Google Colabで学ぶシェルスクリプト入門

今回のテーマは、Google Colabで、シェルスクリプトの初歩の初歩を学ぶです。

※Google Colabは、気軽に触れるLinuxのサンドボックス環境としても便利です。Google Colabは数時間おきに環境がリフレッシュされるため、データ・プログラムの永続的な保管には適しません。しかし裏を返せば、「うっかり環境を壊しても簡単に初期化でき、気軽にやり直せるメリットがあります。

とくに、シェルスクリプトは、環境構築・インフラ領域で重宝される言語です。気軽に触って・試して・壊して（ときには環境すら壊しながら）学ぶアプローチに、Google Colabは非常に役に立ちます。

対象読者

この記事は、次のような人を対象にしています。

• Google Colabを使ったことがある人
• シェルスクリプトを書いたことがない、もしくはほとんど書いたことがない人
• CIスクリプトなどで見かける.shファイルの中身を、自力で読めるようになりたい人
• 学んで終わりでなく、コードを「触りながら」「実行しながら」学びたい人

すぐに使えるチートシートはこちら Google Colab版

すぐに実行して、試せるコードレシピはこちら。

学習の進め方

マジックコマンド(%%writefile)で、シェルスクリプトのファイルを作成して使用してください。

%%writefile s01_hello.sh

作成したファイルは、次のコードで実行できます。

!sh s01_hello.sh

同じファイル名を使い回すと、前の内容で上書きされてしまいます。 そのため本記事では、セルごとにs01_, s02_...と連番のファイル名を分けています。ランタイムがリセットされるまでは、全てのファイルがColab上に残るので、後から見返したり、書き換えて再実行したりして試してみてください。

1. まずは基本形 ── シェルスクリプトはシェバン行から始まる

いちばん小さなシェルスクリプトです。

#!/bin/sh
echo "Hello, Shell!"

実行は、次のように行います。

!sh s01_hello.sh

Hello, Shell!

それぞれの意味は、ざっくり次のとおりです。

• #!/bin/sh
  このスクリプトを、/bin/shというインタプリタで実行してほしい、という宣言です。ファイルの1行目に書く決まりごとで、「シェバン行」と呼ばれます。

• echo
  文字を画面に表示するコマンドです。

shは、機能を絞った最小限のシェルです。bashというより高機能なシェルもありますが、CIスクリプトなどでは、環境を選ばず動くshがあえて選ばれることがよくあります。

2. 変数を使う

シェルスクリプトでも、変数に値を入れることができます。

#!/bin/sh
name="Alice"
echo "$name"

Alice

name="Alice"は、nameという変数に"Alice"という文字列を入れています。変数を使うときは$nameのように$を付けます。

注意点: =の前後にスペースを入れてはいけない

シェルスクリプトには、変数の代入について1つ厳格なルールがあります。

#!/bin/sh
name = "Alice"
echo "$name"

s02b_vars_bad.sh: 2: name: not found

name = "Alice"のように、=の前後にスペースを入れると壊れます。シェルはnameというコマンドを実行しようとして、「そんなコマンドは見つからない」というエラーになります。シェルスクリプトでは、=の前後には絶対にスペースを入れない、と覚えておく必要があります。

3. コマンドライン引数を受け取る

スクリプトの実行時に渡した引数は、$1, $2...のように受け取れます。

#!/bin/sh
echo "1つ目の引数: $1"
echo "引数の数: $#"

引数を渡して実行してみます。

!sh s03_args.sh Alice Bob

1つ目の引数: Alice
引数の数: 2

• $1は1つ目の引数、$2は2つ目の引数
• $#は、渡された引数の数
• 全部の引数をまとめて使いたい場合は$@も使えます

このスクリプトはAliceとBobという2つの引数を渡して実行したので、$1がAlice、$#が2になっています。

4. ユーザーからの入力を受け取る read

readを使うと、キーボードからの入力を変数に受け取れます。

#!/bin/sh
echo "名前を入力してください:"
read name
echo "こんにちは、$name さん"

Colabのセルでもそのまま実行でき、実行中に入力欄が表示されます。

!sh s04_read.sh

名前を入力してください:
inclusive solutions
こんにちは、inclusive solutions さん

実際に手元のターミナルで実行する場合も、sh s04_read.shとすれば、その場でキーボード入力を求められます。

5. 変数はダブルクォートで囲む

$nameをそのまま使うか、"$name"のようにダブルクォートで囲むかで、挙動が変わることがあります。

#!/bin/sh
name="Alice   Bob"

echo "クォートなし(連続スペースが消える):"
echo $name

echo "クォートあり(そのまま保たれる):"
echo "$name"

クォートなし(連続スペースが消える):
Alice Bob
クォートあり(そのまま保たれる):
Alice   Bob

クォートなしの$nameは、いったん単語に分割されてから並べ直されるため、連続するスペースが1つに詰まってしまいます(この現象を"word splitting"と呼びます)。クォートありの"$name"は、変数の中身をそのまま1つの文字列として扱います。

