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bash 概念與學習目的

bash（Bourne Again Shell）是一種廣泛使用的 Unix/Linux Shell（命令行界面）。它是由 Brian Fox 為 GNU 項目開發的，是 Bourne Shell（sh）的增強版本，因此得名 “Bourne Again”。

Bash 是大多數 Linux 發行版（如 Ubuntu、CentOS）和 macOS 的默認 Shell，具有如 命令歷史記錄、管道、重定向、變量操作以及腳本編寫能力

相比于 bash ， Python 或是 Ansible 腳本更易讀寫，一般是更好的選擇，但是學習 bash 只需要了解基礎知識就在可以在生產環境中有更多的選擇

bash 初級學習需要少量的 Linux command （vim、cat、echo等）與權限概念基礎

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第一個 bash 腳本

1. 創建一個 bash 腳本

vim bash-demo1.sh

2. 編寫第一個 bash 腳本

腳本文件中寫入以下內容

#!/bin/bash
echo Hello World!

其中，第一行注解告訴 Linux 操作系統采用哪一個 bash 解釋器（默認選項，可省略），第二行會回顯輸出 Hello World

退出插入模式 :wq （或是鍵盤大寫后按鍵 ZZ）保存退出

3. 為腳本添加可執行權限

執行腳本首先需要先賦予腳本執行權限

ls -l ls 命令的 long 格式查看腳本是否具有執行權限

可以看到 root用戶、root同組用戶、其他用戶 都沒有 x - 執行權限

# 為當前用戶添加執行權限
chmod u+x bash-demo1.sh
# 為所有用戶添加執行權限
chmod +x bash-demo1.sh

作者的當前用戶為 root ，可以看到 root 權限欄出現 x 執行權限

前三個字母為 root 用戶讀寫執行權限，中間三個字母為 root同組用戶讀寫執行權限、最后三個字母為其他用戶的讀寫執行權限

4. 執行 bash 腳本

./bash-demo1.sh
# 或是在不更改腳本執行權限的情況下
bash bash-demo1.sh

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bash 語法

變量的使用

• 變量在路徑中的使用

此處編寫一個可用于文件復制的 bash shell

#!/bin/bash
cp /home/fishpie/workspace/bash-shell/tempdir01/demo1.txt /home/fishpie/workspace/bash-shell/tempdir02/
cp /home/fishpie/workspace/bash-shell/tempdir02/demo2.txt /home/fishpie/workspace/bash-shell/tempdir01/CPfile.txt

可以發現當文件路較長時可讀性很差，可以使用變量來解決這個問題

#!/bin/bash
# 變量
MY_LOCATION_FROM=/home/fishpie/workspace/bash-shell/tempdir01
MY_LOCATION_TO=/home/fishpie/workspace/bash-shell/tempdir02
# 顯示變量
echo $MY_LOCATION_FROM
echo $MY_LOCATION_TO
# 使用變量
cp "$MY_LOCATION_FROM/demo1.txt" "$MY_LOCATION_TO/"
cp "$MY_LOCATION_TO/demo2.txt" "$MY_LOCATION_FROM/CPfile.txt"

對于變量的使用（引用）需要使用到 $

推薦使用 "" 包裹路徑，如果變量的值（比如 $MY_LOCATION_TO 或 $MY_LOCATION_FROM）包含空格，Bash 會將空格視為參數的分隔符，導致命令解析錯誤

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• 讀取輸入的變量

讀取用戶輸入，比如常見的 yum 安裝軟件包過程中的 Y/n 用戶輸入等需要用戶交互的地方

讀取用戶輸入并設置為變量的關鍵字為 read ，此處編寫一個讀取用戶名稱的腳本

#!/bin/bash
# 提示用戶輸入名字和姓氏
echo What is your first name?
read FIRST_NAME
echo What is your last name?
read LAST_NAME# 提示用戶輸入性別選擇
echo "Are you male? (Y/n): "
read gender_choice# 根據用戶輸入判斷性別并顯示結果
if [ "$gender_choice" = "Y" ] || [ "$gender_choice" = "y" ]; thenecho "Name: $FIRST_NAME $LAST_NAME, Gender: Male"
elif [ "$gender_choice" = "N" ] || [ "$gender_choice" = "n" ]; thenecho "Name: $FIRST_NAME $LAST_NAME, Gender: Female"
elseecho "Invalid input! Please enter Y/y for male or N/n for female."
fi

