Shellの基礎知識(基礎編)

【Shellの基礎知識】構文体系を理解して実務に使える基礎力を身につける

Shellスクリプトは、Linux環境における自動化・効率化の中心にある技術です。

Shellスクリプトの基礎を体系的に学ぶための第一歩として、この記事では構文や変数、条件分岐、ループなど、実務で必要となる要素を順を追って整理します。

単なる文法解説ではなく、「なぜその書き方をするのか」「どんな場面で使うのか」という理解に重点を置き、初学者がスムーズに次の段階へ進めるよう構成しています。

各テーマは独立して学べるため、苦手な分野だけを重点的に復習することも可能です。Shellを使いこなすための基礎体力を養い、スクリプトを自分の言葉で組み立てられるレベルまで引き上げることを目的としています。

Shellスクリプト入門

シェルスクリプトって、ただのコマンドの寄せ集めじゃないの?

ファイルに書くだけで、どうして自動処理になるんだろう?

Shellスクリプトは、LinuxやUnix系OSで繰り返し行う操作を自動化するためのプログラムです。

コマンドを一つずつ実行する代わりに、複数の処理を1つのスクリプトにまとめて実行できるのが特徴です。スクリプトの基本構成は「シバン(#!/bin/bash)」から始まり、続いてコマンドの羅列で構成されます。

権限付与にはchmodコマンドを使い、実行は「./スクリプト名」で行います。変数や条件分岐、ループを組み合わせることで、システム管理や定期処理、ログ収集などを効率的に実現できます。初心者はまず、ファイル作成から実行までの流れを理解し、1行ずつ実行される構造を意識することが重要です。

これが後の自動化・運用スクリプト開発の基礎となります。

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変数と特殊変数の使い方

$1とか$?ってよく見るけど、これってどこで決まる値なの?

普通の変数とどう違うの?

Shellスクリプトでは、変数を使うことで値を一時的に保存し、再利用や動的な処理を行うことができます。

代入は「変数名=値」で行い、呼び出す際は「$変数名」を使います。シェルには環境変数・ローカル変数・位置パラメータ・特殊変数など複数の種類があり、用途によって使い分けることが重要です。

特殊変数は「$0」「$1」「$#」「$?」など、スクリプトの実行状態や引数を扱う際に利用されます。特に「$?」は直前のコマンド実行結果を示し、条件分岐などに活用されます。

こうした変数の仕組みを理解することで、スクリプトの柔軟性と可読性を高めることができ、複雑な自動化処理を構築する際の基礎となります。

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Shell演算子の完全ガイド

「=」と「==」って何が違うの?

あと、数値の比較に“-eq”とか“-lt”を使う理由もいまいちピンとこないんだけど?

Shellスクリプトでは、演算子を使って数値計算や文字列比較、ファイル判定などを行います。

算術演算子(+、-、*、/)を利用すれば、四則演算を簡単に処理でき、条件式では比較演算子(-eq、-ne、-lt、-gtなど)を用いて数値の大小を判定します。

また、文字列演算子(=、!=、-z、-n)によって文字列の一致や長さの有無を判定でき、ファイル演算子(-f、-d、-eなど)を使えば存在確認や属性チェックも可能です。

これらの演算子はif文やtestコマンド、[[ ]]構文と組み合わせることで効果を発揮します。演算子を正しく理解し使い分けることで、条件分岐やエラー処理などの制御構造を正確に設計でき、スクリプトの信頼性と効率性を高めることができます。

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条件分岐『if』『case』の使い方

if文とcase文って、どんな時に使い分けるの?

単に条件を増やしたいなら全部ifで書けばいいんじゃない?

