為什么要進(jìn)行shell編程

　　在Linux系統(tǒng)中，雖然有各種各樣的圖形化接口工具，但是shell仍然是一個(gè)非常靈活的工具。Shell不僅僅是命令的收集，而且是一門非常棒的編程語(yǔ)言。您可以通過(guò)使用shell使大量的任務(wù)自動(dòng)化，shell特別擅長(zhǎng)系統(tǒng)管理任務(wù)，尤其適合那些易用性、可維護(hù)性和便攜性比效率更重要的任務(wù)。

　　下面，讓我們一起來(lái)看看shell是如何工作的：

　　建立一個(gè)腳本

　　Linux中有好多中不同的shell，但是通常我們使用bash (bourne again shell) 進(jìn)行shell編程，因?yàn)閎ash是免費(fèi)的并且很容易使用。所以在本文中筆者所提供的腳本都是使用bash（但是在大多數(shù)情況下，這些腳本同樣可以在bash的大姐，bourne shell中運(yùn)行）。

　　如同其他語(yǔ)言一樣，通過(guò)我們使用任意一種文字編輯器，比如nedit、kedit、emacs、vi　　等來(lái)編寫我們的shell程序。

　　程序必須以下面的行開始（必須方在文件的行）：

#!/bin/sh


　　符號(hào)#!用來(lái)告訴系統(tǒng)它后面的參數(shù)是用來(lái)執(zhí)行該文件的程序。在這個(gè)例子中我們使用/bin/sh來(lái)執(zhí)行程序。

　　當(dāng)編輯好腳本時(shí)，如果要執(zhí)行該腳本，還必須使其可執(zhí)行。

　　要使腳本可執(zhí)行：

chmod +x filename


　　然后，您可以通過(guò)輸入： ./filename 來(lái)執(zhí)行您的腳本。

　　注釋

　　在進(jìn)行shell編程時(shí)，以#開頭的句子表示注釋，直到這一行的結(jié)束。我們真誠(chéng)地建議您在程序中使用注釋。如果您使用了注釋，那么即使相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有使用該腳本，您也能在很短的時(shí)間內(nèi)明白該腳本的作用及工作原理。

　　變量

　　在其他編程語(yǔ)言中您必須使用變量。在shell編程中，所有的變量都由字符串組成，并且您不需要對(duì)變量進(jìn)行聲明。要賦值給一個(gè)變量，您可以這樣寫：

　　變量名=值

　　取出變量值可以加一個(gè)美元符號(hào)（$）在變量前面：


#!/bin/sh
#對(duì)變量賦值：
a="hello world"
# 現(xiàn)在打印變量a的內(nèi)容：
echo "A is:"
echo $a



　　在您的編輯器中輸入以上內(nèi)容，然后將其保存為一個(gè)文件first。之后執(zhí)行chmod +x first，使其可執(zhí)行，輸入./first執(zhí)行該腳本。

　　這個(gè)腳本將會(huì)輸出：

A is:
hello world

　　有時(shí)候變量名很容易與其他文字混淆，比如：
num=2
echo "this is the $numnd"

　　這并不會(huì)打印出"this is the 2nd"，而僅僅打印"this is the "，因?yàn)閟hell會(huì)去搜索變量numnd的值，但是這個(gè)變量時(shí)沒(méi)有值的。可以使用花括號(hào)來(lái)告訴shell我們要打印的是num變量：

num=2
echo "this is the ${num}nd"

　　這將打印： this is the 2nd

　　有許多變量是系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)定的，這將在后面使用這些變量時(shí)進(jìn)行討論。

　　如果您需要處理數(shù)學(xué)表達(dá)式，那么您需要使用諸如expr等程序（見(jiàn)下面）。

　　除了一般的僅在程序內(nèi)有效的shell變量以外，還有環(huán)境變量。由export關(guān)鍵字處理過(guò)的變量叫做環(huán)境變量。我們不對(duì)環(huán)境變量進(jìn)行討論，因?yàn)橥ǔＧ闆r下僅僅在登錄腳本中使用環(huán)境變量。

