Shell腳本的一些語法

一、Shell的基本語法

1. 變量

按照慣例，Shell變量由全大寫字母加下劃線組成，有兩種類型的Shell變量：

環境變量: 由於環境變量可以從父進程傳給子進程，因此Shell進程的環境變量可以從當前Shell進程傳給fork出來的子進程。用printenv命令可以顯示當前Shell進程的環境變量。
本地變量: 只存在於當前Shell進程，用set命令可以顯示當前Shell進程中定義的所有變量（包括本地變量和環境變量）和函數。

環境變量是任何進程都有的概念，而本地變量是Shell特有的概念。在Shell中，環境變量和本地變量的定義和用法相似。在Shell中定義或賦值一個變量：

$ VARNAME=value

注意等號兩邊都不能有空格，否則會被Shell解釋成命令和命令行參數。

一個變量定義後僅存在於當前Shell進程，它是本地變量，用export命令可以把本地變量導出爲環境變量，定義和導出環境變量通常可以一步完成：

$ export VARNAME=value

也可以分兩步完成：

$ VARNAME=value
$ export VARNAME

用unset命令可以刪除已定義的環境變量或本地變量。

$ unset VARNAME

如果一個變量叫做VARNAME，用${VARNAME}可以表示它的值，在不引起歧義的情況下也可以用$VARNAME表示它的值。通過以下例子比較這兩種表示法的不同：

$ echo $SHELL
$ echo $SHELLabc
$ echo $SHELL abc
$ echo ${SHELL}abc

注意，在定義變量時不用$，取變量值時要用$。和C語言不同的是，Shell變量不需要明確定義類型，事實上Shell變量的值都是字符串，比如我們定義VAR=45，其實VAR的值是字符串45而非整數。Shell變量不需要先定義後使用，如果對一個沒有定義的變量取值，則值爲空字符串。

2. 文件名代換（Globbing）：* ? []

這些用於匹配的字符稱爲通配符（Wildcard），具體如下：

*	匹配0個或多個任意字符
?	匹配一個任意字符
[若干字符]	匹配方括號中任意一個字符的一次出現

$ ls /dev/ttyS*
$ ls ch0?.doc
$ ls ch0[0-2].doc
$ ls ch[012][0-9].doc

注意，Globbing所匹配的文件名是由Shell展開的，也就是說在參數還沒傳給程序之前已經展開了，比如上述ls ch0[012].doc命令，如果當前目錄下有ch00.doc和ch02.doc，則傳給ls命令的參數實際上是這兩個文件名，而不是一個匹配字符串。

3. 命令代換：`或 $()

由反引號括起來的也是一條命令，Shell先執行該命令，然後將輸出結果立刻代換到當前命令行中。例如定義一個變量存放date命令的輸出：

$ DATE=`date`
$ echo $DATE

命令代換也可以用$()表示：

$ DATE=$(date)

4. 算術代換：$(())

用於算術計算，$(())中的Shell變量取值將轉換成整數，例如：

$ VAR=45
$ echo $(($VAR+3))

$(())中只能用+-*/和()運算符，並且只能做整數運算。

5. 轉義字符\

和C語言類似，\在Shell中被用作轉義字符，用於去除緊跟其後的單個字符的特殊意義（回車除外），換句話說，緊跟其後的字符取字面值。例如：

$ echo $SHELL
/bin/bash
$ echo \$SHELL
$SHELL
$ echo \\
\

比如創建一個文件名爲“$ $”的文件可以這樣：

$ touch \$\ \$

還有一個字符雖然不具有特殊含義，但是要用它做文件名也很麻煩，就是-號。如果要創建一個文件名以-號開頭的文件，這樣是不行的：

$ touch -hello
touch: invalid option -- h
Try `touch --help' for more information.

即使加上\轉義也還是報錯：

$ touch \-hello
touch: invalid option -- h
Try `touch --help' for more information.

