shell编程入门（一）

入门

Shell脚本最常用于系统管理工作，或者是用于结合现有的程序以完成小型的、特定的工作。一旦你找出完成工作的方法，可以把用到的命令串在一起，放进一个独立的程序或者脚本里，此后只要直接执行该程序便能完成工作。此外，如果你写的程序很有用，其他人可以利用该程序当作一个黑盒来使用。他是一个可以完成工作的程序，但我们不必要知道它是如何工作的。

脚本编译语言和编译型语言的差异

编译型语言的好处是：高效。缺点是：它们多半运作于底层，所处理的是字节、正数、浮点数或者是其他机器层级的对象。如：C++很难实现一个简单的操作：将一个目录里所有的文件复制到另一个目录中。

脚本编程语言通常是解释型（interpreted)的。这类程序的执行是由解释器读入程序代码，并将其转换成内部的形式，再执行。但解释器本身是一般的编译型程序。

为什么要使用Shell脚本

使用脚本编程语言的好处是：他们多半运行在比编译型语言还高的层级，能够轻易处理文件与目录之类的对象。缺点是：效率通常不如编译型语言。

之所以用Shell脚本是基于：

1. 简单性

   Shell是一个高级语言，通过它，可以简洁地表达复杂的操作。

2. 可移植性

   使用POSIX（Portable Operating System Interface）所定义的功能，可以做到脚本无需修改就可在不同的系统上执行。

3. 开发容易

   可以在短时间内完成一个功能强大又好用的脚本。

位于第一行的#!

当Shell执行一个程序时，要求Unix内核启动一个新的进程（process），在便在该进程里执行指定的程序。内核知道怎样为编译型程序执行，但Shell是解释型程序，当Shell要求内核执行时，内核无法执行，会回应”not executable format file”不是可执行的格式文件的错误信息。Shell收到此错误信息时，就会说“这不是编译型程序，是Shell脚本”，接着会启动一个新的/bin/sh副本来执行该程序。

当系统只有一个Shell时，退回到/bin/sh的机制非常简单。但是现行的UNIX系统都会拥有好几个Shell，因此需要通过一种方式，告知UNIX内核应该以哪个Shell来执行所指定的Shell脚本。这么做有助于执行机制的通用化，让用户得以直接引用任何的程序语言解释器，而非只是一个命令Shell。方法是，通过脚本文件中特殊的第一行来设置：在第一行的开头处使用#!这两个字符。

当一个文件中开头的两个字符是#!时，内核会扫描改行其余的部分，看是否存在可用来执行程雪的解释器的完整路径（中间如果出现任何空白符号都会略过）。此外，内核还会扫描是否有一个选项要传递给解释器。内核会以指定的选项,再搭配命令行的其他部分来引用解释器。

Shell的基本元素

命令与参数

Shell最基本的工作就是执行命令。

1. 格式：以空白（space或者Tab）隔开命令行中各组成部分。
2. 命令的名称是命令行的第一个对象。通常后面会跟着选项,任何额外的参数都会放在选项之后。
3. 选项的开头是一个破折号（或减号）,后面接着一个字母。选项是可有可无的，有的可能需要加上参数。不需要参数的选项可以合并。
4. 现代机对长选项也逐渐的支持了。长选项的开头是一个破折号还是两个，视程序而定。
5. 分号;可用来分隔同一行的多条命令。Shell会依次执行这些命令。
6. 如果使用的是&符号而不是分号，则Shell将在后台执行前面的命令。即Shell不用等到该命令完成，就可以继续执行下一个命令。

Shell识别三种基本命令：內建命令、Shell函数以及外部命令：

1. 內建命令就是Shell本身所执行的命令。
2. Shell函数式功能健全的一系列程序代码，以Shell语言写成，他们可以像命令那样引用。
3. 外部命令就是由Shell的副本所执行的命令。

变量

变量就是为了某个信息片段所起的名字。变量值可以是空值。Shell变量名称的开头是一个字母或下划线符号，后面可以接着任意长度的字母、数字或下划线符号。变量名称的字符长度并没有限制。Shell变量可用来保存字符串值，所能保存的字符数同样没有限制。