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位置參數

在 Linux command 中，所有命令的開頭（0號位置，$0）是為 shell 本身保留，是腳本名稱或解釋器名稱

如果我們想將參數等信息通過 空格 傳入，則可以使用位置參數 $1、$2、$3 …

#!/bin/bashecho Hello $1 $2

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管道符號（過濾條件）

管道符號 | 用于將一個命令的輸出傳遞給另一個命令作為輸入，是 Bash（及其他 shell）中的一種進程間通信機制

管道符號 | 會將左側命令的標準輸出（stdout）作為右側命令的標準輸入（stdin） （標準流）

• 標準輸出（stdout）：命令執行后顯示在終端的結果
• 標準輸入（stdin）：命令從外部接收的數據（比如鍵盤輸入或管道傳遞的數據）

管道的本質是：避免中間結果保存到文件，直接在內存中傳遞數據，提高效率

管道在內存中操作，效率高，但大量數據時可能會占用較多內存

右側的命令必須能從 stdin 接收輸入。例如，ls | cp 是無效的，因為 cp 不支持從 stdin 讀取數據

示例：

# 查看本機網絡中的 80 端口服務
netstat -tunlp | grep ":80"# 統計系統中正在運行的進程數量
ps aux | wc -l# 找出占用 CPU 最多的前 5 個進程
ps aux | sort -k 3 -nr | head -n 5# 查看系統中所有用戶的唯一用戶名并排序
cat /etc/passwd | cut -d: -f1 | sort | uniq

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重定向符號

重定向符號 > 和 >> 可以將命令的標準輸出（stdout）或標準錯誤（stderr）從默認的終端重定向到文件或其他地方

和管道符號 | 都是非常常用的符號

• > 將命令的輸出寫入指定文件，如果文件已存在，則覆蓋原有內容
• >> 將命令的輸出追加到指定文件末尾，如果文件已存在，則不覆蓋，而是在末尾添加內容
• < 將文件內容作為命令的輸入

示例：

# 統計當前目錄中的所有 txt 文件
ls -l | grep "txt" >> txt_files.txt# 追加日期到日志文件
date +"%Y-%m-%d" >> log.txt# 清空文件
> something.txt# 統計文件行數
wc -l < file.txt# 將篩選出的 bash 進程信息保存到 processes.txt
ps aux | grep "bash" > processes.txt

• 進階用法

這里再次提到標準流

• 標準輸入（stdin，文件描述符 0）：命令接收的數據，默認來自鍵盤
• 標準輸出（stdout，文件描述符 1）：命令的正常輸出，默認顯示在終端
• 標準錯誤（stderr，文件描述符 2）：命令的錯誤信息，默認也顯示在終端

示例1：

# 重定向標準錯誤，將標準錯誤重定向到標準輸出的位置
ls tempdir03/ tempdir05/ 2>&1 > output.txt

如果不加入 &1 參數

ls tempdir03/ tempdir05/ 2> output.txt

可見不會顯示錯誤信息

示例2：

在組合重定向時，順序很重要

ls > file.txt 2>&1  # 正確
ls 2>&1 > file.txt  # 錯誤：stderr 不會進入 file.txt

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條件測試命令

test 或者 [ ] ，空格是必須的，用于條件判斷，通常與 if、while 等流程控制語句搭配使用，來檢查文件狀態、比較數值或字符串等

[ ] 的正式名稱：test 命令，其實 [ ] 就是 test 命令的符號化

[ -f /etc/passwd ]
# 等價于
test -f /etc/passwd

echo $? 用于查看上一個命令的退出狀態，輸出 0 則為真，輸出1 則為 假

常見用法與分類

• 文件測試

測試選項	含義	示例
-e	文件是否存在	[ -e /etc/passwd ]
-f	是否為普通文件（非目錄）	[ -f /etc/passwd ]
-d	是否為目錄	[ -d /home ]
-r	是否可讀	[ -r file.txt ]
-w	是否可寫	[ -w file.txt ]
-x	是否可執行	[ -x script.sh ]
-s	文件是否非空（大小大于 0）	[ -s log.txt ]

