编程基础

程序组成

程序：算法+数据结构

数据：是程序的核心
算法：处理数据的方式
数据结构：数据在计算机中的类型和组织方式

三种处理逻辑

顺序执行：程序按从上到下顺序执行

选择执行：程序执行过程中，根据条件的不同，进行选择不同分支继续执行

循环执行：程序执行过程中需要重复执行多次某段语句

编程语言的分类

根据运行方式

编译运行：源代码 → 编译器（编译）→ 程序文件；
解释运行：源代码 → 运行时启动解释器，由解释器边解释边运行。

根据启编译过程中功能的实现是调用库还是调用外部的程序文件

shell脚本编程：利用系统上的命令及编程组件进行编程；
完整编程：利用库或编程组件进行编程。

Shell脚本基础

Shell脚本的作用和应用场景

作用：

自动化常用命令
执行系统管理和故障排除
创建简单的应用程序
处理文本或文件

应用场景：

重复性操作
交互性任务
批量事务处理
服务运行状态监控
定时任务执行

常见的Shell解释器

Linux 系统中的Shell是一个特殊的应用程序，它介于操作系统内核与用户之间，充当了一个“命令解释器”的角色，负责接收用户输入的操作指令（命令）并进行解释，将需要执行的操作传递给内核执行，并输出执行结果。

常见的Shell解释器程序有很多种，使用不同的 Shell 时，其内部指令、命令行提示符等方面会存在一些区别。通过/etc/shells 文件可以了解当前系统所支持的Shell脚本种类。

查看本机的shell信息

[root@localhost ~]# cat /etc/shells 
/bin/sh
/bin/bash
/sbin/nologin
/usr/bin/sh
/usr/bin/bash
/usr/sbin/nologin
/bin/tcsh
/bin/csh

linux中常见的shell

bash:基于gun的框架下发展的shell
csh:类似c语言的shell
tcsh:整合了csh提供了更多功能
sh:已经被bash替换
nologin:让用户无法登录

bash （/bin/bash）是目前大多数Linux 版本采用的默认shell

bash特性：

支持快捷键：比如 ctrl+c 强制终止进程、 ctrl+l 清屏、Tab补齐等等。
支持查看历史命令（history）
支持别名（alias）
标准输入和标准输出的重定向
管道符
文件名通配机制
支持命令hash
支持变量

shell脚本构成

什么是shell脚本

就是将命令按顺序一一列出，最后自动执行
执行需要权限，也可以直接使用绝对路径
脚本其实不复杂，通用脚本环境改变后依然可以使用的脚本

shell脚本的构成

脚本申明（解释器）：第一行开头“#！/bin/bash”,表示此行以下的代码语句是通过/bin/bash程序来解释执行。#！/bin/bash为默认的解释器还有其他类型的解释器
注释信息：以#开头的语句表示为注释信息
可执行语句：比如echo命令用于输出“ ”之间的字符串

脚本的名称规范

文件名以 .sh 结尾

脚本代码开头约定：

第一行一般为调用使用的语言
程序名，避免更改文件名后无法找到正确的文件
版本号
更改后的时间
作者相关信息
该程序的作用，及注意事项
最后是各版本的更新简要说明

脚本的执行方式

指定路径去执行文件，文件需要有执行权限。

绝对路径。如：/root/hello.sh
相对路径。如：./hello.sh

指定解释器去执行（bash 脚本名），不需要执行权限。

bash 脚本名。如：bash hello.sh
“source 脚本名” 或 “ . 脚本名”。 //不会启动子shell环境

脚本错误调试

脚本错误类型

命令错误： 命令错误不会影响接下来的命令，之后的命令会继续执行。

语法错误： 会导致后续的命令不执行。造成脚本中一部分命令已执行，一部分未执行。

逻辑错误： 执行后的效果不是自己想要的。需要自己去排查。

查询代码是否正确：

bash -n 脚本名称 （不在当前目录下加绝对路径）     检查语法错误
bash -x 脚本名称 （不在当前目录下加绝对路径）     逻辑错误

脚本错误常见的有三种区别

语法错误，会导致后续的命令不继续执行，可以用bash -n 检查错误，提示的出错行数不一定是准确的
命令错误，默认后续的命令还会继续执行，用bash -n 无法检查出来，可以使用 bash -x 进行观察
逻辑错误：只能使用 bash -x 进行

重定向与管道符

标准输入与输出

类型	设备文件	文件描述编号	默认设备	对应文件句柄位置
标准输入	/dev/stdin	0	键盘	/proc/self/fd/0
标准输出	/dev/stdout	1	显示器	/proc/self/fd/1
标准错误输出	/dev/stderr	2	显示器	/proc/self/fd/2

交互式硬件设备

标准输入：从该设备接收用户输入的数据
标准输出：通过该设备向用户输出数据
标准错误：通过该设备报告执行出错信息

重定向

重定向的意思就是，不通过标准输出到屏幕上，输出到你指定的位置

类型	操作符	用途
重定向输入	<	从指定的文件读取数据，而不是从键盘输入
重定向输出	1>	将输出结果保存到指定的文件（覆盖原有内容）
>>	将输出结果追加到指定的文件尾部
标准错误输出	2>	将错误信息保存到指定的文件（覆盖原有内容）
2>>	标准错误输出结果追加到指定的文件尾部
混合输出	&>无论对错都可以重定向	将标准输出、标准错误的内容保存到同一个文件中

注：

&表示混合，&> 和 >& 都表示将标准输出和错误输出重定向到同一个文件。
命令 > 文件 2>&1，表示把错误输出2重定向给前面的标准输出1 （前面的1被省略了），即将错误输出和标准输出保存到同一个文件中。

[root@localhost ~]# km
bash: km: 未找到命令...
[root@localhost ~]# km 2> 2.txt
[root@localhost ~]# cat 2.txt
bash: km: 未找到命令...

[root@localhost ~]# echo "123456" > 3.txt
[root@localhost ~]# cat 3.txt
123456

[root@localhost ~]# echo "abc" >> 3.txt
[root@localhost ~]# cat 3.txt
123456
abc

管道符

管道符的作用是连接两个命令，将第一个命令的标准输出作为第二个命令的标准输入。同一行命令中可以使用多个管道符。

linux下的管道符使用"竖杠"表示：| 。

格式：

命令A | 命令B


[root@localhost ~]# ps aux
USER        PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root          1  0.0  0.3 193700  6836 ?        Ss   11:17   0:00 /usr/lib/systemd/systemd --switched-root --syst
root          2  0.0  0.0      0     0 ?        S    11:17   0:00 [kthreadd]
root          3  0.0  0.0      0     0 ?        S    11:17   0:00 [ksoftirqd/0]
root          5  0.0  0.0      0     0 ?        S<   11:17   0:00 [kworker/0:0H]
root          7  0.0  0.0      0     0 ?        S    11:17   0:00 [migration/0]
root          8  0.0  0.0      0     0 ?        S    11:17   0:00 [rcu_bh]
root          9  0.0  0.0      0     0 ?        S    11:17   0:00 [rcu_sched]
root         10  0.0  0.0      0     0 ?        S    11:17   0:00 [watchdog/0]
root         11  0.0  0.0      0     0 ?        S    11:17   0:00 [watchdog/1]
....................................


[root@localhost ~]# ps aux | wc -l
157

Shell脚本基础与基本规范