53.0.2875.116 Safari/537.36 NetType/WIFI MicroMessenger/7.0.5 WindowsWechat" "-"
112.65.61.117 - - [05/Nov/2019:17:11:00 +0800] "GET /img/peitu.a89ef99f.svg HTTP/1.1" 200 106569 "https://smartsds.tools.anchnet.com/index" "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/53.0.2785.116 Safari/537.36 QBCore/4.0.1278.400 QQBrowser/9.0.2524.400 Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/53.0.2875.116 Safari/537.36 NetType/WIFI MicroMessenger/7.0.5 WindowsWechat" "-"
14.106.162.188 - - [05/Nov/2019:17:14:40 +0800] "GET /index HTTP/1.1" 200 535 "-" "Mozilla/5.0 (iPhone; CPU iPhone OS 12_4_1 like Mac OS X) AppleWebKit/605.1.15 (KHTML, like Gecko) Mobile/15E148 MicroMessenger/7.0.8(0x17000820) NetType/4G Language/zh_CN" "-"
14.106.162.188 - - [05/Nov/2019:17:14:40 +0800] "GET /css/app.7d918353.css HTTP/1.1" 200 1290 "https://smartsds.tools.anchnet.com/index" "Mozilla/5.0 (iPhone; CPU iPhone OS 12_4_1 like Mac OS X) AppleWebKit/605.1.15 (KHTML, like Gecko) Mobile/15E148 MicroMessenger/7.0.8(0x17000820) NetType/4G Language/zh_CN" "-"
14.106.162.188 - - [05/Nov/2019:17:14:40 +0800] "GET /js/app.ec4e6290.js HTTP/1.1" 404 11149 "https://smartsds.tools.anchnet.com/index" "Mozilla/5.0 (iPhone; CPU iPhone OS 12_4_1 like Mac OS X) AppleWebKit/605.1.15 (KHTML, like Gecko) Mobile/15E148 MicroMessenger/7.0.8(0x17000820) NetType/4G Language/zh_CN" "-"

4.2 思路

可以利用上节课的数组进行状态存储，之后利用统计每个状态的数量来利用 echo 颜色进行区分显示。

4.3 实现

  • 将 nginx 访问日志文件存储为 nginx.log，可以利用 cat 命令来创建文件
cat > nginx.log <<EOF
112.65.61.117 - - [05/Nov/2019:17:10:54 +0800] "GET /js/chunk-2eca3a5a.2f1d5ea3.js HTTP/1.1" 200 5276 "https://smartsds.tools.anchnet.com/index" "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/53.0.2785.116 Safari/537.36 QBCore/4.0.1278.400 QQBrowser/9.0.2524.400 Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/53.0.2875.116 Safari/537.36 NetType/WIFI MicroMessenger/7.0.5 WindowsWechat" "-"
...
EOF
  • 编写代码，其中为们利用 cut 对 nginx 日志文件进行分割，状态码的列尾第九列
#!/bin/bash
# Description: nginx status
# Auth: kaliarch
# Email: kaliarch@163.com
# function: nginx status check
# Date: 2020-03-21 14:00
# Version: 1.0

# 对输入的nginx日志文件进行判断
NGINX_LOG=$1

# 定义管理数组
declare -A HTTP_STATUS

# 对数组进行内容赋值

# 利用netstat命令来过滤出关系的一列数据
for status in $(cat ${NGINX_LOG} |cut -d" " -f9)
do
        # 对状态相同状态的HTTP进行数值累加
        let HTTP_STATUS[${status}]++
done

# 将统计完成的TCP链接状态及数据记录到日志中
for i in ${!HTTP_STATUS[@]}
do 
        if [ ${i} -eq 404 ];then
                echo -e "33[34;40m文件${NGINX_LOG}中状态码为${i}的数量为${HTTP_STATUS[${i}]} 33[0m"
        elif [ ${i} -eq 500 ];then
                echo -e "33[31;40m文件${NGINX_LOG}中状态码为${i}的数量为${HTTP_STATUS[${i}]} 33[0m"
        elif [ ${i} -eq 200 ];then
                echo -e "33[32;40m文件${NGINX_LOG}中状态码为${i}的数量为${HTTP_STATUS[${i}]} 33[0m"
        else
                echo -e "33[36;40m文件${NGINX_LOG}中状态码为${i}的数量为${HTTP_STATUS[${i}]} 33[0m"
        fi
done
  • 执行结果
[root@master shell_echo]# bash nginx_status.sh nginx.log 
文件nginx.log中状态码为200的数量为17 
文件nginx.log中状态码为301的数量为1 
文件nginx.log中状态码为404的数量为2 
文件nginx.log中状态码为500的数量为2

5. 注意事项

  • 在 echo 变量引用时，我们推荐勤用引号，单引号为原样输出字符串，双引号为输出变量的值；
  • printf 由 POSIX 标准所定义，因此使用 printf 的脚本比使用 echo 移植更好，如果后期考虑平台移植问题，建议使用 printf。

6. 小结

在 shell 中我们可以利用 echo 来记录程序的日志，或对文件进行新增内容输入，或利用其进行颜色打印，可以输出带有颜色的漂亮提示。在设计多平台移植性问题的时候，为们可以优先考虑 printf，对于数组显可以使用 printf 来完成，灵活运用显示使得脚本编写更为方便灵活。

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