# 判斷 /etc/passwd 是否為一個文件
if [ -f /etc/passwd ]; thenecho "passwd file exists and is a regular file"
fi

• 字符串比較

測試選項	含義	示例
= 或 ==	字符串是否相等	[ “$str” = “hello” ]
!=	字符串是否不相等	[ “$str” != “hello” ]
-z	字符串是否為空	[ -z “$str” ]
-n	字符串是否非空	[ -n “$str” ]

# 判斷字符串是否相等
name="Alice"
if [ "$name" = "Alice" ]; thenecho "Hello, Alice!"
fi

【注】：變量需要用雙引號 “$name” 包裹，避免變量為空時語法錯誤

例如：

var=""
[ $var = "" ]  # 出錯，解析為 [ = "" ]
[ "$var" = "" ]  # 正確

• 數值比較

測試選項	含義	示例
-eq	等于	[ 5 -eq 5 ]
-ne	不等于	[ 5 -ne 6 ]
-gt	大于	[ 10 -gt 5 ]
-lt	小于	[ 5 -lt 10 ]
-ge	大于等于	[ 10 -ge 10 ]
-le	小于等于	[ 5 -le 6 ]

# 判斷年齡是否大于 18 歲
age=20
if [ "$age" -gt 18 ]; thenecho "You are an adult."
fi

• 邏輯運算

操作符	含義	示例
-a	與（AND）	[ -f file.txt -a -r file.txt ]
-o	或（OR）	[ “$age"?gt18?o"$age” -eq 18 ]
!	非（NOT）	[ ! -d /tmp ]

注意空格的使用！

# 判斷 file.txt 是否為普通文件，是否有寫權限
if [ -f file.txt -a -w file.txt ]; thenecho "file.txt exists and is writable"
fi

可能會注意到，如果遇到了需要正則表達式，如判斷一個變量是否符合某個格式

Bash 中還有一個增強版 [[ ]]，功能更強大，支持**正則匹配（=~）**等，且對未定義變量更寬容

# 檢查 $var 是否為數字
[[ $var =~ ^[0-9]+$ ]]
# 正則匹配（=~）

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條件語句

if elif else ，注意不是 elsif

與條件測試命令搭配使用

基本語法：

if [ 條件 ]; then# 條件為真時執行的代碼
elif [ 條件 ]; then# 上一個條件為假，此條件為真時執行的代碼
else# 所有條件都為假時執行的代碼
fi

此處編寫一個根據用戶輸入的數字判斷其范圍的腳本：

#!/bin/bashecho "Please enter a number: "
read numif [ "$num" -gt 0 ]; thenecho "$num is positive."
elif [ "$num" -lt 0 ]; thenecho "$num is negative."
elseecho "$num is zero."
fi

• 多條件組合

使用邏輯運算符（如 -a、-o）或 &&、|| 組合條件

# 判斷 85 分是一個什么樣的等級
score=85
if [ "$score" -ge 90 ]; thenecho "Grade: A"
elif [ "$score" -ge 80 ] && [ "$score" -lt 90 ]; thenecho "Grade: B"
elif [ "$score" -ge 70 ]; thenecho "Grade: C"
elseecho "Grade: D"
fi

• 嵌套結構

在 if 內部嵌套另一個 if ，特別注意腳本的結構問題

# 判斷 25 歲是一個什么樣的年齡
age=25
if [ "$age" -gt 18 ]; thenif [ "$age" -lt 30 ]; thenecho "Young adult"elseecho "Adult"fi
elseecho "Minor"
fi

• 正則表達式作為判斷條件

# 判斷 名字是否以 F 開頭
name="FISHPIE"
if [[ "$name" =~ ^F ]]; thenecho "Name starts with F"
elseecho "Name does not start with F"
fi