Shell命令和流程控制

　　在shell腳本中可以使用三類命令：

1)Unix 命令:

　　雖然在shell腳本中可以使用任意的unix命令，但是還是由一些相對(duì)更常用的命令。這些命令通常是用來(lái)進(jìn)行文件和文字操作的。

　　常用命令語(yǔ)法及功能

　　echo "some text": 將文字內(nèi)容打印在屏幕上

　　ls: 文件列表

　　wc –l filewc -w filewc -c file: 計(jì)算文件行數(shù)計(jì)算文件中的單詞數(shù)計(jì)算文件中的字符數(shù)

　　cp sourcefile destfile: 文件拷貝

　　mv oldname newname : 重命名文件或移動(dòng)文件

　　rm file: 刪除文件

　　grep 'pattern' file: 在文件內(nèi)搜索字符串比如：grep 'searchstring' file.txt

　　cut -b colnum file: 指定欲顯示的文件內(nèi)容范圍，并將它們輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備比如：輸出每行第5個(gè)到第9個(gè)字符cut -b5-9 file.txt千萬(wàn)不要和cat命令混淆，這是兩個(gè)完全不同的命令

　　cat file.txt: 輸出文件內(nèi)容到標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備（屏幕）上

　　file somefile: 得到文件類型

　　read var: 提示用戶輸入，并將輸入賦值給變量

　　sort file.txt: 對(duì)file.txt文件中的行進(jìn)行排序

　　uniq: 刪除文本文件中出現(xiàn)的行列比如： sort file.txt | uniq

　　expr: 進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算Example: add 2 and 3expr 2 "+" 3

　　find: 搜索文件比如：根據(jù)文件名搜索find . -name filename -print

　　tee: 將數(shù)據(jù)輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備(屏幕) 和文件比如：somecommand | tee outfile

　　basename file: 返回不包含路徑的文件名比如： basename /bin/tux將返回 tux

　　dirname file: 返回文件所在路徑比如：dirname /bin/tux將返回 /bin

　　head file: 打印文本文件開頭幾行

　　tail file : 打印文本文件末尾幾行

　　sed: Sed是一個(gè)基本的查找替換程序。可以從標(biāo)準(zhǔn)輸入（比如命令管道）讀入文本，并將結(jié)果輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出（屏幕）。該命令采用正則表達(dá)式（見(jiàn)參考）進(jìn)行搜索。不要和shell中的通配符相混淆。比如：將linuxfocus 替換為 LinuxFocus ：cat text.file | sed 's/linuxfocus/LinuxFocus/' > newtext.file

　　awk: awk 用來(lái)從文本文件中提取字段。缺省地，字段分割符是空格，可以使用-F指定其他分割符。cat file.txt | awk -F, '{print $1 "," $3 }'這里我們使用，作為字段分割符，同時(shí)打印個(gè)和第三個(gè)字段。如果該文件內(nèi)容如下： Adam Bor, 34, IndiaKerry Miller, 22, USA命令輸出結(jié)果為：Adam Bor, IndiaKerry Miller, USA

2) 概念: 管道, 重定向和 backtick

　　這些不是系統(tǒng)命令，但是他們真的很重要。

　　管道 (|) 將一個(gè)命令的輸出作為另外一個(gè)命令的輸入。

grep "hello" file.txt | wc -l


　　在file.txt中搜索包含有”hello”的行并計(jì)算其行數(shù)。

　　在這里grep命令的輸出作為wc命令的輸入。當(dāng)然您可以使用多個(gè)命令。

　　重定向：將命令的結(jié)果輸出到文件，而不是標(biāo)準(zhǔn)輸出（屏幕）。

　　> 寫入文件并覆蓋舊文件

　　>> 加到文件的尾部，保留舊文件內(nèi)容。

反短斜線

　　使用反短斜線可以將一個(gè)命令的輸出作為另外一個(gè)命令的一個(gè)命令行參數(shù)。

　　命令：

find . -mtime -1 -type f -print


　　用來(lái)查找過(guò)去24小時(shí)（-mtime –2則表示過(guò)去48小時(shí)）內(nèi)修改過(guò)的文件。如果您想將所有查找到的文件打一個(gè)包，則可以使用以下腳本：