Shellスクリプトにおける条件分岐は、処理の流れを制御するための基本構文です。

if文は、指定した条件が真の場合に特定の処理を実行し、偽の場合はelseやelifで別の処理を行う構造を持ちます。case文は、複数の選択肢を持つ分岐処理に適しており、特定のパターンにマッチした場合のみ処理を実行できます。

条件式にはtestコマンドや[ ]、[[ ]]構文を使用し、文字列・数値・ファイルの判定を柔軟に行えます。これらの条件分岐を使いこなすことで、エラー制御・入力チェック・処理分岐などを効率的に実装でき、スクリプトの自律性と安定性を高めることが可能になります。

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ループ処理の基本

forとwhileってどう使い分けるの?

同じ繰り返し処理なのに、わざわざ種類が分かれている理由がわからないんだけど?

Shellスクリプトのループ処理は、同じ処理を繰り返し実行する際に欠かせない仕組みです。

代表的な構文としてfor、while、untilがあります。for文はあらかじめ決まった回数の繰り返しに適しており、ファイルや配列の要素を順番に処理する際に便利です。

一方、whileやuntilは条件が満たされるまで繰り返しを行うため、監視処理や入力待機など動的な場面で活躍します。ループ内ではbreakやcontinueを使うことで制御を細かく調整でき、処理の効率化にもつながります。

これらを理解して使い分けることで、単純なタスクの自動化から複雑な業務ロジックまで柔軟に対応できるスクリプトを構築することが可能です。

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文字列置換の基本と応用

${変数/old/new}ってどういう意味?

スラッシュを使って文字を置き換えてるだけなのに、なんで普通の置換コマンドとは違うの?

Shellスクリプトにおける文字列置換は、テキスト操作やログ整形などで頻繁に使用される基本技術です。

シェルのパラメータ展開を使えば、特定の文字列を別の値に置き換える処理を簡潔に記述できます。

${変数/置換前/置換後}は最初に一致した部分だけを、${変数//置換前/置換後}はすべての一致部分を対象に置換します。また、sedコマンドを使えば、より複雑な正規表現を用いた一括変換も可能です。

これらの手法を理解することで、ファイル名の一括変更やログデータの整形など、手動では煩雑な処理を自動化できます。文字列置換の構文と動作の違いを把握することが、効率的なスクリプト設計の第一歩となります。

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ヒアドキュメント活用法

cat <<EOFってどこまでが出力されるの?

EOFってただの文字じゃないの?

ヒアドキュメント(Here Document)は、Shellスクリプトで複数行の文字列を一括出力する際に便利な構文です。

cat << EOFのように記述し、EOFまでの内容をそのまま出力します。改行や空白を保持できるため、設定ファイルやテンプレート文書をスクリプト内で生成するのに適しています。また、変数展開やコマンド置換を有効・無効に切り替えることで、出力内容を柔軟に制御できます。

引用符の有無によって展開の挙動が変わる点に注意が必要です。さらに、リダイレクトと組み合わせれば、指定したファイルへ複数行の内容を自動的に書き込むことも可能です。

ヒアドキュメントを活用することで、手動編集を減らし、再利用性と自動化効率を大幅に高めることができます。

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関数の基本と応用

returnで返せるのって数値だけなの?

echoで出力した値を別の関数で使うにはどうすればいいんだろう?

Shellスクリプトにおける関数は、繰り返し使う処理をひとまとめにして再利用性を高めるための仕組みです。

定義は「function名() { 処理 }」の形式で記述し、呼び出す際は関数名を指定するだけで実行されます。戻り値はreturnで整数値を返すか、echoで文字列を出力して利用できます。引数は$1、$2のように参照し、複数の入力を柔軟に扱うことが可能です。

関数を使うことで、同じ処理を何度も書く必要がなくなり、スクリプトの可読性と保守性が向上します。さらに、条件分岐やループと組み合わせることで、システム設定や監視処理などの自動化スクリプトを効率的に構築できます。

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組み込みコマンドの活用法

同じechoでも、外部コマンドと組み込みコマンドで何が違うの?

どっちを使うのが正解なんだろう?