示例腳本：

1. 用戶輸入輸出處理

#!/bin/bashread -p "Enter Y/N: " choice
if [ "$choice" = "Y" ] || [ "$choice" = "y" ]; thenecho "Yes"
elif [ "$choice" = "N" ] || [ "$choice" = "n" ]; thenecho "No"
elseecho "Invalid input"
fi

2. 文件檢查

#!/bin/bashif [ -f "data.txt" ]; thenecho "File exists"
elif [ -d "data.txt" ]; thenecho "It's a directory"
elseecho "File does not exist"
fi

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case 條件分支

case 語句是一種條件分支結構，類似于 if-elif-else，但它更適合處理多分支選擇，尤其是需要根據變量值匹配多個模式時

基本語法：

case 表達式 in模式1)# 匹配模式1時執行的代碼;;模式2)# 匹配模式2時執行的代碼;;*)# 默認情況（可選）;;
esac

• case 表達式：指定要匹配的值（通常是變量）
• in：開始模式匹配部分
• 模式)：定義匹配的模式，后面跟 )
• ;;：表示該分支的代碼結束，類似 break
• *****：通配符，表示默認分支（當沒有模式匹配時執行）
• esac：case 的結束標志（case 反過來）

對格式的要求相對嚴格

示例：

• 用戶輸入匹配

#!/bin/bashecho "Enter a fruit: "
read fruitcase "$fruit" in"apple")echo "You chose an apple.";;"banana")echo "You chose a banana.";;"orange")echo "You chose an orange.";;*)echo "Unknown fruit: $fruit";;
esac

• 多模式匹配與命令結合

#!/bin/bash# case 中可以直接匹配命令的輸出
case $(uname) in"Linux")echo "Running on Linux";;"Darwin")echo "Running on macOS";;*)echo "Unknown system: $(uname)";;
esac# 有限可寫條件中的一種
echo "Enter a day (mon/tue/wed/etc): "
read daycase "$day" in"mon"|"tue"|"wed"|"thu"|"fri")echo "Weekday";;"sat"|"sun")echo "Weekend";;*)echo "Invalid day: $day";;
esac

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Array

數組（Array） 是一種數據結構，用于存儲多個有序的值（元素），這些值可以通過索引（下標）訪問，雖然不如其他編程語言那樣靈活強大，但也是 bash 中不可或缺的一部分

• 數組的使用

# 直接賦值
array_name=(value1 value2 value3)
# 逐個賦值
array[0]="value1"
array[1]="value2"
array[2]="value3"、
# 獲取數組長度
echo ${#array[@]}# 切片
array=(1 2 3 4 5)
echo ${array[@]:1:3}  # 從索引 1 開始，取 3 個元素

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for 循環

用于逐個處理一組數據（如列表、數組、文件等）。它特別適合在已知迭代次數或需要遍歷集合時使用

基本語法：

1. 傳統派：

for 變量 in 列表; do# 執行的代碼
done

2. 現代派：

在 Bash 3.0+ 中可以采用 C 語言風格編寫，類似 C/C++ 的 for (i=0; i<5; i++)

for (( 初始值; 條件; 步進 )); do# 執行的代碼
done

示例：

• 批量復制數組中存在的文件

#!/bin/bashfiles=("file1.txt" "file2.txt" "file3.txt")for file in "${files[@]}"; doif [ -f "$file" ]; thenecho "$file exists, copying..."cp "$file" "/tmp/"elseecho "$file does not exist"fi
done

• 通過直接遍歷命令結果來查找當前目錄下的 txt 文件

#!/bin/bashfor file in *.txt; doecho "Found TXT file: $file"
done

• 檢查多個主機是否在線

#!/bin/bashhosts=("192.168.1.1" "google.com" "8.8.8.8")for host in "${hosts[@]}"; doping -c 2 "$host" > /dev/nullif [ $? -eq 0 ]; thenecho "$host is online"elseecho "$host is offline"fi
done

ping -c 2 發送 2 個數據包，$? 檢查命令退出狀態

• 批量生成文件

#!/bin/bashfor (( i=1; i<=3; i++ )); dotouch "file$i.txt"echo "Created file$i.txt"
done#或是
for i in {1..3}; dotouch "file$i.txt"echo "Created file$i.txt"
done