この違いは、見た目の問題だけでは済みません。次の[ ]と組み合わせると、実際にエラーになるケースがあります。

#!/bin/sh
name="Alice Bob"

echo "クォートなしで [ ] に渡すと:"
if [ -n $name ]; then
  echo "空じゃない"
fi

クォートなしで [ ] に渡すと:
s05b_quote_test.sh: 5: [: Alice: unexpected operator

$nameがAliceとBobという2つの単語に分かれてしまい、[ -n Alice Bob ]のような、[ ]が想定していない形になってエラーになりました。変数を[ ]に渡すときは、必ずダブルクォートで囲む、というのが鉄則です。これは、目的のコードの[ -n "$unformatted" ]にも直結する重要なポイントです。

6. コマンドの実行結果を変数に入れる ── コマンド置換

$(...)を使うと、コマンドを実行して、その標準出力を文字列として変数に受け取れます。

#!/bin/sh
today=$(date +%Y-%m-%d)
echo "今日の日付: $today"

今日の日付: 2026-07-26

$(date +%Y-%m-%d)は、「date +%Y-%m-%dというコマンドを実行して、その結果を文字列として受け取る」という意味です。これが、目的のコードのunformatted=$(gofmt -l .)の正体です。**「gofmt -l .を実行して、その出力をunformattedという変数に詰め込む」**という処理だった、ということになります。

7. 四則演算をする

シェルスクリプトでは、変数は基本的に「文字列」として扱われます。

#!/bin/sh
a=3
b=4
echo "文字列として+をそのまま書くと: $a + $b"
echo "算術展開を使うと: $((a + b))"

文字列として+をそのまま書くと: 3 + 4
算術展開を使うと: 7

$a + $bとそのまま書いても、文字として3 + 4が表示されるだけで、計算はされません。計算したい場合は、$(( ))という算術展開という書き方を使う必要があります。「基本は文字列、計算したいときは専用の書き方をする」というのが、シェルスクリプトの考え方です。

8. 条件分岐 ── ifの基本形

#!/bin/sh
x=3

if [ "$x" -gt 5 ]; then
  echo "big"
elif [ "$x" -lt 5 ]; then
  echo "small"
else
  echo "equal"
fi

small

ifの基本的な形は、次のとおりです。

• 条件式は[ ]で囲む
• 処理のまとまりはthen 〜 fiで囲む(fiはifを逆から書いたもの)
• 「それ以外の場合」はelif(else ifを1単語にしたもの)
• thenを同じ行に書く場合は、直前にセミコロン;が必要(改行する場合は不要)

9. [ ]の正体 ── 実はtestという名前の"コマンド"

[ ]は記号に見えますが、実はtestという名前のコマンドの別名です。

#!/bin/sh
x=""
if [ -n "$x" ]; then
  echo "空じゃない"
else
  echo "空です"
fi

空です

[が「コマンド」だからこそ、[の直後と]の直前には必ずスペースが必要です。試しに詰めて書いてみます。

#!/bin/sh
x="hello"
if [-n "$x" ]; then
  echo "空じゃない"
fi

s09b_test_bad.sh: 3: [-n: not found

[-nという、存在しない1つのコマンドとして解釈されてしまい、エラーになりました。[はコマンド名なので、引数(-nなど)との間にスペースが要る、という理屈です。

代表的なテスト演算子を整理します。

演算子	意味
-n "$x"	文字列が空でない
-z "$x"	文字列が空である
"$a" = "$b"	文字列として等しい
"$a" != "$b"	文字列として等しくない
"$a" -eq "$b"	数値として等しい
"$a" -gt "$b"	数値として「より大きい」
"$a" -lt "$b"	数値として「より小さい」

文字列比較は=/!=、数値比較は-eq/-gt/-ltと、書き方が全く違う点に注意してください。"$a" > "$b"のように書くと、数値の比較ではなく、別の意味(リダイレクト)に解釈されてしまいます。

10. ファイル・ディレクトリの存在確認

[ ]には、ファイルの状態を調べる演算子もあります。

#!/bin/sh
echo "hello" > sample.txt

if [ -f "sample.txt" ]; then
  echo "ファイルがあります"
fi

if [ -d "sample.txt" ]; then
  echo "ディレクトリです"
else
  echo "ディレクトリではありません"
fi

if [ -e "notfound.txt" ]; then
  echo "存在します"
else
  echo "存在しません"
fi

ファイルがあります
ディレクトリではありません
存在しません

• -f: 普通のファイルかどうか
• -d: ディレクトリかどうか
• -e: (種類を問わず)存在するかどうか

sample.txtはファイルとして作成したので、-fは真、-dは偽になっています。

11. 終了コード(exit status)という考え方

コマンドは、実行し終わると必ず「終了コード」という数値を返します。直前のコマンドの終了コードは$?で確認できます。

#!/bin/sh
false
echo "false の直後の \$?: $?"

true
echo "true の直後の \$?: $?"

exit 3

スクリプト自体の終了コードも、続けて確認してみます。

!sh s11_exitstatus.sh; echo "スクリプト自体の終了コード: $?"