Shellの組み込みコマンドは、外部プログラムを呼び出さずにシェル内部で直接実行される命令群であり、処理速度やリソース効率の面で優れています。

代表的なものにcd、echo、read、testなどがあり、スクリプトの基本的な制御構造を支えています。

外部コマンドとの違いは、プロセス生成を伴わない点にあり、大量の繰り返し処理や条件分岐において実行時間を大幅に短縮できます。また、typeコマンドを使えば対象コマンドが内部・外部どちらかを判定可能です。

用途に応じて組み込みコマンドを優先的に使用することで、スクリプト全体の最適化と安定性を両立できます。

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クォートとコマンド置換の違い

"$()"とバッククォートって同じに見えるけど、どう違うの?

どっちを使えば安全なんだろう?

Shellスクリプトでは、クォートとコマンド置換の正しい理解が、意図した動作を実現する鍵となります。

シングルクォート(' ')は変数展開やコマンド実行を無効化し、文字列をそのまま扱う際に使用します。ダブルクォート(" ")は変数展開やコマンド置換を有効にしつつ、空白や特殊文字を安全に扱うことができます。

コマンド置換はバッククォート(``)または$( )を使い、コマンドの出力結果を変数や他の処理に組み込む仕組みです。

これらを状況に応じて使い分けることで、意図しない展開や誤動作を防ぎ、柔軟で安全なスクリプトを書くことが可能になります。

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リダイレクトの基本

「2>」ってよく見るけど、この数字って何を意味してるの?

普通の「>」とどう違うの?

Shellスクリプトにおけるリダイレクトは、コマンドの入出力先を切り替えるための基本機能です。

標準出力(1)は通常ターミナルに表示されますが、「>」を使えばファイルに出力できます。標準入力(0)は「<」で指定ファイルから読み込み、標準エラー出力(2)は「2>」で別ファイルへ分離できます。

また、「>>」を使えば追記が可能で、出力の上書きを防げます。標準出力とエラー出力を統合したい場合は「&>」や「2>&1」を使います。

リダイレクトを理解すれば、ログ記録やエラーハンドリングを自在に制御でき、システム運用スクリプトの品質向上に直結します。

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中級者向けShellスクリプト

スクリプトが途中で止まったり、エラーが出た時ってどうすればいいの?

set -eとかtrapっていつ使うの?

中級者向けのShellスクリプトでは、単なる自動化から「運用に耐える設計」へと発想を転換することが求められます。

ポイントは、可読性・保守性・再利用性を意識した記述です。関数を活用して処理を分割し、エラー時の終了処理やログ出力を統一することで、予期せぬ停止を防げます。

また、引数の有無を判定し、実行環境に依存しない書き方を意識することが安定稼働の鍵です。コメントや変数名を明確にすることで、後からの修正や他者レビューも容易になります。

さらに、trapコマンドによる終了処理やexitステータスの明示など、堅牢なスクリプト設計が信頼性を高めます。

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中級者向けShell活用術

便利なワンライナーやテクニックって、実務のどんな場面で役立つんだろう?

覚えるだけで終わらせないコツはあるの?

中級者向けのShellスクリプト活用では、基本構文を超えて効率性と運用性を高めるテクニックが求められます。

本記事では、条件分岐・ループ・関数などの要素を組み合わせ、現場で使える10の応用Tipsを紹介しています。

具体的には、ログ管理やバックアップ処理、実行時間の測定、エラー検知の仕組みなど、実務で役立つ設計ノウハウを解説。加えて、可読性を保つための命名規則やコメント整理のコツも取り上げています。

これらの技術を習得することで、スクリプトを単なる作業自動化ツールから、運用現場で活躍する“仕組み”へと進化させることができます。

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実践環境を整える

ここまで学んだ知識を実際に試すには、Linuxを動かす環境が必要です。手軽に始めるならVPSを利用するのがおすすめです。
VPS徹底比較!ConoHa・さくら・Xserverの選び方



VPSを利用してLinux環境を準備したら、実際の設定は下記の記事が参考になります。
VPSに開発環境を自動構築する方法|Apache+Tomcat+PostgreSQL

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