因爲各種UNIX命令都把-號開頭的命令行參數當作命令的選項，而不會當作文件名。如果非要處理以-號開頭的文件名，可以有兩種辦法：

$ touch ./-hello

或者

$ touch -- -hello

\還有一種用法，在\後敲回車表示續行，Shell並不會立刻執行命令，而是把光標移到下一行，給出一個續行提示符>，等待用戶繼續輸入，最後把所有的續行接到一起當作一個命令執行。例如：

$ ls \
> -l
（ls -l命令的輸出）

6. 單引號

和C語言不一樣，Shell腳本中的單引號和雙引號一樣都是字符串的界定符（雙引號下一節介紹），而不是字符的界定符。單引號用於保持引號內所有字符的字面值，即使引號內的\和回車也不例外，但是字符串中不能出現單引號。如果引號沒有配對就輸入回車，Shell會給出續行提示符，要求用戶把引號配上對。例如：

$ echo '$SHELL'
$SHELL
$ echo 'ABC\（回車）
> DE'（再按一次回車結束命令）
ABC\
DE

7. 雙引號

雙引號用於保持引號內所有字符的字面值（回車也不例外），但以下情況除外：

$加變量名可以取變量的值
反引號仍表示命令替換
\$表示$的字面值
\`表示`的字面值
\"表示"的字面值
\\表示\的字面值
除以上情況之外，在其它字符前面的\無特殊含義，只表示字面值

$ echo "$SHELL"
/bin/bash
$ echo "`date`"
Sun Apr 20 11:22:06 CEST 2003
$ echo "I'd say: \"Go for it\""
I'd say: "Go for it"
$ echo "\"（回車）
>"（再按一次回車結束命令）
"

$ echo "\\"
\

二、Shell腳本語法

1. 條件測試：test

命令test或[可以測試一個條件是否成立，如果測試結果爲真，則該命令的Exit Status爲0，如果測試結果爲假，則命令的Exit Status爲1（注意與C語言的邏輯表示正好相反）。例如測試兩個數的大小關係：

$ VAR=2
$ test $VAR -gt 1
$ echo $?
0
$ test $VAR -gt 3
$ echo $?
1
$ [ $VAR -gt 3 ]
$ echo $?
1

雖然看起來很奇怪，但左方括號[確實是一個命令的名字，傳給命令的各參數之間應該用空格隔開，比如，$VAR、-gt、3、]是[命令的四個參數，它們之間必須用空格隔開。命令test或[的參數形式是相同的，只不過test命令不需要]參數。以[命令爲例，常見的測試命令如下表所示：

`[ -d DIR ]`	如果`DIR`存在並且是一個目錄則爲真
`[ -f FILE ]`	如果`FILE`存在且是一個普通文件則爲真
`[ -z STRING ]`	如果`STRING`的長度爲零則爲真
`[ -n STRING ]`	如果`STRING`的長度非零則爲真
`[ STRING1 = STRING2 ]`	如果兩個字符串相同則爲真
`[ STRING1 != STRING2 ]`	如果字符串不相同則爲真
`[ ARG1 OP ARG2 ]`	`ARG1`和`ARG2`應該是整數或者取值爲整數的變量，`OP`是`-eq`（等於）`-ne`（不等於）`-lt`（小於）`-le`（小於等於）`-gt`（大於）`-ge`（大於等於）之中的一個

和C語言類似，測試條件之間還可以做與、或、非邏輯運算：

`[ ! EXPR ]`	`EXPR`可以是上表中的任意一種測試條件，!表示邏輯反
`[ EXPR1 -a EXPR2 ]`	`EXPR1`和`EXPR2`可以是上表中的任意一種測試條件，`-a`表示邏輯與
`[ EXPR1 -o EXPR2 ]`	`EXPR1`和`EXPR2`可以是上表中的任意一種測試條件，`-o`表示邏輯或

例如：

$ VAR=abc
$ [ -d Desktop -a $VAR = 'abc' ]
$ echo $?
0

注意，如果上例中的$VAR變量事先沒有定義，則被Shell展開爲空字符串，會造成測試條件的語法錯誤（展開爲[ -d Desktop -a = 'abc' ]），作爲一種好的Shell編程習慣，應該總是把變量取值放在雙引號之中（展開爲[ -d Desktop -a "" = 'abc' ]）：

$ unset VAR
$ [ -d Desktop -a $VAR = 'abc' ]
bash: [: too many arguments
$ [ -d Desktop -a "$VAR" = 'abc' ]
$ echo $?
1