【注】：遍歷列表中的元素如果帶有 空格 則該元素需要使用 " " 包裹**

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循環之間的比較

循環類型	適用場景	示例
for	遍歷列表、數組、范圍	for i in 1 2 3; do
while	條件不確定時	while [ $x -lt 5 ]; do
until	條件為假時循環	until [ $x -eq 0 ]; do

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函數

在 Bash 腳本中，函數（Function） 是一種將一組命令封裝成可重用代碼塊的方法。定義一個函數后，可以通過調用它的名稱來執行其中的代碼，并且可以傳遞參數給函數以增加靈活性

解耦合，模塊化，精簡代碼

基本語法：

1. 使用 function 關鍵字

function 函數名 {# 函數體
}

2. 精簡寫法

函數名() {# 函數體
}

示例：

#!/bin/bashgreet() {echo "Hello,$1! You are $2 years old,The time now is $(date +"%Y-%m-%d")"
}# 調用函數并傳遞參數
greet "Tom" 21

• 局部變量

默認情況，函數內的變量是全局的，可以用 local 關鍵字定義局部變量，避免污染外部環境

#!/bin/bashmy_function() {local name="$1"  # 局部變量echo "Inside function: $name"
}name="Global"
my_function "Local"
echo "Outside function: $name"

• 返回值

1. 當 Bash 函數沒有直接返回值，則可以通過 return 返回退出狀態（0~255，0表示成功）

#!/bin/bashcheck_number() {if [ "$1" -gt 0 ]; thenreturn 0  # 成功elsereturn 1  # 失敗fi
}check_number 5
if [ $? -gt 0 ]; thenecho "Positive number"
elseecho "Non-positive number"
fi

$? 獲取上一個命令（函數）的退出狀態

2. 通過 echo 返回值

#!/bin/bashadd() {
# 在 (()) 內計算 $1 + $2 的和
# 通過 $() 將計算結果捕獲為字符串
# echo 將這個結果輸出echo $(($1 + $2))
}# = 是用于判斷字符串是否相同
# $() 將計算結果捕獲為字符串
result=$(add 3 4)
echo "Sum is: $result"

在 (()) 內部，可以直接進行數學運算（如加減乘除），無需額外的命令（如 expr）

$1 + $2 表示將函數的第一個參數 $1 和第二個參數 $2 相加

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exit 關鍵字

只需要記住： exit 命令會立即結束當前腳本的執行，并返回一個狀態碼給調用它的環境

退出狀態碼：

• 0：表示成功（默認值）
• 非0：表示失敗或某種錯誤，通常由開發者定義具體含義

#!/bin/bashecho "Script starts"
exit
echo "This won't run"

• 帶狀態碼退出

#!/bin/bash# 檢查是否提供了參數
if [ $# -ne 1 ]; thenecho "Usage: $0 <filename>"exit 1
fi# 獲取傳入的文件名參數
filename="$1"echo "Checking file: $filename"
if [ -f "$filename" ]; thenecho "File exists"exit 0  # 成功退出
elseecho "File not found"exit 1  # 失敗退出
fi

$# 表示參數個數，-ne 1 表示 “不等于 1"

如果參數數量不對，提示用法并退出（狀態碼 1）

• exit 與 return 的區別

特征	exit	return
作用范圍	終止整個腳本	僅退出當前函數
使用場景	腳本級別退出	函數級別返回
狀態碼	返回給父進程	返回給調用函數的地方

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bash 腳本

記錄歷史命令

#!/bin/bashLOG_DIR="$HOME/command_logs"
LOG_FILE="$LOG_DIR/command_history.log"if [ ! -d "$LOG_DIR" ]; thenmkdir -p "$LOG_DIR" || { echo "Error: Failed to create directory"; exit 1; }
fi# 確保歷史文件存在
HISTFILE=${HISTFILE:-"$HOME/.bash_history"}# 強制寫入當前會話歷史
history -atimestamp=$(date "+%Y-%m-%d %H:%M:%S")# 從 $HISTFILE 獲取前 50 條命令
commands=$(tail -n 50 "$HISTFILE")if [ -z "$commands" ]; thenecho "No commands found in history file $HISTFILE."exit 1
fiecho "Logging commands at $timestamp:" >> "$LOG_FILE"
echo "$commands" | while IFS= read -r cmd; doecho "[$timestamp] $cmd" >> "$LOG_FILE"
doneecho "Commands logged to $LOG_FILE"
exit 0