#!/bin/sh
# The ticks are backticks (`) not normal quotes ('):
tar -zcvf lastmod.tar.gz `find . -mtime -1 -type f -print`

3) 流程控制

　　"if" 表達(dá)式 如果條件為真則執(zhí)行then后面的部分：

if ....; then
　 ....
elif ....; then
　 ....
else
　 ....
fi

　　大多數(shù)情況下，可以使用測(cè)試命令來(lái)對(duì)條件進(jìn)行測(cè)試。比如可以比較字符串、判斷文件是否存在及是否可讀等等…

　　通常用" [ ] "來(lái)表示條件測(cè)試。注意這里的空格很重要。要確保方括號(hào)的空格。

[ -f "somefile" ] ：判斷是否是一個(gè)文件
[ -x "/bin/ls" ] ：判斷/bin/ls是否存在并有可執(zhí)行權(quán)限
[ -n "$var" ] ：判斷$var變量是否有值
[ "$a" = "$b" ] ：判斷$a和$b是否相等

　　執(zhí)行man test可以查看所有測(cè)試表達(dá)式可以比較和判斷的類型。

　　直接執(zhí)行以下腳本：

#!/bin/sh
if [ "$SHELL" = "/bin/bash" ]; then
　echo "your login shell is the bash (bourne again shell)"
else
　echo "your login shell is not bash but $SHELL"
fi

　　變量$SHELL包含了登錄shell的名稱，我們和/bin/bash進(jìn)行了比較。

　　摘要：續(xù)Shell 編程(1)(2002-09-16 13:27:37)

　　快捷操作符

　　熟悉C語(yǔ)言的朋友可能會(huì)很喜歡下面的表達(dá)式：

[ -f "/etc/shadow" ] && echo "This computer uses shadow passwors"

　　這里 && 就是一個(gè)快捷操作符，如果左邊的表達(dá)式為真則執(zhí)行右邊的語(yǔ)句。您也可以認(rèn)為是邏輯運(yùn)算中的與操作。上例中表示如果/etc/shadow文件存在則打印” This computer uses shadow passwors”。同樣或操作(||)在shell編程中也是可用的。這里有個(gè)例子：

#!/bin/sh
mailfolder=/var/spool/mail/james
[ -r "$mailfolder" ]' '{ echo "Can not read $mailfolder" ; exit 1; }
echo "$mailfolder has mail from:"
grep "^From " $mailfolder

　　該腳本首先判斷mailfolder是否可讀。如果可讀則打印該文件中的"From" 一行。如果不可讀則或操作生效，打印錯(cuò)誤信息后腳本退出。這里有個(gè)問(wèn)題，那就是我們必須有兩個(gè)命令：

　　-打印錯(cuò)誤信息

　　-退出程序

　　我們使用花括號(hào)以匿名函數(shù)的形式將兩個(gè)命令放到一起作為一個(gè)命令使用。一般函數(shù)將在下文提及。

　　不用與和或操作符，我們也可以用if表達(dá)式作任何事情，但是使用與或操作符會(huì)更便利很多。

　　case表達(dá)式可以用來(lái)匹配一個(gè)給定的字符串，而不是數(shù)字。

case ... in
...) do something here ;;
esac

　　讓我們看一個(gè)例子。 file命令可以辨別出一個(gè)給定文件的文件類型，比如：

file lf.gz

　　這將返回：

lf.gz: gzip compressed data, deflated, original filename,
last modified: Mon Aug 27 23:09:18 2001, os: Unix

