Unix/Linux - 使用Shell数组

你好，有抱负的程序设计师们！欢迎来到我们关于在Unix和Linux shell脚本中使用数组的课程。我很高兴能引导你们进入数据结构的世界。作为一名教授计算机科学多年的老师，我可以向你们保证，掌握数组将在你们的编程冒险中打开一个全新的可能性领域。那么，让我们开始吧！

数组是什么？

在我们深入细节之前，先来了解一下数组是什么。想象你有一堆水果，而且你不是让它们在厨房里到处乱放，而是决定把它们放在一个漂亮、有序的水果篮里。这在编程中基本上就是数组的作用——一个包含多个同类型项目的容器，整齐地排列以便于访问。

定义数组值

在Unix/Linux shell脚本中，定义数组非常简单。让我们从一个简单的例子开始：

fruits=("apple" "banana" "cherry" "date")

在这里，我们创建了一个名为fruits的数组，包含四个元素。这就像我们的虚拟水果篮！每个元素都是一个独立的字符串，用引号括起来，并用空格分隔。

但等等，还有更多！你也可以逐个定义数组元素：

vegetables[0]="carrot"
vegetables[1]="broccoli"
vegetables[2]="spinach"

在这种情况下，我们正在手动指定每个元素的索引（位置）。记住，在大多数编程语言中，包括shell脚本，数组索引从0开始，而不是1。这是许多初学者容易犯错的一个特点，所以请记住这一点！

记忆数组索引的有趣方法

我经常告诉我的学生，想象他们在一个比赛中。起跑线上的人不是号码1——他们是号码0！这有点奇怪，但它帮助记住数组从索引0开始。

访问数组值

现在我们已经装满了我们的虚拟篮子，我们怎么取出里面的物品呢？让我们来探索一下！

访问单个元素

要访问特定的元素，我们使用它的索引：

echo ${fruits[2]}

这个命令将输出：cherry

为什么？因为cherry位于索引2（记住，我们从0开始计数）。

访问所有元素

如果我们想一次看到所有的水果呢？我们可以使用@符号：

echo ${fruits[@]}

这将显示：apple banana cherry date

访问数组长度

你想知道我们的数组中有多少项吗？以下是如何找到答案：

echo ${#fruits[@]}

这将输出：4

数组名称前的#符号给我们提供了数组的长度。

实际示例

让我们通过一些实际世界的例子来运用我们的知识！

示例1：向多个用户问候

users=("Alice" "Bob" "Charlie")
for user in "${users[@]}"
do
echo "Hello, $user!"
done

这个脚本将输出：

Hello, Alice!
Hello, Bob!
Hello, Charlie!

在这里，我们使用for循环遍历我们的数组，并逐个问候每个用户。这就像有一个友好的机器人，永远不会忘记说你好！

示例2：计算文件总大小

files=("document.txt" "image.jpg" "script.sh")
total_size=0
for file in "${files[@]}"
do
size=$(stat -f%z "$file")
total_size=$((total_size + size))
done
echo "Total size of files: $total_size bytes"

这个脚本计算多个文件的总大小。当需要快速汇总文件大小而不手动相加时，这特别有用。

高级数组技巧

既然我们已经涵盖了基础知识，那么让我们探索一些更高级的技巧！

切片数组

你可以使用切片来提取数组的一部分：

colors=("red" "green" "blue" "yellow" "purple")
echo ${colors[@]:1:3}

这将输出：green blue yellow

在这里，1:3意味着“从索引1开始并给我3个元素”。

向数组添加元素

你可以向现有数组追加元素：

fruits+=("elderberry")
echo ${fruits[@]}

现在，我们的水果数组将包括“elderberry”。

从数组中移除元素

移除元素有点棘手。我们可以使用unset命令：

unset fruits[1]
echo ${fruits[@]}

这将从我们的水果数组中移除第二个元素（记住，索引1）。

常见数组方法

下面是一个总结Unix/Linux shell脚本中一些常见数组操作的表格：

操作	语法	描述
定义数组	array=("elem1" "elem2" "elem3")	创建一个新数组
访问元素	${array[index]}	获取指定索引的元素
访问所有元素	${array[@]}	获取所有元素
数组长度	${#array[@]}	返回元素数量
添加元素	array+=("new_elem")	向数组追加新元素
移除元素	unset array[index]	移除指定索引的元素
切片数组	${array[@]:start:count}	提取数组的一部分

结论

恭喜你！你已经迈出了在Unix/Linux shell脚本中使用数组的第一步。我们涵盖了定义数组、访问它们的值，甚至一些高级技巧。记住，熟能生巧，所以不要犹豫，在你的脚本中尝试这些概念。

数组是非常灵活的工具，可以简化许多编程任务。无论你是管理用户列表、处理多个文件还是组织数据，数组都将是你在编码旅程中的忠实伙伴。

在我们结束之前，我想起了一句著名计算机科学家Alan Kay的名言：“简单的事情应该简单，复杂的事情应该可能。” 数组完美地体现了这一原则——它们简单易用，同时又打开了复杂可能性的世界。

继续编码，继续探索，最重要的是，和数组一起玩得开心！它们不仅仅是数据结构；它们是你未来编程杰作的构建块。下次见，快乐编程！

Credits: Image by storyset