はじめに

シェルスクリプト（bash）は、Linux/macOS の自動化・バッチ処理・CI/CDに欠かせない技術です。しかし文法が独特で「なんとなく動いている」状態になりがちです。本記事では文法を体系的に整理します。

0. 基本のキ

シバン（shebang）

スクリプトの1行目に書く、使用するシェルの指定です。

#!/bin/bash

#!/usr/bin/env bash   # より移植性が高い書き方

実行権限と実行

chmod +x script.sh   # 実行権限を付与
./script.sh          # 実行
bash script.sh       # bash で直接実行（権限不要）

コメント

# これはコメント
echo "hello"  # 行末コメントも可

1. 変数

変数の定義と参照

name="田中"          # = の前後にスペースを入れない（重要！）
echo $name           # 田中
echo "${name}さん"   # 田中さん（波括弧で区切りを明示）

よくあるミス： name = "田中" はコマンドとして解釈されエラーになります。

変数の種類

# ローカル変数（そのシェルのみ有効）
count=10

# 環境変数（子プロセスにも引き継がれる）
export PATH="$PATH:/usr/local/bin"

# 読み取り専用
readonly MAX=100

# 変数の削除
unset count

クォートの使い分け

記法	変数展開	用途
`"二重引用符"`	される	スペースを含む値・変数展開あり
`'一重引用符'`	されない	リテラル文字列
`バッククォート`	コマンド実行	非推奨（`$()` を使う）

name="世界"
echo "Hello $name"   # Hello 世界（変数展開される）
echo 'Hello $name'   # Hello $name（展開されない）

コマンド置換

コマンドの出力を変数に代入します。

today=$(date +%Y-%m-%d)
echo "今日は $today です"

files=$(ls *.txt)

2. 特殊変数

変数	意味
`$0`	スクリプト名
`$1` `$2` ...	第1引数、第2引数...
`$#`	引数の個数
`$@`	全引数（各引数を個別に扱う）
`$*`	全引数（1つの文字列として扱う）
`$?`	直前のコマンドの終了ステータス（0=成功）
`$$`	現在のシェルのPID
`$!`	直前にバックグラウンド実行したコマンドのPID

#!/bin/bash
echo "スクリプト名: $0"
echo "引数の数: $#"
echo "第1引数: $1"
echo "第2引数: $2"
echo "全引数: $@"

$ ./script.sh foo bar
スクリプト名: ./script.sh
引数の数: 2
第1引数: foo
第2引数: bar
全引数: foo bar

3. 算術演算

a=10
b=3

# $(( )) で算術演算
echo $((a + b))   # 13
echo $((a - b))   # 7
echo $((a * b))   # 30
echo $((a / b))   # 3（整数除算）
echo $((a % b))   # 1（余り）
echo $((a ** b))  # 1000（べき乗）

# インクリメント
count=0
((count++))
echo $count  # 1

# let コマンド
let result=a*b
echo $result  # 30

浮動小数点が必要な場合は bc コマンドを使います。
echo "scale=2; 10/3" | bc   # 3.33

4. 文字列操作

str="Hello, World"

# 文字列長
echo ${#str}              # 12

# 部分文字列（${変数:開始:長さ}）
echo ${str:0:5}           # Hello
echo ${str:7}             # World

# 前方一致削除（最短）
echo ${str#Hello, }       # World

# 前方一致削除（最長）
echo ${str##*,}           #  World

# 後方一致削除（最短）
echo ${str%,*}            # Hello

# 置換（最初の1つ）
echo ${str/World/Shell}   # Hello, Shell

# 置換（すべて）
echo ${str//l/L}          # HeLLo, WorLd

# デフォルト値（変数が未定義または空のとき）
echo ${name:-"名無し"}    # name が空なら「名無し」

# 大文字・小文字変換（bash 4.0+）
echo ${str^^}   # HELLO, WORLD
echo ${str,,}   # hello, world

5. 条件分岐

if 文

if [ 条件 ]; then
    処理
elif [ 条件 ]; then
    処理
else
    処理
fi

条件式の種類

文字列比較

if [ "$a" = "$b" ]; then   # 等しい（= を使う）
if [ "$a" != "$b" ]; then  # 等しくない
if [ -z "$a" ]; then       # 空文字
if [ -n "$a" ]; then       # 空文字でない