命令執行日志

cat ~/command_logs/command_history.log

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查詢文件

根據指定模式查詢所有已連接服務器中包含 xx 內容或名稱的文件或目錄

#!/bin/bash# 檢查是否提供了搜索模式
if [ $# -lt 1 ]; thenecho "Usage: $0 <pattern> [content_search]"echo "  <pattern>: File or directory name pattern (e.g., '*.txt')"echo "  [content_search]: Optional, search for this string in file contents"exit 1
fi# 獲取參數
pattern="$1"          # 文件或目錄名稱模式
content="$2"          # 可選的內容搜索字符串# 定義已連接的服務器列表（假設通過 SSH 訪問）
servers=("server1.example.com" "server2.example.com" "server3.example.com")
# 替換為實際的服務器地址或從配置文件讀取# 本地搜索路徑（可根據需要修改）
search_path="/home/user"# 循環遍歷每個服務器
for server in "${servers[@]}"; doecho "Searching on $server..."# 如果沒有指定內容搜索，則只查找文件名或目錄名if [ -z "$content" ]; thenssh "$server" "find $search_path -name \"$pattern\"" 2>/dev/nullelse# 如果指定了內容搜索，則查找文件并檢查內容ssh "$server" "find $search_path -name \"$pattern\" -type f -exec grep -l \"$content\" {} +" 2>/dev/nullfi
doneecho "Search completed."
exit 0

$1：文件名或目錄名的模式（如 *.txt）
$2（可選）：文件內容中要搜索的字符串（如 xx）

servers 數組中列出目標服務器，需替換為實際地址
假設使用 SSH 訪問，需配置免密登錄

使用示例：

# 查找所有 .txt 文件
./search_servers.sh "*.txt"
# 查找包含 "xx" 的 .txt 文件
./search_servers.sh "*.txt" "xx"

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分發內容

分發當前文件到指定服務器目錄，可選擇是否替換指定服務器原有的分發文件

#!/bin/bash# 檢查參數數量
if [ $# -lt 2 ]; thenecho "Usage: $0 <file> <dest_path> [replace]"echo "  <file>: File to distribute"echo "  <dest_path>: Destination directory on servers (e.g., /home/user/files)"echo "  [replace]: 'yes' to replace existing files, omit or any other value for no"exit 1
fi# 獲取參數
file="$1"          # 要分發的文件
dest_path="$2"     # 目標路徑
replace="$3"       # 是否替換（yes 或其他）# 檢查文件是否存在
if [ ! -f "$file" ]; thenecho "Error: File '$file' does not exist."exit 1
fi# 定義目標服務器列表
servers=("server1.example.com" "server2.example.com" "server3.example.com")
# 替換為實際服務器地址# 分發文件
for server in "${servers[@]}"; doecho "Distributing to $server..."# 檢查目標路徑是否已有同名文件if ssh "$server" "[ -f \"$dest_path/$(basename "$file")\" ]" 2>/dev/null; thenif [ "$replace" = "yes" ]; thenecho "Replacing existing file on $server..."scp "$file" "$server:$dest_path/" 2>/dev/nullelseecho "File exists on $server, skipping (use 'yes' to replace)."fielse# 文件不存在，直接分發scp "$file" "$server:$dest_path/" 2>/dev/nullif [ $? -eq 0 ]; thenecho "Successfully distributed to $server."elseecho "Failed to distribute to $server."fifi
doneecho "Distribution completed."
exit 0

$1：要分發的文件名
$2：目標服務器上的目錄路徑
$3（可選）：yes 表示替換現有文件，否則跳過

servers 數組中列出目標服務器，需替換為實際地址
假設使用 SSH 訪問，需配置免密登錄

使用示例：

# 分發文件，不替換已有文件
./distribute_file.sh myfile.txt /home/user/files
# 分發文件并替換已有文件
./distribute_file.sh myfile.txt /home/user/files yes

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