Shell编程——数组及经典数组排序算法

shell数组介绍

• 数组中可以存放多个值。
• Bash Shell 只支持一维数组（不支持多维数组）
• （10 20 30 40 50）Shell 数组用括号来表示，元素用"空格"符号分割开
• （10 20 30 40 50）对应的索引为（0 1 2 3 4）

shell数组定义的方法

• 方法1：比较常用
  数组名=(value0 value1 value2 ...)
• 方法2：运用比较灵活也可以用来修改一个数组的格式
  数组名[0]="value"
数组名[1]="value"
数组名[2]="value"
• 方法3：相当于定义一个变量用括号括起来
  列表名="value0 value1 value2 ..."
数组名=($列表名)
• 方法4：没有特殊要求的情况下建议不用
  数组名=([0]=value [1]=value [2]=value ...)

数组包括的数据类型

• 数值类型
• 字符类型：使用" "或' '定义

获取数组长度

• echo ${#array1[*]}
• echo ${#array1[@]}
  

获取数据列表

• echo ${array1[*]}
• echo ${array1[@]}
  

读取某数组中索引下标赋值

• echo ${array1[0]}
• echo ${array1[1]}
  

数组遍历

• 使用@不加双引号
  
  

• 使用*不加双引号
  
  

• 使用@加双引号
  
  

• 使用*加双引号
  
  

数组切片

• array1=(11 22 33 44 55)
• echo ${array1[@]}
• echo ${array1[@]:0:2} 获取${数组名[@或*]:起始位置:长度} 的值
  
• echo ${array1[*]:1:3}
  
• echo ${array1[@]:2:3}
  

数组替换

• array1=(11 22 33 44 55)
• echo ${array1[@]/5/9}${数组名[@或*]/查找字符/替换字符}
• echo ${array1[@]/55/9}
• echo ${array1[@]/5/99}
  
• 并不会替换数组原因内容只是通过替换的方式显示出来
• 要实现改变原有数组，可通过重新赋值实现
• array1=(${array1[@]/55/66})

数组删除

• array1=(11 22 33 44 55)
• unset array1[2]删除第三个元素（索引不会改变）
  

数组追加元素

• 方法一：
  array1[2]=33
  
• 方法二：
  array1[${#array1[@]}]=66
  
• 方法三：
  双引号不能省略，否则，当数组array1中存在包含空格的元素时会按空格将元素拆分成多个
  不能将@替换为*，如果替换为*，不加双引号时与@的表现一致，加双引号时，会将数组array1中的所有元素作为一个元素添加到数组中
  array1=("${array1[@]}" 66 77)

array1=("${array1[*]}" 66 77)
  
  测试@或*加引号与不加引号的元素结果也可以通过for循环语句测试
  for i in "$(array1[@])"; do echo $i; done
• 方法四：
  待添加元素必须用()包围起来，并且多个元素用空格分隔
  array1+=(66 77 ... )
  

向函数传数组参数

• 如果将数组变量作为函数参数，函数只会取数组变量的第一个值
  
• 解决这个问题则需要将数组变量的值分解成单个的值，然后将这些值作为函数参数使用。在函数内部，再将所有的参数重新组合成一个新的数组变量
  
• 将数组最为函数参数求和
  
• 从函数返回数组
  
  

经典数组排序算法

冒泡排序

• 类似气泡上涌的动作，会将数据在数组中从小到大或者从大到小不断的向前移动
• 基本思想：
  冒泡排序的基本思想是对比相邻的两个元素值，如果满足条件就交换元素值，把较小的元素移动到数组前面，把大的元素移动到数组后面（也就是交换两个元素的位置），这样较小的元素就像气泡一样从底部上升到顶部
• 算法思路：
  冒泡算法由双层循环实现，其中外部循环用于控制排序轮数，一般为要排序的数组长度减1次，因为最后一次循环只剩下一个数组元素，不需要对比，同时数组已经完成排序了。而内部循环主要用于对比数组中每个相邻元素的大小，以确定是否交换位置，对比和交换次数随排序轮数而减少
  

#!/bin/bash
#reap -p "请输入要排序的的数组" num
#array=($num)

array=(54 26 93 17 77 31 44 55 20)
echo "原数组元素顺序为：${array[@]}"
#获取数组长度
length=${#array[@]}
#定义比较轮数，一般为数组长度减1
for ((i=1; i<$length; i++))
do
    #确定元素的位置，大的往后放，并且比较次数随着轮数的增加而减少
    for ((a=0; a<$length-$i; a++))
    do
      #定义第一个和第二个比较元素的值
      first=${array[$a]}
      second=${array[a+1]}
      #如果第一个元素的值大于第二个元素的值，就交换位置 
      if [ $first -gt $second ]
        then
        #把第一个元素的值赋给一个临时变量temp
        temp=$first
        #把第二个元素的值赋给第一个元素  
        array[$a]=$second
        #再把第一个元素的值(remp的值)赋给第二个元素
        array[$a+1]=$temp
      fi
   done
done
    echo "经过冒泡排序后，数组顺序为：${array[*]}"

直接选择排序

• 与冒泡排序相比，直接选择排序的交换次数更少，所以速度更快
• 基本思想：
  将指定排序位置与其他数组元素分别对比，如果满足条件就交换元素值，注意这里区别冒泡排序，不是交换相邻元素，而是把满足条件的元素与指定的排序位置交换（如从最后一个元素开始排序），这样排序好的位置逐渐扩大，最后整个数组都成为已排序好的格式
  

#!/bin/bash
#author：孤岛上的笛
arr=(63 4 24 1 3 15)

length=${#arr[@]}
#定义排序轮数
for ((a=1; a<$length; a++))
do
  #假设索引为0的元素是最大的
  index=0
  #定义和第一个元素比较的索引，来确定最大的元素索引
  for ((b=1; b<=$length-$a; b++))
  do
    #定义最大的元素的值
    max=${arr[$index]}
    #定义从索引1开始比较的元素值
    yuansu=${arr[$b]}
    #判断如果从索引1开始比较的元素的值大于当前最大元素的值，就记录最大值的索引到index
    if [ $yuansu -gt $max ];then
      index=$b
    fi
  done
  #定义每一轮比较的最后一个元素的索引
  last=$[$length-$a]
  #把当前轮次的最后一个元素的值赋给临时的变量temp
  temp=${arr[$last]}
  #把最大的值赋给当前轮次的最后一个元素
  arr[$last]=${arr[$index]}
  #把temp里的原来最后一个元素的值赋给原最大值所在索引的元素
  arr[$index]=$temp
done

echo "排序后的数组为：${arr[@]}"

反转排序

• 以相反的顺序把原有数组的内容重新排序
• 基本思想：
  把数组最后一个元素与第一个元素替换。倒数第二个元素与第二个元素替换，以此类推，直到把所有的数组元素反转替换完

#!/bin/bash
#author：孤岛上的笛

array=(11 22 33 44 55 66)
#定义原数组
echo "原数组为：${array[@]}"
#输出原数组的元素
length=${#array[*]}
#将数组长度定义成一个变量
for ((i=0; i<$length/2; i++))
#相当于将数组长度对半进行调换循环
do
  temp=${array[$i]}
  #将前半段索引的元素设置一个变量名以作备份
  array[$i]=${array[length-$i-1]}
  #将后半段对应索引的元素赋值给前半段对应的变量
  array[$length-$i-1]=$temp
  #将备份的变量元素重新赋值给后半段对应的变量
done

echo "反转后排序为：${array[*]}"