数値比較

演算子	意味
`-eq`	等しい（equal）
`-ne`	等しくない（not equal）
`-lt`	より小さい（less than）
`-le`	以下（less or equal）
`-gt`	より大きい（greater than）
`-ge`	以上（greater or equal）

a=10
if [ $a -gt 5 ]; then
    echo "5より大きい"
fi

ファイル・ディレクトリ判定

演算子	意味
`-e file`	存在する
`-f file`	ファイルとして存在する
`-d file`	ディレクトリとして存在する
`-r file`	読み取り可能
`-w file`	書き込み可能
`-x file`	実行可能
`-s file`	サイズが0より大きい

if [ -f "config.txt" ]; then
    echo "設定ファイルが存在します"
fi

論理演算子

# AND
if [ $a -gt 0 ] && [ $a -lt 100 ]; then

# OR
if [ $a -eq 0 ] || [ $a -eq 1 ]; then

# NOT
if ! [ -f "file.txt" ]; then

[[ ]] vs [ ]

[[ ]] は bash 拡張で、より安全で高機能です。

# [[ ]] はパターンマッチ・正規表現が使える
if [[ "$name" == 田* ]]; then    # 前方一致
if [[ "$str" =~ ^[0-9]+$ ]]; then  # 正規表現

# [[ ]] は変数をクォートしなくてもスペースで壊れない
if [[ $name == "田中 太郎" ]]; then  # OK
if [ $name == "田中 太郎" ]; then    # NG（スペースで引数が分割される）

case 文

case "$1" in
    start)
        echo "起動します"
        ;;
    stop)
        echo "停止します"
        ;;
    restart)
        echo "再起動します"
        ;;
    *)
        echo "使い方: $0 {start|stop|restart}"
        exit 1
        ;;
esac

6. ループ

for 文

# リストのループ
for item in apple banana cherry; do
    echo "$item"
done

# 数値範囲（seq）
for i in $(seq 1 5); do
    echo "$i"
done

# C言語スタイル（bash拡張）
for ((i=0; i<5; i++)); do
    echo "$i"
done

# ファイルのループ
for file in *.txt; do
    echo "処理中: $file"
done

# 配列のループ
fruits=("apple" "banana" "cherry")
for fruit in "${fruits[@]}"; do
    echo "$fruit"
done

while 文

count=0
while [ $count -lt 5 ]; do
    echo "count = $count"
    ((count++))
done

# ファイルを1行ずつ読む
while IFS= read -r line; do
    echo "$line"
done < input.txt

until 文

while の逆：条件が偽の間ループします。

count=0
until [ $count -ge 5 ]; do
    echo "count = $count"
    ((count++))
done

break / continue

for i in 1 2 3 4 5; do
    if [ $i -eq 3 ]; then
        continue   # 3をスキップ
    fi
    if [ $i -eq 5 ]; then
        break      # 5で終了
    fi
    echo "$i"
done
# 出力: 1 2 4

7. 関数

# 定義
greet() {
    local name="$1"        # local で関数内ローカル変数
    echo "こんにちは、${name}さん"
}

# 呼び出し
greet "田中"   # こんにちは、田中さん

# 戻り値（終了ステータス 0〜255）
is_even() {
    if (($1 % 2 == 0)); then
        return 0   # 成功（偶数）
    else
        return 1   # 失敗（奇数）
    fi
}

if is_even 4; then
    echo "偶数"
fi

# 文字列を返したい場合はechoを使う
get_date() {
    echo "$(date +%Y-%m-%d)"
}
today=$(get_date)
echo "$today"

local を使わないと変数がグローバルになり、意図しない副作用が出ます。関数内の変数は必ず local を付けましょう。

8. 入出力・リダイレクト

標準入出力

ストリーム	fd	説明
標準入力（stdin）	0	キーボード入力
標準出力（stdout）	1	通常の出力
標準エラー出力（stderr）	2	エラーメッセージ

リダイレクト

# 標準出力をファイルへ（上書き）
echo "hello" > output.txt

# 標準出力をファイルへ（追記）
echo "world" >> output.txt

# 標準エラー出力をファイルへ
command 2> error.log

# 標準出力・標準エラーを同じファイルへ
command > all.log 2>&1
command &> all.log   # bash 4+ の短縮形

# 標準エラーを捨てる
command 2>/dev/null

# ファイルから標準入力
command < input.txt

# ヒアドキュメント（複数行の入力）
cat <<EOF
1行目
2行目
3行目
EOF

# ヒアストリング（1行の入力）
grep "pattern" <<< "検索対象の文字列"

パイプ

コマンドの標準出力を次のコマンドの標準入力につなぎます。

# 基本
ls -l | grep ".txt"

# 複数つなげる
cat access.log | grep "ERROR" | sort | uniq -c | sort -rn | head -10

# tee（ファイルにも書きながらパイプ）
command | tee output.txt | grep "ERROR"

9. 終了ステータスとエラーハンドリング

終了ステータス

ls /tmp
echo $?   # 0（成功）

ls /存在しないパス
echo $?   # 0以外（失敗）

set オプション（安全なスクリプト）

#!/bin/bash
set -e   # エラーで即終了
set -u   # 未定義変数の参照でエラー
set -o pipefail  # パイプ途中のエラーも検出