　　我們利用這一點(diǎn)寫了一個(gè)叫做smartzip的腳本，該腳本可以自動(dòng)解壓bzip2, gzip 和zip 類型的壓縮文件：

#!/bin/sh
ftype=`file "$1"`
case "$ftype" in
"$1: Zip archive"*)
　　unzip "$1" ;;
"$1: gzip compressed"*)
　　gunzip "$1" ;;
"$1: bzip2 compressed"*)
　　bunzip2 "$1" ;;
*) error "File $1 can not be uncompressed with smartzip";;
esac

　　您可能注意到我們?cè)谶@里使用了一個(gè)特殊的變量$1。該變量包含了傳遞給該程序的個(gè)參數(shù)值。也就是說(shuō)，當(dāng)我們運(yùn)行：
smartzip articles.zip
$1 就是字符串 articles.zip

　　select 表達(dá)式是一種bash的擴(kuò)展應(yīng)用，尤其擅長(zhǎng)于交互式使用。用戶可以從一組不同的值中進(jìn)行選擇。

select var in ... ; do
　break
done
.... now $var can be used ....

下面是一個(gè)例子：
#!/bin/sh
echo "What is your favourite OS?"
select var in "Linux" "Gnu Hurd" "Free BSD" "Other"; do
　　　　break
done
echo "You have selected $var"

　　下面是該腳本運(yùn)行的結(jié)果：

What is your favourite OS?
1) Linux
2) Gnu Hurd
3) Free BSD
4) Other
#? 1
You have selected Linux

　　您也可以在shell中使用如下的loop表達(dá)式：

while ...; do
....
done

　　while-loop 將運(yùn)行直到表達(dá)式測(cè)試為真。will run while the expression that we test for is true. 關(guān)鍵字"break" 用來(lái)跳出循環(huán)。而關(guān)鍵字”continue”用來(lái)不執(zhí)行余下的部分而直接跳到下一個(gè)循環(huán)。

　　for-loop表達(dá)式查看一個(gè)字符串列表 (字符串用空格分隔) 然后將其賦給一個(gè)變量：


for var in ....; do
　....
done

　　在下面的例子中，將分別打印ABC到屏幕上：


#!/bin/sh
for var in A B C ; do
　echo "var is $var"
done

　　下面是一個(gè)更為有用的腳本showrpm，其功能是打印一些RPM包的統(tǒng)計(jì)信息：

#!/bin/sh
# list a content summary of a number of RPM packages
# USAGE: showrpm rpmfile1 rpmfile2 ...
# EXAMPLE: showrpm /cdrom/RedHat/RPMS/*.rpm
for rpmpackage in $*; do
　if [ -r "$rpmpackage" ];then
　　echo "=============== $rpmpackage =============="
　　rpm -qi -p $rpmpackage
　else
　　echo "ERROR: cannot read file $rpmpackage"
　fi
done

　　這里出現(xiàn)了第二個(gè)特殊的變量$*，該變量包含了所有輸入的命令行參數(shù)值。如果您運(yùn)行showrpm openssh.rpm w3m.rpm webgrep.rpm

　　此時(shí) $* 包含了 3 個(gè)字符串，即openssh.rpm, w3m.rpm and webgrep.rpm.