变量赋值的方式为：先写变量名称，紧接着=字符，最后是新值，中间完全没有任何空格。当你想取出Shell变量的值时，在变量名称前面加上$字符。当所赋予的值内含空格时，请加上引号。

first=isaac middle=bashevis last=singer     //单行可进行多次赋值fullname="isaac bashevis singer'            //值中包含空格时使用引号oldname=$fullname                          //此处不需要引号

如上所示：当变量作为第二个变量的新值时，不需要使用双引号。但是使用双引号也没关系。不过，当把几个变量链接起来时，就需要使用引号了：

fullname="$first $middle $last"

简单的echo输出

1. 语法

   echo [ string ……]

2. 用途

   产生Shell脚本的输出

3. 行为模式

   echo将各个参数打印到标准输出，参数之间以一个空格隔开，并以换行符号结束。它会解释每个字符串里的转义序列。转义序列可用来表示特殊字符，以及控制其行为模式。

echo的转义序列

\a  警示字符，通常是ASCII的BRL字符\b  退格\c  输出中忽略最后的换行字符。这个参数之后的任何字符，包括接下来的参数，都会被忽略掉。\f  清楚屏幕\n  换行\r  回车\t  水平制表符\v  垂直制表符\\  反斜杠字符\0ddd   将字符表示成1到3的八进制数值

华丽的printf输出

printf不像echo那样会自动提供一个换行符号。必须显式地将换行符号指定成\n。

完整的语法分为两部分：

printf format-string [arguments……]

第一部分是一个字符串，用来描述输出的排列方式，最好为此字符串加上引号。此字符串包含了按字面上显示的字符以及格式声明，后者是特殊的占位符，用来描述如何显示相应的参数。

第二部分是与格式声明相对应的参数列表。

基于I/O的重定向

重定向与管道

1. 用<改变标准输入

2. 用>改变标准输出

   此重定向符在目标文件不存在时，会新建一个。但如果目标文件存在的时，它就会被覆盖掉，原来的数据就会丢失。

3. 用>>附加到文件

   如同>，如果目标文件不存在，>>重定向符便会新建一个。但如果目标文件存在，他不会直接覆盖掉文件，而是将程序所产生的数据附加到文件结尾处。

4. 以|建立管道

   program1 | program2可将program1的标准输出修改为program2的标准输入。好处：管道可以使执行速度比使用临时文件的程序快上十倍。

特殊文件：/dev/null与/dev/tty

UNIX系统提供了两个对Shell编程特别有用的特殊文件。

第一个文件/dev/null，就是位桶（bit bucket）。传到此文件的数据都会被系统丢掉。相对的，读取/dev/null则会立即返回文件结束符（end-of-line）。

第二个文件是/dev/tty。当程序打开此文件时，UNIX会自动将它重定向到一个终端在与程序结合。这在程序必须读取人工输入时（比如密码）特别有用。例如：

#!/bin/shprintf 'enter your name:\n'stty -echoread pass < /dev/ttyprintf 'please enter your name again\n'read pass2 < /dev/ttystty echoif [ $pass = $pass2 ]; then    printf 'sucess\n'else    printf 'false\n'fi

stty即（set tty）命令用来控制终端的各种设置。-echo选项用来关闭自动打印每个输入字符的功能。stty echo用来恢复该功能。

基于命令查找

Shell会沿着查找路径$PATH来寻找命令，$PATH是以冒号分割的目录列表，可以在列表指定的目录下找到所要执行的命令。
默认路径因系统而已，至少包含/bin与/usr/bin，如果要自己编写脚本，准备自己的bin目录来存放。步骤如下：

cdmkdir binmv myShell.sh binPATH=$PATH:$HOME/binmyShell.sh

要让修改永久生效，在.profile文件中把你的bin目录假如$PATH,每次登录时Shell都将读取.profile文件。

访问Shell脚本的参数

位置参数（position parameters）指的是Shell脚本的命令行参数（command-line arguments）。参数使用”$数字”的形式表示，当参数大于9时，使用${数字}。

简单的执行跟踪

程序执行出错时，可以把执行跟踪(execution tracing)的功能打开。这会使Shell显示每个被执行到的命令，并在前面加”+”:一个加号后面跟着一个空格。

1. 可以在执行脚本时，使用sh –x 脚本.sh的方式执行跟踪功能。
2. 也可以在脚本中添加set –x打开跟踪功能，使用set +x关闭跟踪功能。

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参考资料：
Shell脚本学习指南 作者:（美）罗宾著
备注：
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作者：WSYW126