false の直後の $?: 1
true の直後の $?: 0
スクリプト自体の終了コード: 3

• 0なら成功
• 0以外なら失敗

というのが、Unix共通のルールです。falseは「必ず失敗する」、trueは「必ず成功する」だけのコマンドなので、それぞれ1と0が返っています。exit 3のように、スクリプト自身の終了コードを明示的に指定することもできます。

以前のgo vet入門で見た「go vetが非ゼロの終了コードを返す」という話も、この仕組みの上に成り立っています。

12. コマンドをつなげる && と ||

ifを使わずに、「前のコマンドが成功したら」「失敗したら」で処理をつなげる、簡易な書き方もあります。

#!/bin/sh
mkdir mydir && cd mydir && echo "ディレクトリ作成に成功しました"
cd ..
rmdir mydir

gofmt -l notfound.go 2>/dev/null || echo "gofmtの実行に失敗しました(存在しないファイル)"

ディレクトリ作成に成功しました
gofmtの実行に失敗しました(存在しないファイル)

• A && B: Aが成功したら、Bも実行する
• A || B: Aが失敗したら、Bを実行する

mkdir mydir && cd mydir && echo ...は、ディレクトリ作成・移動が両方成功して初めてechoまで到達します。gofmt -l notfound.go || echo ...は、存在しないファイルを指定してgofmtが失敗したので、||の後ろが実行されました。

13. for文で繰り返す

まず、対象となるファイルを何個か用意します。

!touch a.go b.go c.txt

#!/bin/sh
for f in *.go; do
  echo "$f"
done

a.go
b.go

*.goは、「.goで終わるファイル名すべて」に展開される、シェル特有の記法です(グロブと呼ばれます)。c.txtは対象にならないので表示されません。

14. while文で繰り返す

#!/bin/sh
i=1
while [ "$i" -le 3 ]; do
  echo "$i"
  i=$((i + 1))
done

1
2
3

[ "$i" -le 3 ]が真である間、繰り返します。i=$((i + 1))のように、算術展開(検証7)を使って1ずつ増やしています。

15. 関数を作る

#!/bin/sh
greet() {
  echo "Hello, $1"
}
greet "Alice"

Hello, Alice

シェルスクリプトの関数は、greet() { ... }のように定義します。引数は、関数の中でも$1, $2...で受け取ります(検証3のスクリプト全体への引数と同じ考え方です)。名前を付けて引数を受け取る仕組みはなく、あくまで位置だけで受け取る点が特徴です。

16. パイプでコマンドをつなぐ

あるコマンドの出力を、そのまま次のコマンドの入力として渡すのがパイプ(|)です。

!ls *.go | wc -l

2

ls *.go(.goファイルの一覧)の出力を、wc -l(行数を数えるコマンド)にそのまま渡しています。検証6の「コマンド置換($(...)、結果を変数に詰める)」と、この「パイプ(結果を次のコマンドに渡す)」は似ていますが、変数に残したいか、そのまま次のコマンドに流したいかで使い分けます。検証4のreadのところで使った入力の流し込みも、実はこのパイプの応用です。

17. 標準出力とエラー出力を分ける・リダイレクト

#!/bin/sh
echo "ログ1行目" > log.txt
echo "ログ2行目" >> log.txt
echo "エラーです" 1>&2

echo "log.txtの中身:"
cat log.txt

エラーです
log.txtの中身:
ログ1行目
ログ2行目

• >: 出力をファイルに書き込む(上書き)
• >>: 出力をファイルに追記する
• 1>&2: 標準出力(1)を標準エラー出力(2)に向ける

echo "エラーです" 1>&2の部分だけ、通常の出力(stdout)とは別の経路(stderr)に流れるため、出力される順番が前後することがあります(今回の実行結果でも、コード上は後半にあるecho "エラーです"が一番上に表示されています)。検証12で使ったgofmt -l notfound.go 2>/dev/nullの2>/dev/nullも、この仲間で、「標準エラー出力を捨てる」という意味です。

18. おまけ: set -eでエラー時に即終了させる

CIスクリプトでは、set -eという書き方もよく見かけます。

#!/bin/sh
echo "1行目"
false
echo "2行目(本当は実行してほしくない)"

!sh s19_without_sete.sh; echo "終了コード: $?"

1行目
2行目(本当は実行してほしくない)
終了コード: 0

set -eを付けていないと、false(失敗)があっても、スクリプトはそのまま次の行を実行し続けます。

#!/bin/sh
set -e
echo "1行目"
false
echo "2行目(set -eがあれば、ここは実行されない)"

!sh s19_with_sete.sh; echo "終了コード: $?"

1行目
終了コード: 1

set -eを先頭に書くと、「途中で1つでも失敗したコマンドがあれば、そこでスクリプト全体を即終了する」という動きになります。

ちなみに、今回レビューした目的のコードはset -eを使わず、if [ -n "$unformatted" ]で明示的に判定してexit 1していました。gofmt -l .自体は(整形漏れがあっても)エラー終了するコマンドではないので、set -eだけに頼らず、出力の中身を見て自分で判定する、という設計になっている、と読み取れます。

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