Bash函数实践指南

老柴杂货铺 2025-03-27

一、函数定义与基础用法

1. 定义方式

# 方式1：标准语法（兼容性强）
myfunc() {
    echo "Hello, $1!"
}
# 方式2：使用 `function` 关键字（可读性高）
function myfunc2 {
    echo "Hello, $1!"
}

2. 调用函数

myfunc "World"  # 输出: Hello, World!
myfunc2 "Shell" # 输出: Hello, Shell!

二、参数与返回值

1. 参数传递

位置参数：$1, $2, ..., ${10}（第10个及以上参数需加大括号）

参数列表：$@（所有参数，保留空格分隔），$*（合并为单个字符串）

参数总数：$#

示例：统计参数并遍历

sum_args() {
    local total=0
    for arg in "$@"; do
        total=$((total + arg))
    done
    echo "总和: $total"
}
sum_args 10 20 30  # 输出: 总和: 60

2. 返回值处理

返回状态码：return 0（成功）或 1-255（错误码）

返回数据：通过 echo 捕获输出

get_user() {
    local uid=$1
    grep "^$uid:" /etc/passwd | cut -d: -f1
    return $?  # 返回grep命令的退出状态
}
username=$(get_user 1000)
if [[ $? -eq 0 ]]; then
    echo "用户存在: $username"
fi

三、变量作用域与局部化

1. 避免全局污染

func() {
    local var="局部变量"  # 仅在函数内有效
    global_var="全局变量" # 外部可访问
}
func
echo "$var"       # 无输出（局部变量已销毁）
echo "$global_var" # 输出: 全局变量

2. 动态修改变量（引用传递）

modify_var() {
    local -n ref=$1  # 通过引用传递变量名
    ref="新值"
}
value="旧值"
modify_var value
echo "$value"  # 输出: 新值

四、高级技巧与调试

1. 函数嵌套与递归

# 递归计算阶乘
factorial() {
    local n=$1
    if ((n <= 1)); then
        echo 1
    else
        echo $((n * $(factorial $((n-1)))))
    fi
}
echo "5! = $(factorial 5)"  # 输出: 5! = 120

2. 错误处理与调试

严格模式：在脚本开头添加 set -euo pipefail（遇错退出、未定义变量报错、管道失败检测）

调试输出：

debug_func() {
    set -x          # 开启调试
    local cmd=$1
    $cmd
    set +x          # 关闭调试
}
debug_func "ls -l"

五、实战场景示例

1. 批量重命名文件

batch_rename() {
    local ext=$1
    local prefix=$2
    local i=1
    for file in *."$ext"; do
        mv "$file" "${prefix}_${i}.${ext}"
        ((i++))
    done
}
batch_rename "jpg" "photo"  # 重命名所有.jpg文件为photo_1.jpg, photo_2.jpg...

2. 系统监控报警

check_disk() {
    local threshold=$1
    local usage=$(df -h / | awk 'NR==2 {print $5}' | tr -d '%')
    if ((usage >= threshold)); then
        echo "警告: 磁盘使用率超过 ${threshold}% (当前: ${usage}%)" >&2
        return 1
    fi
    return 0
}
check_disk 90 || send_alert_email  # 触发邮件报警

3. 自动化备份

backup_dir() {
    local src=$1
    local dest="/backup/$(basename $src)_$(date +%Y%m%d).tar.gz"
    tar -czf "$dest" "$src" && echo "备份成功: $dest"
}
backup_dir "/var/www"  # 生成/backup/www_20231001.tar.gz

六、性能优化建议

减少子进程调用：避免在循环中频繁调用外部命令（如 awk、sed），改用内置字符串操作。

预加载函数：将常用函数定义在单独文件中，通过 source utils.sh 导入。

避免递归过深：Bash 默认栈深度有限（可通过 ulimit -s 调整），复杂计算建议改用循环。

七、常见问题解决

问题	解决方案
函数参数包含空格或特殊字符	传递时用双引号包裹变量：`func "$arg"`
需要返回超过 255 的整数	改用 `echo` 输出结果，通过 `$(func)` 捕获
函数内部修改外部变量失败	使用 `declare -n` 或全局变量（谨慎使用）
函数调用后 `$?` 被覆盖	立即保存返回值：`output=$(func); ret=$?`

掌握函数技巧，编写高效、易维护的 Bash 脚本，轻松应对自动化运维、数据处理等场景

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