shell脚本和编程

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shell

shell是用户使用Linux的桥梁，连接了用户和Linux内核。我们可以通过shell命令操作和控制操作系统，并且更高效更安全。

shell基础概念

shell是一个命令解释器，同时也是一门编程语言，不仅提供内核和设备交互的办法，还继承了一些设计模式。

作为命令解释器，它提供接口，把用户输入的命令进行解释并送入内核。而作为作为一门编程语言，虽然它没有C、Java那么强大，但是我们熟知的选择、循环、变量、函数等等都是具备的。

shell编程语言

  • 脚本解释器
  • 变量
  • 用户输入
  • 测试
  • 条件判断
  • 循环语句
  • 脚本参数传递
  • 退出状态码
  • 逻辑操作符
  • 函数
  • 通配符
  • 调试

  • shell编程语言

shell是一种脚本语言，它一边执行一边翻译，不会产生可执行文件。编写代码后不需要编译，直接运行即可。

变量

变量类型有三种，自定义变量、环境变量、系统环境变量。

  • 自定义变量：作用域是当前的shell，使用=声明。
变量名=变量值，如num=2
撤销变量：unset 变量名
声明静态变量：readonly 变量
复制代码
  • 环境变量：作用域是当前shell与其子shell，使用export declare-x声明。使该变量在子shell也可用。
export 变量
declare -x 变量
复制代码

declare有许多选项，-a、-i等等。带有-的是给变量设定类型属性，+的是取消变量的类型属性。

  • 系统环境变量：所有shell，启动加载声明。
运算符和引用

运算符分为算数运算符、逻辑运算符、比较运算符、引号、圆括号、命令连接、后台运行。

  • 算数运算符和逻辑、比较运算符，和常识一样。不作赘述。
  • 引号分为双引号、单引号和反引号。
双引号是部分引用，使用双引号时，$、反引号、转义符还是解析为特殊意义
单引号为完全引用，直接输出
反引号是执行命令
复制代码
  • 命令连接三个符号||、&&、;，||前命令返回非0继续执行||符号后的命令。&&要返回为0才继续执行。;是串行执行。
  • 后台运行用&符号，让其后的命令在后台运行。

脚本解释器

你可以从上面脚本的第一行看到 #!/bin/bash 这行指定了你的程序将使用那个解释器，基本上是将路径引用到解释器。Linux/Unix中有很多解释器，其中一些是：bash，zsh，sh，csh和ksh等。

这里推荐一个玩命令行必须知道的一个开源项目oh-my-zsh

0_gp--jderqene-ood

All the best people in life seem to like LINUX. — Steve Wozniak

查看你的系统中有那些脚本解释器

cat /etc/shells

bash: #!/bin/bash
zsh: #!/bin/zsh
ksh: #!/bin/ksh
csh: #!/bin/csh
and so on…

注意⚠️
如果脚本不包含解释器，则使用你的默认shell执行命令，因此代码可能正常运行，虽然是这样，但是不推荐这样做，使用echo $SHELL可以知道你当前使用的解释器

注释
注释以#开始，#后面的内容会被解释器忽略，但是#!另当别论

变量
变量指向内存中的一块区域，变量有对应的变量名和值，可以存储一些可以在将来更改的数据，shell中定义变量不需要指定变量的类型

VARIABLE_NAME="Value"

当命名一个变量是你必须记得以下几点

  • 变量名是区分大小写的
  • 为了方便，变量名最好大写
  • 要使用变量，必须在变量前面加$符号

例子🌰

#!/bin/bash
MY_NAME="shellhub"
echo "Hello, I am $MY_NAME"

OR

#!/bin/bash
MY_NAME="shellhub"
echo "Hello, I am ${MY_NAME}"

提示:  可以把命令执行后的输入结果赋值给一个变量

LIST=$(ls)
SERVER_NAME=$(hostname)

0_as7e7vxyi4ruobdb

合法的变量名

THIS3VARIABLE=”ABC”
THIS_IS_VARIABLE=”ABC”
thisIsVariable=”ABC”

不合法的变量名

4Number=”NUM”
This-Is-Var=”VAR”
# No special character apart from underscore is allowed!

