bash編程初體驗之正則
認識bash編程
變量與賦值
算術與邏輯運算
條件測試與退出狀態
認識bash編程
Bash(GNU Bourne-Again Shell)是許多Linux發行版的默認Shell,我們要認識的bash中，就是在bash的環境下的一種編程。
衆所周知，程序=指令+數據，由此也決定了兩種不同的編程風格，過程過與對象式；
過程式：以指令爲中心，數據服務於指令 對象式：以數據爲中心，指令服務於數據
而shell也給我們提供了一種編程能力，在shell上編寫的腳本程序，都是解釋執行，而不是通過編譯，因爲我們Bash自身就是解釋器。
所有的編程語言都有三種基本的邏輯處理方式：順序結構、選擇結構、循環結構，傳說中，只要你掌握這三種結構，你就可以編織一個屬於自己的星球了，這就是《***帝國》的故事！
編程語言的基本結構：數據+表達式+語句，在Linux中，一切皆文件，而shell腳本是一個包含命令或聲明的文本文件，有一定的格式要求，# 表示註釋，且首行要符合shebang機制：
#!/bin/bash #!/usr/bin/python #!/usr/bin/perl
對於運維來說，shell腳本是一個解放我們生產力的工具，可自動化常用的命令；執行系統管理和故障排除；創建簡單的應用及處理文本與文件。
當寫完一個腳本之後，就需要運行，shell腳本的運行主要有兩種方法：
1.給予權限執行，在命令行上指定腳本的相對或絕對路徑 2.直接運行bash解釋器，將腳本作爲解釋器程序的參數來運行
在以bash直接運行腳本時，有如下兩種調試方法：
1. bash -n /PATH/TO/SOME_SCRIPT 檢測腳本有無語法錯誤 2. bash -x /PATH/TO/SOME_SCRIPT 調試執行
一個簡單的shell腳本：
#!/bin/bash #author: liansir #Version: 1.0 #Description: display a Hello World! echo "Hello World!"
變量與賦值
變量一詞，小學數學中應該就接觸到了，如常量，變量，常量就是指固定不變的量，在數學中就是一個給定的數值；變量就是指一個變化的量，形如x, y之類的；而編程中的常量與變量與數學中的常量與變量其內含是極其相似的，只是它們存在的環境變了而已，在shell腳本編程中，變量就是一段命名的地址空間，用變量可以爲代表你想要表達的東西，譬如把變量看作“水果”的話，它可代表蘋果、桃子等。
在shell腳本中，變量有兩種類型：
強類型：定義變量時必須指定數據類型 弱類型：定義變量時無需指定數據類型
說到數據類型，就涉及到了數據的存儲格式，數據的存儲主要有字符型與數值型，而數值型主要有整形與浮點型，但是bash是不支持浮點型數據的。
再回到我們的變量，強類型的變量參與運算時一定得符合其類型要求；而弱類型的變量在參與運算時會自動進行隱式轉換。既然如此，變量的類型也就會有如下作用：
1.數據存儲格式 2.參與的運算 3.表示的數據範圍
變量的命名法則：
1.不能程序中的保留字，如if, for 2.只能使用數字、字母及下劃線，且不能以數字開頭 3，駝峯命名法 4.見名知義
在bash中，根據變量的生效範圍主要有如下幾種類型的變量：
本地變量：生效範圍爲當前shell進程，對當前shell的子shell及其它shell均無效 環境變量：生效範圍爲當前shell進程及其子進程 局部變量：生效範圍爲當前shell進程中的某代碼片斷（通常指函數） 位置變量：$1, $2, $3...來表示，用於讓腳本在代碼中調用通過命令行傳遞給它的參數 特殊變量：$?, $0, $*, $@, $# 只讀變量：只能聲明，不能修改與刪除, 可用readonly name或declare -r name來聲明。
在bash中，變量的賦值有直接賦值與引用賦值兩類，所謂直接賦值，類似於name=value,即直接給定一個變量名對其進行賦值，注意等號=兩邊無空格；引用賦值又分爲變量引用與命令:
變量引用：name="$USER" 命令引用：name=`COMMAND` 或 name=$(COMMAND)
再來看看命令行中的變量引用：$name, ${name}！
而引用也有強弱之別：
" ":弱引用，變量會被替換爲變量值 ' ':強引用，變量會被當作原字符串
當我們要查看已經定義的所有變量時，可直接使用 set命令，而刪除變量則使用unset name.
