Linux Shell 数组完全指南：从基础用法到实战技巧

佳哥很忙2024/5/30大约 9 分钟

概述

在 Shell 脚本中，普通变量一次只能存储一个值（如 name="roger"），而 数组（Array） 能存储多个值（如 myArr=(zero one two)），支持按索引或键名快速访问、修改元素，是处理批量数据的核心工具。

日常开发中，数组常用于：

批量管理同类数据（如服务器 IP 列表、文件路径集合）；
循环遍历多个元素（如批量执行命令、处理日志文件）；
关联式存储（如键值对形式的配置信息，类似 Python 字典）。

Shell 数组分为两种：普通数组（按数字索引访问，索引从 0 开始）和 关联数组（按自定义键名访问，如 key="name"），下文将详细讲解两种数组的完整用法。

一、普通数组：基础用法（按数字索引访问）

普通数组是 Shell 中最常用的数组类型，通过「数字索引」定位元素，索引从 0 开始（即第一个元素索引为 0，第二个为 1，以此类推）。

1. 定义普通数组（3 种常见方式）

方式 1：直接初始化（推荐，简洁高效）

将多个值用圆括号包裹，值之间用空格分隔（不能用逗号）：

# 定义数组：索引 0=zero，1=one，2=two，3=three，4=four
myArr=(zero one two three four)

方式 2：通过 declare -a 声明后赋值

先用 declare -a 显式声明数组（-a 表示「普通数组」），再逐个或批量赋值：

# 声明普通数组
declare -a myArr
# 单个赋值（索引可跳号，如直接赋值索引 2）
myArr[0]=zero
myArr[2]=two
# 批量赋值（补充索引 1、3、4）
myArr+=(one three four)

方式 3：从变量或命令结果初始化

将字符串按空格分割为数组，或通过命令输出结果构建数组：

# 从字符串初始化（字符串中的空格会分割为数组元素）
str="zero one two"
myArr=($str)

# 从命令结果初始化（如获取当前目录下的所有 .sh 文件）
myArr=($(ls *.sh))

2. 访问数组元素（单个 / 多个 / 全部）

访问单个元素：${数组名[索引]}

通过「数组名 + 数字索引」访问指定元素，索引从 0 开始：

# 定义数组
myArr=(zero one two three four)
# 访问索引 2 的元素（输出：two）
echo ${myArr[2]}
# 访问索引 0 的元素（输出：zero）
echo ${myArr[0]}

访问全部元素：${数组名[*]} 或 ${数组名[@]}

两种写法都能获取数组所有元素，但在双引号包裹时行为不同（重点区别）：

${myArr[*]}：将所有元素合并为「单个字符串」，元素间用空格分隔；
${myArr[@]}：保持元素独立性，返回「多个独立字符串」（循环遍历推荐用这种）。

示例：

myArr=(zero one two)
# 输出：zero one two（合并为单个字符串）
echo ${myArr[*]}
# 输出：zero one two（外观相同，但本质是独立元素）
echo ${myArr[@]}

# 双引号包裹时的区别（循环中体现）
echo "用 * 遍历："
for elem in "${myArr[*]}"; do
  echo "- $elem"  # 输出 1 行：- zero one two（视为单个元素）
done

echo "用 @ 遍历："
for elem in "${myArr[@]}"; do
  echo "- $elem"  # 输出 3 行：分别打印 zero、one、two（视为独立元素）
done

3. 修改、添加、删除数组元素

修改元素：直接重新赋值索引

myArr=(zero one two)
# 将索引 2 的元素从 two 改为 2
myArr[2]=2
# 输出：zero one 2（修改生效）
echo ${myArr[@]}

添加元素：数组名+=(元素 1 元素 2 ...)