用户输入

read 命令接收键盘的输入，标准输入(Standard Input)

read -p "PROMPT MESSAGE" VARIABLE

其中PROMPT MESSAGE为提示用户的信息，变量VARIABLE可以保存用户的输入，可以在程序中使用该变量

#!/bin/bash
read -p "Please Enter You Name: " NAME
echo "Your Name Is: $NAME"

测试

测试主要用于条件判断。[ condition-to-test-for ] ，如[ -e /etc/passwd ]，注意的是[]前后必须有空格，如[-e /etc/passwd]是错误的写法

  1. 文件测试操作
-d FILE_NAM  # True if FILE_NAM is a directory
-e FILE_NAM  # True if FILE_NAM exists
-f FILE_NAM  # True if FILE_NAM exists and is a regular file
-r FILE_NAM  # True if FILE_NAM is readable
-s FILE_NAM  # True if FILE_NAM exists and is not empty
-w FILE_NAM  # True if FILE_NAM has write permission
-x FILE_NAM  # True if FILE_NAM is executable
  1. 字符串测试操作
-z STRING  # True if STRING is empty
-n STRING  # True if STRING is not empty
STRING1 = STRIN2 # True if strings are equal
STRING1 != STRIN2 # True if strings are not equal
  1. 算术测试操作
var1 -eq var2  # True if var1 is equal to var2
var1 -ne var2  # True if var1 not equal to var2
var1 -lt var2  # True if var1 is less than var2
var1 -le var2  # True if var1 is less than or equal to var2
var1 -gt var2  # True if var1 is greater than var2
var1 -ge var2  # True if var1 is greater than or equal to var2

条件判断

和其他编程语言一样，shell脚本也能基于条件进行判断，我们可以使用if-else或if-elif-else

0_lk05kvg-mx5did9l

Avoid the Gates of Hell. Use Linux!

  1. if 语句
if [ condition-is-true ]
then
  command 1
  command 2
    ...
    ...
  command N
fi

if-else

if [ condition-is-true ]
then
  command 1
elif [ condition-is-true ]
then
  command 2
elif [ condition-is-true ]
then
  command 3
else
  command 4
fi
  1. case语句
    case可以实现和if一样的功能，但是当条件判断很多的时候，使用if不太方便，比如使用if进行值的比较
case "$VAR" in
  pattern_1)
    # commands when $VAR matches pattern 1
    ;;
  pattern_2)
    # commands when $VAR matches pattern 2
    ;;
  *)
    # This will run if $VAR doesnt match any of the given patterns
    ;;
esac

例子🌰

#!/bin/bash
read -p "Enter the answer in Y/N: " ANSWER
case "$ANSWER" in
  [yY] | [yY][eE][sS])
    echo "The Answer is Yes :)"
    ;;
  [nN] | [nN][oO])
    echo "The Answer is No :("
    ;;
  *)
    echo "Invalid Answer :/"
    ;;
esac

迭代语句 - 循环

可以通过循环执行同一个代码块很多次

  1. for循环
for VARIABLE_NAME in ITEM_1 ITEM_N
do
  command 1
  command 2
    ...
    ...
  command N
done

Example

#!/bin/bash
COLORS="red green blue"
for COLOR in $COLORS
do
  echo "The Color is: ${COLOR}"
done

Another Example

for (( VAR=1;VAR<N;VAR++ ))
do
  command 1
  command 2
    ...
    ...
  command N
done

在当前所有txt文件前面追加new实现重命名

#!/bin/bash
FILES=$(ls *txt)
NEW="new"
for FILE in $FILES
do
  echo "Renaming $FILE to new-$FILE"
  mv $FILE $NEW-$FILE
done
  1. while 循环
    当所给的条件为true时，循环执行while里面的代码块
while [ CONNDITION_IS_TRUE ]
do
  # Commands will change he entry condition
  command 1
  command 2
    ...
    ...
  command N
done

判断条件可以是任意的测试或者命令，如果测试或命令返回0，则表示条件成立，如果为非0则退出循环，如果一开始条件就不成立，则循环永远不会执行。
如果你不知道退出状态码是什么请不要担心，我后面会告诉你 :)