環境變量，在bash中佔有重要的一席之地，其聲明與賦值格式爲：
export name=VALUE declare -x name=VALUE
通過以下命令來顯示環境變量：
export: 可聲明與顯示環境變量 env：顯示系統中已存在的環境變量 printenv：類似於env
小結下bash中的環境變量：
USER, UID, PATH, SHELL, HOME, HISTSIZE, HISTFILE, HISTFILESIZE, HISTCONTROL, HISTTIMEFORMAT, PS1, PWD, OLDPWD
另外，位置變量也不容我們小覷啊！
$0: 命令本身 $1,$2:對應第1與第2個參數，shift [n]變換位置 $*: 傳遞給腳本的所有參數，且全部參數合爲一個字符串 $@: 傳遞給腳本的所有參數，每個參數爲獨立字符串 $#: 傳遞給腳本的參數個數 注：$@ 與 $* 只在被雙引號引起來的時候有差異
練習
1、編寫腳本/root/bin/systeminfo.sh,顯示當前主機系統信息，包括主機名，IPv4地址，操作系統版本，內核版本，CPU型號，內存大小，硬盤大小。
[root@centos7 ~/bin#]cat systeminfo.sh #!/bin/bash # echo -e "The following is systeminfo:\n" echo "The hostname is `hostname`" echo "The IP is `ifconfig |sed -n '2p' |sed -n -r 's@.*inet.(.*) net.*@\1@p'`" echo "The OS version is `cat /etc/redhat-release`" echo "The kernel version is `uname -r`" echo "The CPU is `cat /proc/cpuinfo |grep 'model name' |sed -n '1p' |cut -d: -f2 |tr -d ' 'i`" echo "The memory size is `cat /proc/meminfo |sed -n '1p' |cut -d: -f2 |tr -d ' '`" echo "The disk size is `fdisk -l |sed -n '2p' |cut -d: -f2 |cut -d, -f1`" [root@centos7 ~/bin#]
相對路徑執行(要給予其執行權限)
2、編寫腳本/root/bin/backup.sh，可實現每日將/etc/目錄備份到/root/etcYYYY-mm-dd中.
[root@centos7 ~/bin#]cat baskup.sh #!/bin/bash # cp -r /etc/ /root/etc`date +%F` [root@centos7 ~/bin#]
絕對路徑執行(要給予執行權限)
3、編寫腳本/root/bin/disk.sh,顯示當前硬盤分區中空間利用率最大的值
[root@centos7 ~/bin#]cat checkdisk.sh #!/bin/bash # NumDisk=`df |grep 'sd' |tr -s ' ' |cut -d' ' -f5 |cut -d% -f1` [[ $NumDisk -gt 50 ]] && wall disk will be full!;exit [root@centos7 ~/bin#]
直接利用bash執行(不需要執行權限)
4、編寫腳本/root/bin/links.sh,顯示正連接本主機的每個遠程主機的IPv4地址和連接數，並按連接數從大到小排序.
[root@centos7 ~/bin#]cat links.sh #!/bin/bash # echo -e "遠程主機的IP地址及連接數：\n"netstat -nt | tr -s ' ' |cut -d' ' -f5 |tail -n +3 |cut -d: -f1 |sort |uniq -c [root@centos7 ~/bin#]
算術邏輯運算
算術運算
bash中的運算：命令let
help let:
id++, id-- variable post-increment, post-decrement ++id, --id variable pre-increment, pre-decrement -, + unary minus, plus !, ~ logical and bitwise negation ** exponentiation *, /, % multiplication, division, remainder +, - addition, subtraction <<, >> left and right bitwise shifts <=, >=, <, > comparison ==, != equality, inequality & bitwise AND ^ bitwise XOR | bitwise OR && logical AND || logical OR expr ? expr : expr conditional operator =, *=, /=, %=, +=, -=, <<=, >>=, &=, ^=, |= assignment
實現算術運算的幾種方式：
1.let var=算術表達式 2.var=$[算術表達式] 3.var=$((算術表達式)) 4.var=$(expr arg1 arg2 arg3...) 5.declare -i var = 數值6.echo '算術表達式' |bc 注：乘法 * 在有些場合中需要轉義 \* bash內有內建的隨機數生成器：$RANDOM (1-32767) echo $[$RANDOM%50]: 0-49之間的隨機數
除此，還有以下增強型賦值：
+=， -=， *=， %= /= let var+=3 自加3後自賦值 let var++ 自加1 let var-=1 自減1後自賦值 let var-- 自減1
邏輯運算
邏輯運算，又稱布爾運算，就是關於一個事件真或假的運算，通常用來測試真假值。
true false 1 0 與：同真爲真，一假爲假 或：同假爲假，一真爲真 非：非真爲假，非假爲真 短路運算： 短路與： 第一個爲0，結果必定爲0 第一個爲1，第二個必須要參與運算 短路或： 第一個爲1，結果必定爲1 第一個爲0，結果必須要參與運算 異或：^ 不同爲真，相同爲假
練習
1：寫一個腳本/root/bin/sumid.sh，計算/etc/passwd文件中的第10個用戶和第20用戶的ID之和。
[root@centos7 ~/bin#]cat sumid.sh #!/bin/bash # num1=`cat /etc/passwd |sed -n -e '10p' |cut -d: -f3` num2=`cat /etc/passwd |sed -n -e '20p' |cut -d: -f3` let var=$num1+$num2echo "第十個用戶與第二十個用戶的UID之和爲："echo $var [root@centos7 ~/bin#]
2：寫一個腳本/root/bin/sumspace.sh，傳遞兩個文件路徑作爲參數給腳本，計算這兩個文件中所有空白行之和.