2. if/then/elif/else/fi

和C語言類似，在Shell中用if、then、elif、else、fi這幾條命令實現分支控制。這種流程控制語句本質上也是由若干條Shell命令組成的，例如先前講過的

if [ -f ~/.bashrc ]; then
    . ~/.bashrc
fi

其實是三條命令，if [ -f ~/.bashrc ]是第一條，then . ~/.bashrc是第二條，fi是第三條。如果兩條命令寫在同一行則需要用;號隔開，一行只寫一條命令就不需要寫;號了，另外，then後面有換行，但這條命令沒寫完，Shell會自動續行，把下一行接在then後面當作一條命令處理。和[命令一樣，要注意命令和各參數之間必須用空格隔開。if命令的參數組成一條子命令，如果該子命令的Exit Status爲0（表示真），則執行then後面的子命令，如果Exit Status非0（表示假），則執行elif、else或者fi後面的子命令。if後面的子命令通常是測試命令，但也可以是其它命令。Shell腳本沒有{}括號，所以用fi表示if語句塊的結束。見下例：

#! /bin/sh

if [ -f /bin/bash ]
then echo "/bin/bash is a file"
else echo "/bin/bash is NOT a file"
fi
if :; then echo "always true"; fi

:是一個特殊的命令，稱爲空命令，該命令不做任何事，但Exit Status總是真。此外，也可以執行/bin/true或/bin/false得到真或假的Exit Status。再看一個例子：

#! /bin/sh

echo "Is it morning? Please answer yes or no."
read YES_OR_NO
if [ "$YES_OR_NO" = "yes" ]; then
  echo "Good morning!"
elif [ "$YES_OR_NO" = "no" ]; then
  echo "Good afternoon!"
else
  echo "Sorry, $YES_OR_NO not recognized. Enter yes or no."
  exit 1
fi
exit 0

上例中的read命令的作用是等待用戶輸入一行字符串，將該字符串存到一個Shell變量中。

此外，Shell還提供了&&和||語法，和C語言類似，具有Short-circuit特性，很多Shell腳本喜歡寫成這樣：

test "$(whoami)" != 'root' && (echo you are using a non-privileged account; exit 1)

&&相當於“if...then...”，而||相當於“if not...then...”。&&和||用於連接兩個命令，而上面講的-a和-o僅用於在測試表達式中連接兩個測試條件，要注意它們的區別，例如，

test "$VAR" -gt 1 -a "$VAR" -lt 3

和以下寫法是等價的

test "$VAR" -gt 1 && test "$VAR" -lt 3

3. case/esac

case命令可類比C語言的switch/case語句，esac表示case語句塊的結束。C語言的case只能匹配整型或字符型常量表達式，而Shell腳本的case可以匹配字符串和Wildcard，每個匹配分支可以有若干條命令，末尾必須以;;結束，執行時找到第一個匹配的分支並執行相應的命令，然後直接跳到esac之後，不需要像C語言一樣用break跳出。

#! /bin/sh

echo "Is it morning? Please answer yes or no."
read YES_OR_NO
case "$YES_OR_NO" in
yes|y|Yes|YES)
  echo "Good Morning!";;
[nN]*)
  echo "Good Afternoon!";;
*)
  echo "Sorry, $YES_OR_NO not recognized. Enter yes or no."
  exit 1;;
esac
exit 0

使用case語句的例子可以在系統服務的腳本目錄/etc/init.d中找到。這個目錄下的腳本大多具有這種形式（以/etc/apache2爲例）：

case $1 in
	start)
		...
	;;
	stop)
		...
	;;
	reload | force-reload)
		...
	;;
	restart)
	...
	*)
		log_success_msg "Usage: /etc/init.d/apache2 {start|stop|restart|reload|force-reload|start-htcacheclean|stop-htcacheclean}"
		exit 1
	;;
esac

啓動apache2服務的命令是

$ sudo /etc/init.d/apache2 start

$1是一個特殊變量，在執行腳本時自動取值爲第一個命令行參數，也就是start，所以進入start分支執行相關的命令。同理，命令行參數指定爲stop、reload或restart可以進入其它分支執行停止服務、重新加載配置文件或重新啓動服務的相關命令。

4. for/do/done

Shell腳本的for循環結構和C語言很不一樣，它類似於某些編程語言的foreach循環。例如：

#! /bin/sh

for FRUIT in apple banana pear; do
  echo "I like $FRUIT"
done

FRUIT是一個循環變量，第一次循環$FRUIT的取值是apple，第二次取值是banana，第三次取值是pear。再比如，要將當前目錄下的chap0、chap1、chap2等文件名改爲chap0~、chap1~、chap2~等（按慣例，末尾有~字符的文件名錶示臨時文件），這個命令可以這樣寫：

