Linux Shell编程入门

ticklishbird 发布于2月前 阅读803次
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从程序员的角度来看, Shell本身是一种用C语言编写的程序,从用户的角度来看,Shell是用户与Linux操作系统沟通的桥梁。用户既可以输入命令执行,又可以利用 Shell脚本编程,完成更加复杂的操作。在Linux GUI日益完善的今天,在系统管理等领域,Shell编程仍然起着不可忽视的作用。深入地了解和熟练地掌握Shell编程,是每一个Linux用户的必修 功课之一。

Linux的Shell种类众多,常见的有:Bourne Shell(/usr/bin/sh或/bin/sh)、Bourne Again Shell(/bin/bash)、C Shell(/usr/bin/csh)、K Shell(/usr/bin/ksh)、Shell for Root(/sbin/sh),等等。不同的Shell语言的语法有所不同,所以不能交换使用。每种Shell都有其特色之处,基本上,掌握其中任何一种 就足够了。在本文中,我们关注的重点是Bash,也就是Bourne Again Shell,由于易用和免费,Bash在日常工作中被广泛使用;同时,Bash也是大多数Linux系统默认的Shell。在一般情况下,人们并不区分 Bourne Shell和Bourne Again Shell,所以,在下面的文字中,我们可以看到#!/bin/sh,它同样也可以改为#!/bin/bash。

利用vi等文本编辑器编写Shell脚本的格式是固定的,如下:

#!/bin/sh

#comments

Your commands go here

首行中的符号#!告诉系统其后路径所指定的程序即是解释此脚本文件的Shell程 序。如果首行没有这句话,在执行脚本文件的时候,将会出现错误。后续的部分就是主程序,Shell脚本像高级语言一样,也有变量赋值,也有控制语句。除第 一行外,以#开头的行就是注释行,直到此行的结束。如果一行未完成,可以在行尾加上",这个符号表明下一行与此行会合并为同一行。

编辑完毕,将脚本存盘为filename.sh,文件名后缀sh表明这是一个Bash脚本文件。执行脚本的时候,要先将脚本文件的属性改为可执行的:

chmod +x filename.sh

执行脚本的方法是:

./filename.sh

下面我们从经典的“hello world”入手,看一看最简单的Shell脚本的模样。

#!/bin/sh

#print hello world in the console window

a = "hello world"

echo $a

Shell Script是一种弱类型语言,使用变量的时候无需首先声明其类型。新的变量会在本地数据区分配内存进行存储,这个变量归当前的Shell所有,任何子进 程都不能访问本地变量。这些变量与环境变量不同,环境变量被存储在另一内存区,叫做用户环境区,这块内存中的变量可以被子进程访问。变量赋值的方式是:

variable_name = variable_value

如果对一个已经有值的变量赋值,新值将取代旧值。取值的时候要在变量名前加$,$variable_name可以在引号中使用,这一点和其他高级语言是明显不同的。如果出现混淆的情况,可以使用花括号来区分,例如:

echo "Hi, $as"

就不会输出“Hi, hello worlds”,而是输出“Hi,”。这是因为Shell把$as当成一个变量,而$as未被赋值,其值为空。正确的方法是:

echo "Hi, ${a}s"

单引号中的变量不会进行变量替换操作。 

关于变量,还需要知道几个与其相关的Linux命令。

env用于显示用户环境区中的变量及其取值;set用于显示本地数据区和用户环境区中的变量及其取值;unset用于删除指定变量当前的取值,该值将被指定为NULL;export命令用于将本地数据区中的变量转移到用户环境区。

下面我们来看一个更复杂的例子,结合这个例子,我们来讲述Shell Script的语法。 

 1 #!/bin/bash
 2 # we have less than 3 arguments.  Print the help text:
 3  if [ $# -lt 3 ];  then
 4 cat<<HELP
 5       ren -- renames a number of  files using sed regular expressions
 6 
 7      USAGE:  ren 'regexp' 'replacement'  files Linux Shell编程入门
 8      EXAMPLE:  rename all *.HTM  files in *.html:
 9       ren 'HTM$' 'html' *.HTM
10 
11 HELP
12       exit 0
13 fi
14 OLD="$1"
15 NEW="$2"
16 # The  shift  command removes one argument from the list of
17 #  command line arguments.
18  shift
19  shift
20 # $* contains now all the  files:
21  for file in $*;  do
22  if [ -f "$file" ];  then
23     newfile=` echo "$file" | sed  "s/${OLD}/${NEW}/g"`
24          if [ -f "$newfile" ];  then
25              echo "ERROR: $newfile exists already"
26          else
27              echo "renaming $file to $newfile  "
28             mv "$file" "$newfile"
29         fi
30 fi
31 done

我们从头来看,前面两行上一个例子中已经解释过了,从第三行开始,有新的内容。if语句和其他编程语言相似,都是流程控制语句。它的语法是:

if …; then

elif …; then

else

fi

与其他语言不同,Shell Script中if语句的条件部分要以分号来分隔。第三行中的[]表示条件测试,常用的条件测试有下面几种:

[ -f "$file" ] 判断$file是否是一个文件

[ $a -lt 3 ] 判断$a的值是否小于3,同样-gt和-le分别表示大于或小于等于

[ -x "$file" ] 判断$file是否存在且有可执行权限,同样-r测试文件可读性

[ -n "$a" ] 判断变量$a是否有值,测试空串用-z

[ "$a" = "$b" ] 判断$a和$b的取值是否相等

[ cond1 -a cond2 ] 判断cond1和cond2是否同时成立,-o表示cond1和cond2有一成立

要注意条件测试部分中的空格。在方括号的两侧都有空格,在-f、-lt、=等符号两侧同样也有空格。如果没有这些空格,Shell解释脚本的时候就会出错。

$#表示包括$0在内的命令行参数的个数。在Shell中,脚本名称本身是$0,剩下的依次是$0、$1、$2…、${10}、${11},等等。$*表示整个参数列表,不包括$0,也就是说不包括文件名的参数列表。

现在我们明白第三行的含义是如果脚本文件的参数少于三个,则执行if和fi语句之间 的内容。然后,从第四行到第十一行之间的内容在Shell Script编程中被称为Here文档,Here文档用于将多行文本传递给某一命令。Here文档的格式是以<<开始,后跟一个字符串,在 Here文档结束的时候,这个字符串同样也要出现,表示文档结束。在本例中,Here文档被输出给cat命令,也即将文档内容打印在屏幕上,起到显示帮助 信息的作用。

第十二行的exit是Linux的命令,表示退出当前进程。在Shell脚本中可以使用所有的Linux命令,利用上面的cat和exit,从一方面来说,熟练使用Linux命令也可以大大减少Shell脚本的长度。

十四、十五两句是赋值语句,分别将第一和第二参数赋值给变量OLD和NEW。紧接下来的两句是注释,注释下面的两条shift的作用是将参数列表中的第一个和第二个参数删除,后面的参数依次变为新的第一和第二参数,注意参数列表原本也不包括$0。

然后,自二十一行到三十一行是一个循环语句。Shell Script中的循环有下面几种格式:

while [ cond1 ] && { || } [ cond2 ] …; do

done

for var in …; do

done

for (( cond1; cond2; cond3 )) do

done

until [ cond1 ] && { || } [ cond2 ] …; do

done

在上面这些循环中,也可以使用类似C语言中的break和continue语句中断 当前的循环操作。第二十一行的循环是将参数列表中的参数一个一个地放入变量file中。然后进入循环,判断file是否为一个文件,如果是文件的话,则用 sed命令搜索和生成新的文件名。sed基本上可以看成一个查找替换程序,从标准输入,例如管道读入文本,并将结果输出到标准输出,sed使用正则表达式 进行搜索。在第二十三行中,backtick(`)的作用是取出两个backtick之间的命令输出结果,在这里,也就是将结果取出赋给变量 newfile。此后,判断newfile是否已经存在,否则就把file改成newfile。这样我们就明白这个脚本的作用了,Shell Script编写的其他脚本与此相似,只不过是语法和用法稍有不同而已。

通过这个例子我们明白了Shell Script的编写规则,但还有几件事情需要讲述一下。

第一个,除了if语句之外,Shell Script中也有类似C语言中多分支结构的case语句,它的语法是:

case var in

pattern 1 )

… ;;

pattern 2 )

… ;;

*)

… ;;

esac


我们再就下面一个例子,看看case语句的用法。

while getopts vc: OPTION

do

case $OPTION in

c) COPIES=$OPTARG

     ehco "$COPIES";;

v) echo "suyang";;

\?) exit 1;;

esac

done

上面的getopts类似于C语言提供的函数getopts,在Shell Script中,getopts经常和while语句联合起来使用。getopts的语法如下:

getopts option_string variable

option_string中包含一串单字符选项,若getopts在命令行参数中 发现了连字符,那么它会将连字符之后的字符与option_string进行比较,若匹配成功,则把变量variable的值设为该选项,若无匹配,则把 变量的值设为?。有时候,选项还会带一个值,例如-c5等,这时要在option_string中该选项字母后面加上一个冒号,getopts发现冒号 后,会读取该值,然后将该值放入特殊变量OPTARG中。这个命令比较复杂,如有需要,读者可以详细参阅Shell编写的相关资料。

上面这个循环的作用就是依次取出脚本名称后面的选项,进行处理,如果输入了非法选项,则进入"?指定的部分,退出脚本程序。

第二个,Bash提供了一种用于交互式应用的扩展select,用户可以从一组不同的值中进行选择。其语法如下:

select var in …; do

break;

done

例如,下面这段程序的输出是:

#!/bin/bash

echo "Your choice?"

select var in "a" "b" "c"; do

break

done

echo $var

----------------------------

Your choice?

1) a

2) b

3) c

第三,Shell Script中也可以使用自定义的函数,其语法形式如下:

functionname()

{

}

例如我们可以把上面第二个例子中第四到第十二行放入一个名为help函数体内,以后每次调用的时候直接写help即可。函数中处理函数调用参数的方法是,直接用上面讲过的$1、$2来分别表示第一、第二个参数,用$*表示参数列表。

第四,我们也可以在Shell下调试Shell Script脚本,当然最简单的方法就是用echo输出查看变量取值了。Bash也提供了真正的调试方法,就是执行脚本的时候用-x参数。

sh ?x filename.sh

这会执行脚本并显示脚本中所有变量的取值,也可以使用参数-n,它并不执行脚本,只是返回所有的语法错误。


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