# まとめて書く
set -euo pipefail

trap（終了時の処理）

#!/bin/bash
set -euo pipefail

# スクリプト終了時に必ず実行（クリーンアップ）
trap 'echo "終了処理"; rm -f /tmp/work.$$' EXIT

# エラー時の処理
trap 'echo "エラーが発生しました（行: $LINENO）"' ERR

10. 配列

# 定義
fruits=("apple" "banana" "cherry")

# 参照
echo ${fruits[0]}      # apple
echo ${fruits[1]}      # banana
echo ${fruits[@]}      # apple banana cherry（全要素）
echo ${#fruits[@]}     # 3（要素数）

# 追加
fruits+=("grape")

# 削除
unset fruits[1]        # インデックス1を削除

# スライス
echo ${fruits[@]:1:2}  # インデックス1から2個

連想配列（bash 4.0+）

declare -A user
user["name"]="田中"
user["age"]=30

echo ${user["name"]}   # 田中
echo ${!user[@]}       # キー一覧: name age
echo ${user[@]}        # 値一覧

11. よく使うパターン集

スクリプトのあるディレクトリを取得

SCRIPT_DIR="$(cd "$(dirname "${BASH_SOURCE[0]}")" && pwd)"

引数チェック

if [ $# -lt 2 ]; then
    echo "使い方: $0 <入力ファイル> <出力ファイル>"
    exit 1
fi

ファイルが存在しなければ作成

[[ -f "config.txt" ]] || touch "config.txt"

コマンドが存在するか確認

if command -v jq &>/dev/null; then
    echo "jq が使えます"
fi

ログ出力関数

log() {
    echo "[$(date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S')] $*"
}

log "処理を開始します"

数値かどうか確認

is_number() {
    [[ "$1" =~ ^[0-9]+$ ]]
}

if is_number "123"; then
    echo "数値です"
fi

演習問題

⭐ 問題1：FizzBuzz

1〜20 を出力し、3の倍数なら「Fizz」、5の倍数なら「Buzz」、両方なら「FizzBuzz」を出力してください。

模範解答

#!/bin/bash
for ((i=1; i<=20; i++)); do
    if ((i % 15 == 0)); then
        echo "FizzBuzz"
    elif ((i % 3 == 0)); then
        echo "Fizz"
    elif ((i % 5 == 0)); then
        echo "Buzz"
    else
        echo "$i"
    fi
done

⭐⭐ 問題2：ファイルバックアップ

引数で指定したファイルを ファイル名.YYYYMMDD.bak という名前でコピーするスクリプトを作成してください。ファイルが存在しない場合はエラーメッセージを出して終了してください。

模範解答

#!/bin/bash
set -euo pipefail

if [ $# -ne 1 ]; then
    echo "使い方: $0 <ファイル名>"
    exit 1
fi

src="$1"

if [ ! -f "$src" ]; then
    echo "エラー: ファイル '$src' が存在しません"
    exit 1
fi

date_str=$(date +%Y%m%d)
dst="${src}.${date_str}.bak"
cp "$src" "$dst"
echo "バックアップ完了: $dst"

⭐⭐⭐ 問題3：CSVの集計

以下のCSVファイルを読み込み、各部署の合計金額を出力してください。

営業部,1000
開発部,2000
営業部,1500
開発部,3000
人事部,500

模範解答

#!/bin/bash
set -euo pipefail

declare -A totals

while IFS=, read -r dept amount; do
    totals["$dept"]=$(( ${totals["$dept"]:-0} + amount ))
done < sales.csv

for dept in "${!totals[@]}"; do
    echo "${dept}: ${totals[$dept]}"
done

実行結果（順序は不定）：

営業部: 2500
開発部: 5000
人事部: 500

まとめ

項目	ポイント
変数	`=` の前後にスペースなし。参照は `${}` で括る
条件分岐	文字列比較は `=`、数値比較は `-eq` など。`[[ ]]` を推奨
ループ	`for in`・C言語スタイル・`while read` を使い分ける
関数	`local` で変数をローカルに。戻り値は終了ステータスかecho
リダイレクト	`2>&1` でstdoutとstderrをまとめる
安全策	`set -euo pipefail` を先頭に書く習慣を

参考

@kotaro_ai_lab
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