linux shell编程基础

 linux  shell       

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LinuxGUI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。

        shell是一种具备特殊设备功能的程序，它是介于使用者和UNIX，Linux等操作系统核心程序间的一个接口。各种操作系统都有它自己的shell。UNIX下除了Bourne shell（/bin/sh）

还有C shell（/bin/csh），Korn shell（/bin/ksh），Bourne again  shell（/bin/bash）等shell。UNIX/Linux将shell独立于核心程序之外，使得它就如同一般的应用程序一样，可以在不影响操作系统本身的情况下进行修改，处理信号，寻找程序并执行，无论那种shell，它的基本功能与作用都是相同的，他们之间的不同之处在于对同一个命令的处理顺序，命令数量和参数格式等。

   bash是一种常用的shell程序，它具有命令记录，命令比对补全，命令别名，设定功能，工作控制，前景背景控制等功能。命令记录的意思是bash会记录命令历史，命令比对补全是指按下Tab键，shell会补全命令或文件名的后续内容，每次打开bash  shell时，会为每个运行bash  shell的用户执行/etc/bashrc或/etc/profile脚本，它配置默认提示符，可以添加一个或多个别名，为所有用户配置用户环境信息

Bash专用序列

\u 用户名
\h 主机名第一部分
\H 主机名全称
\w 当前工作目录（如 “/home/username/mywork”）
\W 当前工作目录的“基名 (basename)”（如 “mywork”)
\t 24 小时制时间
\T 12 小时制时间
\@ 带有 am/pm 的 12 小时制时间
\d “Sat Dec 18″ 格式的日期
\s shell 的名称（如 “bash”)
\v bash 的版本（如 2.04）
\V Bash 版本（包括补丁级别）
\n 换行符
\r 回车符
\\ 反斜杠
\a ASCII 响铃字符（也可以键入 07）
\e ASCII 转义字符（也可以键入 33)
\[ 这个序列应该出现在不移动光标的字符序列（如颜色转义序列）之前。它使 bash 能够正确计算自动换行。
\] 这个序列应该出现在非打印字符序列之后。

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

ShellScript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 [ $# -lt 3 ]; then
 4 cat<<HELP
 5      ren -- renames a number of files using sed regular expressions
 6 
 7      USAGE: ren 'regexp' 'replacement' files
 8      EXAMPLE: rename all *.HTM files in *.html:
 9      ren 'HTM$' '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ShellScript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，ShellScript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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