　　引號(hào)

　　在向程序傳遞任何參數(shù)之前，程序會(huì)擴(kuò)展通配符和變量。這里所謂擴(kuò)展的意思是程序會(huì)把通配符（比如*）替換成合適的文件名，它變量替換成變量值。為了防止程序作這種替換，您可以使用引號(hào)：讓我們來(lái)看一個(gè)例子，假設(shè)在當(dāng)前目錄下有一些文件，兩個(gè)jpg文件， mail.jpg 和tux.jpg。

#!/bin/sh
echo *.jpg

　　這將打印出"mail.jpg tux.jpg"的結(jié)果。

　　引號(hào) (單引號(hào)和雙引號(hào)) 將防止這種通配符擴(kuò)展：

#!/bin/sh
echo "*.jpg"
echo '*.jpg'

　　這將打印"*.jpg" 兩次。

　　單引號(hào)更嚴(yán)格一些。它可以防止任何變量擴(kuò)展。雙引號(hào)可以防止通配符擴(kuò)展但允許變量擴(kuò)展。

#!/bin/sh
echo $SHELL
echo "$SHELL"
echo '$SHELL'

　　運(yùn)行結(jié)果為：

/bin/bash
/bin/bash
$SHELL

　　，還有一種防止這種擴(kuò)展的方法，那就是使用轉(zhuǎn)義字符——反斜桿：

echo *.jpg
echo $SHELL

　　這將輸出：

*.jpg
$SHELL
Here documents

　　當(dāng)要將幾行文字傳遞給一個(gè)命令時(shí)，here documents（譯者注：目前還沒(méi)有見(jiàn)到過(guò)對(duì)該詞適合的翻譯）一種不錯(cuò)的方法。對(duì)每個(gè)腳本寫一段幫助性的文字是很有用的，此時(shí)如果我們四有那個(gè)here documents就不必用echo函數(shù)一行行輸出。 一個(gè) "Here document" 以 << 開頭，后面接上一個(gè)字符串，這個(gè)字符串還必須出現(xiàn)在here document的末尾。下面是一個(gè)例子，在該例子中，我們對(duì)多個(gè)文件進(jìn)行重命名，并且使用here documents打印幫助：

#!/bin/sh
# we have less than 3 arguments. Print the help text:
if [ $# -lt 3 ] ; then
cat < ren -- renames a number of files using sed regular expressions

USAGE: ren 'regexp' 'replacement' files...

EXAMPLE: rename all *.HTM files in *.html:
　ren 'HTM$' 'html' *.HTM

HELP
　exit 0
fi
OLD="$1"
NEW="$2"
# The shift command removes one argument from the list of
# command line arguments.
shift
shift
# $* contains now all the files:
for file in $*; do
　　if [ -f "$file" ] ; then
　　　newfile=`echo "$file" | sed "s/${OLD}/${NEW}/g"`
　　　if [ -f "$newfile" ]; then
　　　　echo "ERROR: $newfile exists already"
　　　else
　　　　echo "renaming $file to $newfile ..."
　　　　mv "$file" "$newfile"
　　　fi
　　fi
done

　　這是一個(gè)復(fù)雜一些的例子。讓我們?cè)敿?xì)討論一下。個(gè)if表達(dá)式判斷輸入命令行參數(shù)是否小于3個(gè) (特殊變量$# 表示包含參數(shù)的個(gè)數(shù)) 。如果輸入?yún)?shù)小于3個(gè)，則將幫助文字傳遞給cat命令，然后由cat命令將其打印在屏幕上。打印幫助文字后程序退出。 如果輸入?yún)?shù)等于或大于3個(gè)，我們就將個(gè)參數(shù)賦值給變量OLD，第二個(gè)參數(shù)賦值給變量NEW。下一步，我們使用shift命令將個(gè)和第二個(gè)參數(shù)從參數(shù)列表中刪除，這樣原來(lái)的第三個(gè)參數(shù)就成為參數(shù)列表$*的個(gè)參數(shù)。然后我們開始循環(huán)，命令行參數(shù)列表被一個(gè)接一個(gè)地被賦值給變量$file。接著我們判斷該文件是否存在，如果存在則通過(guò)sed命令搜索和替換來(lái)產(chǎn)生新的文件名。然后將反短斜線內(nèi)命令結(jié)果賦值給newfile。這樣我們就達(dá)到了我們的目的：得到了舊文件名和新文件名。然后使用mv命令進(jìn)行重命名。