用 += 符号批量添加元素，无需指定索引（自动追加到数组末尾）：

myArr=(zero one two)
# 追加元素 three、four、five
myArr+=(three four five)
# 输出：zero one two three four five（添加生效）
echo ${myArr[@]}

删除元素：unset 数组名[索引]

用 unset 命令删除指定索引的元素，注意：删除后数组长度不会缩减，被删除的位置会变为空值（而非元素前移）：

myArr=(zero one two three)
# 删除索引 2 的元素（two）
unset myArr[2]
# 输出：zero one  three（索引 2 为空，用空格占位）
echo ${myArr[@]}
# 查看数组所有索引（验证：索引 2 仍存在但值为空）
echo ${!myArr[@]}  # 输出：0 1 3

4. 获取数组长度：${#数组名[@]} 或 ${#数组名[*]}

用 # 符号获取数组长度（即元素个数，空值元素不计入长度）：

myArr=(zero one two three four)
# 输出：5（数组有 5 个元素）
echo ${#myArr[@]}

# 删除索引 2 后，长度变为 4（空值不计入）
unset myArr[2]
echo ${#myArr[@]}  # 输出：4

二、关联数组：键值对存储（按自定义键名访问）

普通数组依赖数字索引，而 关联数组（Associative Array） 支持用「自定义键名」（如字符串、数字）存储数据，类似 Python 的字典、JavaScript 的对象，适合存储键值对形式的配置（如用户信息、系统参数）。

1. 定义关联数组（必须先声明）

关联数组不能直接初始化，必须先用 declare -A 显式声明（-A 表示「关联数组」），再赋值：

# 声明关联数组（关键：必须先执行这一步）
declare -A myObj

# 方式 1：单个赋值（键名无需引号，值有空格时需加引号）
myObj[name]="roger"
myObj[age]=18
myObj[city]="Beijing"

# 方式 2：批量初始化（键值对用括号包裹，键名可加引号）
declare -A myObj=(
  [name]="roger"
  [age]=18
  [city]="Beijing"
)

2. 访问关联数组（按键名 / 所有键 / 所有值）

访问单个值：${数组名[键名]}

通过自定义键名访问对应值，键名区分大小写（如 name 和 Name 是两个不同键）：

declare -A myObj=(
  [name]="roger"
  [age]=18
)
# 输出：roger（访问 name 键的值）
echo ${myObj[name]}
# 输出：18（访问 age 键的值）
echo ${myObj[age]}

访问所有键名：${!数组名[@]}

用 ! 符号获取关联数组的所有键名（普通数组也可用此方式获取所有索引）：

declare -A myObj=(
  [name]="roger"
  [age]=18
  [city]="Beijing"
)
# 输出：name age city（所有键名，顺序不固定）
echo ${!myObj[@]}

访问所有值：${数组名[@]} 或 ${数组名[*]}

与普通数组一致，@ 保持元素独立性，* 合并为单个字符串：

# 输出：roger 18 Beijing（所有值）
echo ${myObj[@]}

3. 修改、添加、删除关联数组元素

修改元素：重新赋值键名

declare -A myObj=(
  [name]="roger"
  [age]=18
)
# 将 age 键的值从 18 改为 20
myObj[age]=20
# 输出：20（修改生效）
echo ${myObj[age]}

添加元素：直接赋值新键名

关联数组添加元素无需特殊语法，直接给新键名赋值即可：

declare -A myObj=(
  [name]="roger"
  [age]=18
)
# 添加新键 hobby，值为 reading
myObj[hobby]="reading"
# 输出：roger 18 reading（添加生效）
echo ${myObj[@]}

删除元素：unset 数组名[键名]

declare -A myObj=(
  [name]="roger"
  [age]=18
  [city]="Beijing"
)
# 删除 city 键
unset myObj[city]
# 输出：roger 18（city 已删除）
echo ${myObj[@]}