$ for FILENAME in chap?; do mv $FILENAME $FILENAME~; done

也可以這樣寫：

$ for FILENAME in `ls chap?`; do mv $FILENAME $FILENAME~; done

5. while/do/done

while的用法和C語言類似。比如一個驗證密碼的腳本：

#! /bin/sh

echo "Enter password:"
read TRY
while [ "$TRY" != "secret" ]; do
  echo "Sorry, try again"
  read TRY
done

下面的例子通過算術運算控制循環的次數：

#! /bin/sh

COUNTER=1
while [ "$COUNTER" -lt 10 ]; do
  echo "Here we go again"
  COUNTER=$(($COUNTER+1))
done

Shell還有until循環，類似C語言的do...while循環。

6. 位置參數和特殊變量

有很多特殊變量是被Shell自動賦值的，我們已經遇到了$?和$1，現在總結一下：

`$0`	相當於C語言`main`函數的`argv[0]`
`$1`、`$2`...	這些稱爲位置參數（Positional Parameter），相當於C語言`main`函數的`argv[1]`、`argv[2]`...
`$#`	相當於C語言`main`函數的`argc - 1`，注意這裏的`#`後面不表示註釋
`$@`	表示參數列表`"$1" "$2" ...`，例如可以用在`for`循環中的`in`後面。
`$?`	上一條命令的Exit Status
`$$`	當前Shell的進程號

位置參數可以用shift命令左移。比如shift 3表示原來的$4現在變成$1，原來的$5現在變成$2等等，原來的$1、$2、$3丟棄，$0不移動。不帶參數的shift命令相當於shift 1。例如：

#! /bin/sh

echo "The program $0 is now running"
echo "The first parameter is $1"
echo "The second parameter is $2"
echo "The parameter list is $@"
shift
echo "The first parameter is $1"
echo "The second parameter is $2"
echo "The parameter list is $@"

7. 函數

和C語言類似，Shell中也有函數的概念，但是函數定義中沒有返回值也沒有參數列表。例如：

#! /bin/sh

foo(){ echo "Function foo is called";}
echo "-=start=-"
foo
echo "-=end=-"

注意函數體的左花括號{和後面的命令之間必須有空格或換行，如果將最後一條命令和右花括號}寫在同一行，命令末尾必須有;號。

在定義foo()函數時並不執行函數體中的命令，就像定義變量一樣，只是給foo這個名字一個定義，到後面調用foo函數的時候（注意Shell中的函數調用不寫括號）才執行函數體中的命令。Shell腳本中的函數必須先定義後調用，一般把函數定義都寫在腳本的前面，把函數調用和其它命令寫在腳本的最後（類似C語言中的main函數，這纔是整個腳本實際開始執行命令的地方）。

Shell函數沒有參數列表並不表示不能傳參數，事實上，函數就像是迷你腳本，調用函數時可以傳任意個參數，在函數內同樣是用$0、$1、$2等變量來提取參數，函數中的位置參數相當於函數的局部變量，改變這些變量並不會影響函數外面的$0、$1、$2等變量。函數中可以用return命令返回，如果return後面跟一個數字則表示函數的Exit Status。

下面這個腳本可以一次創建多個目錄，各目錄名通過命令行參數傳入，腳本逐個測試各目錄是否存在，如果目錄不存在，首先打印信息然後試着創建該目錄。

#! /bin/sh

is_directory()
{
  DIR_NAME=$1
  if [ ! -d $DIR_NAME ]; then
    return 1
  else
    return 0
  fi
}

for DIR in "$@"; do
  if is_directory "$DIR"
  then :
  else
    echo "$DIR doesn't exist. Creating it now..."
    mkdir $DIR > /dev/null 2>&1
    if [ $? -ne 0 ]; then
      echo "Cannot create directory $DIR"
      exit 1
    fi
  fi
done

注意is_directory()返回0表示真返回1表示假。

Shell腳本的一些語法

一、Shell的基本語法

1. 變量

2. 文件名代換（Globbing）：* ? []

3. 命令代換：`或 $()

4. 算術代換：$(())

5. 轉義字符\

6. 單引號

7. 雙引號

1. 條件測試：test

2. if/then/elif/else/fi

3. case/esac

4. for/do/done

5. while/do/done

6. 位置參數和特殊變量

7. 函數

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