　　函數(shù)

　　如果您寫了一些稍微復(fù)雜一些的程序，您就會(huì)發(fā)現(xiàn)在程序中可能在幾個(gè)地方使用了相同的代碼，并且您也會(huì)發(fā)現(xiàn)，如果我們使用了函數(shù)，會(huì)方便很多。一個(gè)函數(shù)是這個(gè)樣子的：


functionname()
{
# inside the body $1 is the first argument given to the function
# $2 the second ...
body
}

　　您需要在每個(gè)程序的開始對(duì)函數(shù)進(jìn)行聲明。

　　下面是一個(gè)叫做xtitlebar的腳本，使用這個(gè)腳本您可以改變終端窗口的名稱。這里使用了一個(gè)叫做help的函數(shù)。正如您可以看到的那樣，這個(gè)定義的函數(shù)被使用了兩次。

#!/bin/sh
# vim: set sw=4 ts=4 et:

help()
{
　　cat < xtitlebar -- change the name of an xterm, gnome-terminal or kde konsole

USAGE: xtitlebar [-h] "string_for_titelbar"

OPTIONS: -h help text

EXAMPLE: xtitlebar "cvs"

HELP
　　exit 0
}

# in case of error or if -h is given we call the function help:
[ -z "$1" ] && help
[ "$1" = "-h" ] && help

# send the escape sequence to change the xterm titelbar:
echo -e "33]0;$107"
#

　　在腳本中提供幫助是一種很好的編程習(xí)慣，這樣方便其他用戶（和您）使用和理解腳本。

　　命令行參數(shù)

　　我們已經(jīng)見(jiàn)過(guò)$* 和 $1, $2 ... $9 等特殊變量，這些特殊變量包含了用戶從命令行輸入的參數(shù)。迄今為止，我們僅僅了解了一些簡(jiǎn)單的命令行語(yǔ)法（比如一些強(qiáng)制性的參數(shù)和查看幫助的-h選項(xiàng)）。但是在編寫更復(fù)雜的程序時(shí)，您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)您需要更多的自定義的選項(xiàng)。通常的慣例是在所有可選的參數(shù)之前加一個(gè)減號(hào)，后面再加上參數(shù)值 (比如文件名)。

　　有好多方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入?yún)?shù)的分析，但是下面的使用case表達(dá)式的例子無(wú)遺是一個(gè)不錯(cuò)的方法。


#!/bin/sh
help()
{
　cat < This is a generic command line parser demo.
USAGE EXAMPLE: cmdparser -l hello -f -- -somefile1 somefile2
HELP
　exit 0
}

while [ -n "$1" ]; do
case $1 in
　　-h) help;shift 1;; # function help is called
　　-f) opt_f=1;shift 1;; # variable opt_f is set
　　-l) opt_l=$2;shift 2;; # -l takes an argument -> shift by 2
　　--) shift;break;; # end of options
　　-*) echo "error: no such option $1. -h for help";exit 1;;
　　*) break;;
esac
done

echo "opt_f is $opt_f"
echo "opt_l is $opt_l"
echo "first arg is $1"
echo "2nd arg is $2"

　　您可以這樣運(yùn)行該腳本：

cmdparser -l hello -f -- -somefile1 somefile2

　　返回的結(jié)果是：

opt_f is 1
opt_l is hello
first arg is -somefile1
2nd arg is somefile2

　　這個(gè)腳本是如何工作的呢？腳本首先在所有輸入命令行參數(shù)中進(jìn)行循環(huán)，將輸入?yún)?shù)與case表達(dá)式進(jìn)行比較，如果匹配則設(shè)置一個(gè)變量并且移除該參數(shù)。根據(jù)unix系統(tǒng)的慣例，首先輸入的應(yīng)該是包含減號(hào)的參數(shù)。