三、Shell 数组实战：3 个常用场景示例

掌握基础用法后，通过实战案例理解数组的实际价值：

场景 1：批量管理服务器 IP，执行远程命令

需求：对多个服务器执行 uptime 命令（查看系统运行时间），用数组存储服务器 IP：

#!/bin/bash
# 定义服务器 IP 数组
servers=(
  "192.168.1.100"
  "192.168.1.101"
  "192.168.1.102"
)

# 遍历数组，批量执行远程命令
for ip in "${servers[@]}"; do
  echo "=== 服务器 $ip 的运行状态 ==="
  ssh user@$ip "uptime"  # 替换 user 为实际用户名
  echo -e "\n"  # 空行分隔结果
done

场景 2：用关联数组存储用户信息，批量打印

需求：存储 3 个用户的姓名、年龄、城市，循环打印每个用户的完整信息：

#!/bin/bash
# 声明关联数组（3 个用户，用后缀区分）
declare -A user1=(
  [name]="Alice"
  [age]=25
  [city]="Shanghai"
)
declare -A user2=(
  [name]="Bob"
  [age]=30
  [city]="Guangzhou"
)
declare -A user3=(
  [name]="Charlie"
  [age]=28
  [city]="Shenzhen"
)

# 定义用户数组（存储关联数组名）
users=(user1 user2 user3)

# 遍历用户，打印信息
for user in "${users[@]}"; do
  # 用间接引用（${!user[name]}）访问关联数组的值
  echo "姓名：${!user[name]}"
  echo "年龄：${!user[age]}"
  echo "城市：${!user[city]}"
  echo -e "----------------\n"
done

场景 3：统计日志文件中关键词出现次数

需求：统计 access.log 中 3 个关键词（200、404、500）的出现次数，用关联数组存储结果：

#!/bin/bash
# 声明关联数组，存储关键词和次数
declare -A count=(
  [200]=0
  [404]=0
  [500]=0
)

# 遍历关键词，统计次数
for code in "${!count[@]}"; do
  # 用 grep -c 统计关键词出现次数，赋值给关联数组
  count[$code]=$(grep -c "$code" access.log)
done

# 打印统计结果
echo "日志关键词统计："
for code in "${!count[@]}"; do
  echo "$code 状态码出现次数：${count[$code]}"
done

四、常见问题与避坑指南

问题现象	可能原因	解决方案
关联数组赋值报错 “invalid arithmetic operator”	未用 declare -A 声明关联数组	必须先执行 declare -A 数组名，再赋值（关联数组不能直接初始化）。
数组元素含空格时，遍历出现错乱	用 ${数组名[*]} 遍历，或未加双引号	遍历数组必须用 ${数组名[@]} 且加双引号（如 for elem in "${myArr[@]}"），确保含空格的元素被视为整体。
普通数组索引跳号后，长度计算错误	空值元素不计入数组长度	用 echo ${!myArr[@]} 查看所有有效索引，或删除空值后重新构建数组（如 myArr=("${myArr[@]}")）。
关联数组键名区分大小写，导致访问不到值	键名大小写不一致（如 Name 和 name）	统一键名大小写规范（如全部小写），或访问时严格匹配定义的键名。

五、总结：Shell 数组核心知识点

数组类型	定义方式	访问方式	核心操作（修改 / 添加 / 删除）	适用场景
普通数组	myArr=(a b c) 或 declare -a	${myArr[索引]}、${myArr[@]}	修改：myArr[0]=x；添加：myArr+=(d)；删除：unset myArr[0]	批量有序数据（如 IP 列表）
关联数组	必须 declare -A 后赋值	${myArr[键名]}、${!myArr[@]}	修改：myArr[key]=x；添加：myArr[newKey]=y；删除：unset myArr[key]	键值对数据（如配置信息）

Shell 数组虽不如 Python、Java 的数组功能丰富，但足以满足 Linux 运维中的批量处理需求。掌握「普通数组遍历」和「关联数组键值对存储」，能大幅提升 Shell 脚本的效率，减少重复代码。