0_rs8u95tcmwukmaqm

例子 一行一行读取文件内容

#!/bin/bash
LINE=1
while read CURRENT_LINE
do
  echo "${LINE}: $CURRENT_LINE"
  ((LINE++))
done < /etc/passwd
# This script loops through the file /etc/passwd line by line

注意⚠️
continue 用于结束本次循环
break 用于结束整个循环

参数传递

当我们运行脚本的时候，可以传递参数供脚本内部使用$ ./script.sh param1 param2 param3 param4
这些参数将被存储在特殊的变量中

$0 -- "script.sh"
$1 -- "param1"
$2 -- "param2"
$3 -- "param3"
$4 -- "param4"
$@ -- array of all positional parameters

这些变量可以在脚本中的任何地方使用，就像其他全局变量一样

退出状态码

任何一个命令执行完成后都会产生一个退出状态码，范围0-255，状态码可以用来检查错误

  • 0 表示正确执行并正常退出
  • 非0表示执行过程中出错，没有正常退出

上一条命令执行后的退出状态码被保存在变量$?中

例子 使用ping检查主机和服务器之间是否可以抵达

#!/bin/bash
HOST="google.com"
ping -c 1 $HOST     # -c is used for count, it will send the request, number of times mentioned
RETURN_CODE=$?
if [ "$RETURN_CODE" -eq "0" ]
then
  echo "$HOST reachable"
else
  echo "$HOST unreachable"
fi

自定义退出状态码
默认的状态码是上一条命令执行的结果，我们可以通过exit来自定义状态码

exit 0
exit 1
exit 2
  ...
  ...
exit 255

逻辑操作符

shell脚本支持逻辑与和逻辑或
逻辑与 &&
逻辑或 ||

Example
mkdir tempDir && cd tempDir && mkdir subTempDir
这个例子中，如果创建tempDir成功，执行后面的cd，继续创建subTempDir

函数

可以把一些列的命令或语句定义在一个函数内，从程序的其他地方调用

0_a9vgsszcprsdt9hx

注意⚠️

  • 函数包含了一些列你要重复调用的指令(函数必须先定义后调用)
  • 把函数定义在程序开始或主程序之前是一个最佳实践

语法

function function_name() {
    command 1
    command 2
    command 3
      ...
      ...
    command N
}

调用函数 简单的给出函数名字

#!/bin/bash
function myFunc () {
    echo "Shell Scripting Is Fun!"
}
myFunc # call

函数参数传递

和脚本一样，也可以给函数传递参数完成特殊的任务，第一个参数存储在变量$1中，第二个参数存储在变量$2中...，$@存储所有的参数，参数之间使用空格分割 myFunc param1 param2 param3 ...

变量的作用范围

全局变量:  默认情况下，shell中的变量都定义为全局变量，你可以从脚本中的任何位置使用变量，但是变量在使用之前必须先定义
本地变量:  本地变量只能在方法内部访问，可以通过local关键词定义一个本地变量，定义一个本地变量的最佳实践是在函数内部

通配符

使用通配符可以完成特定的匹配
一些常用的通配符
* 可以通配一个或多个任意字符

*.txt
hello.*
great*.md

?匹配一个字符

?.md
Hello?

[]匹配括号内部的任意一个字符

He[loym], [AIEOU]

[!]不匹配括号内的任何字符

`[!aeiou]`

预先定义的通配符

  • [[:alpha:]]
  • [[:alnum:]]
  • [[:space:]]
  • [[:upper:]]]
  • [[:lower:]]
  • [[:digit:]]

匹配通配符 有些情况下我们想匹配*或?等特殊字符，可以使用转义字符
*
?

调试

0_tkeark2bzm7xxvsb

bash提供一些可选项帮助你调试程序
Some Options:

  1. -x option
    它在执行时打印命令和参数。它被称为打印调试，跟踪或x跟踪。我们可以通过修改第一行来使用它
  2. -e option
    它代表“出错”。如果命令以非零退出状态退出，这将导致脚本立即退出。
  3. -v option
    它在读取时打印shell命令/输入行。

**注意:**这些选项可以组合使用，一次可以使用多个选项！

#!/bin/bash-xe
#!/bin/bash-ex
#!/bin/bash-x-e
#!/bin/bash-e-x
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