[root@centos7 ~/bin#]cat sumspace.sh #!/bin/bash # fSpace1=`grep '^$' $1 |wc -l` fSpace2=`grep '^$' $2 |wc -l` sumSpace=$[ $fSpace1+$fSpace2 ]echo "兩個文件的空白行之和爲：$sumSpace" [root@centos7 ~/bin#]
3：寫一個腳本/root/bin/sumfile.sh,統計/etc, /var, /usr目錄中共有多少個一級子目錄和文件.
[root@centos7 ~/bin#]cat sumfile.sh #!/bin/bash # #統計/etc, /var, /usr目錄中共有多少個一級子目錄和文件 Detc=`tree -L 1 /etc/ |wc -l` Fetc=`ls -lR /etc/ |wc -l` Dvar=`tree -L 1 /var/ |wc -l` Fvar=`ls -lR /var/ |wc -l` Dusr=`tree -L 1 /usr/ |wc -l` Fusr=`ls -lR /usr/ |wc -l` echo "/etc目錄中共有一級子目錄$Detc 個，文件 $Fetc 個" echo "/var目錄中共有一級子目錄$Dvar 個，文件 $Fvar 個" echo "/usr目錄中共有一級子目錄$Dusr 個，文件 $Fusr 個" [root@centos7 ~/bin#]
條件測試與退出狀態
退出狀態
每一條命令的執行，要麼成功，要麼失敗，要麼成功一半，失敗一半，(這種情況嚴格地說屬於失敗)，對於我們的shell腳本而言，也是一樣的，shell腳本不就是把簡單的命令通過有效的組織，以編程的思想而實現的麼！這也不就是Linux的哲學之一，將單一用途的命令通過組合而完成複雜的任務！
對於我們用戶而言，一個腳本執行成功與否，一般情況下通過肉眼凡胎也能看見，大不了 echo $? 一下，返回值爲0，則表示執行成功，爲1-255之間的數則表示錯誤。至此，腦袋稍微一轉便知Linux系統就是以返回值爲0或爲1而判斷命令是否執行成功的。一個程序的發起就是一個進程，程序的運行有期壽命，進程自然也有其退出的狀態，而進行就是通過退出狀態來報告成功與失敗的。
0 代表成功，1-255代表失敗 $? 變量保存最近命令的退出狀態 另外，有兩種聚焦命令的方法： 複合式：date; who |wc -l 命令會一個接一個地運行 子shell: (date; who |wc -l) >> /tmp/trace 所有的輸出都被髮送給單個STDOUT和STDERR
既然 echo $? 可以查找最近一個命令的退出狀態碼，靈活的LInux也允許我們自定義退出狀態碼：exit [n]
注意：腳本中一旦遇到exit命令，腳本會立即終止，終止退出狀態取決於exit命令 後面的數字；如果未給腳本指定的退出狀態碼，整個腳本狀態執行碼取決於腳本中 執行的最後一條命令的狀態碼。
條件測試
所謂條件測試，就是判斷某需求是否滿足，需要專門的測試機制來實現，測試機制必然有相應的表達式與測試命令。
測試命令：
test EXPRESSION [ EXPRESSION ][[ EXPRESSION ]] 注：EXPRESSION前後必須要有空白字符
test
test - check file types and compare values ( EXPRESSION ) EXPRESSION is true ! EXPRESSION EXPRESSION is false 組合條件測試： COMMAND1 && COMMAND2 COMMAND1 || COMMAND2 ! COMMAND 如：[ -e FILE ] && [-r FILE ] EXPRESSION1 -a EXPRESSION2 both EXPRESSION1 and EXPRESSION2 are true EXPRESSION1 -o EXPRESSION2 either EXPRESSION1 or EXPRESSION2 is true ! EXPRESSION 必須使用測試命令進行： ~#] [ -z "$HOSTNAME" -o "$HOSTNAME"=="localhost.localdomain" ] && hosname liansir.com ~#] [ -f /etc/cat -a -x /etc/cat ] cat /etc/issue 注：&& 與 || 可視爲“條件性”操作符，靈活運行這兩個操作符，可達到簡單if語句 的作用； && 代表條件性的 AND THEN || 代表條件性的 OR ELSE ------------------------------------------------------------------------------ -n STRING the length of STRING is nonzero -z STRING the length of STRING is zero ==： 是否等於 >: 是否大於，比較的是ascii碼 <: 是否小於 =~ 左側字符串是否能夠被右側的PATTERN所匹配 注：此表達式一般用於[[ ]] 中； 用於字符串比較時用到的操作數都應該使用引號； ------------------------------------------------------------------------ 數值測試： INTEGER1 -eq INTEGER2 INTEGER1 is equal to INTEGER2 INTEGER1 -ge INTEGER2 INTEGER1 is greater than or equal to INTEGER2 INTEGER1 -gt INTEGER2 INTEGER1 is greater than INTEGER2 INTEGER1 -le INTEGER2 INTEGER1 is less than or equal to INTEGER2 INTEGER1 -lt INTEGER2 INTEGER1 is less than INTEGER2 INTEGER1 -ne INTEGER2 INTEGER1 is not equal to INTEGER2 ------------------------------------------------------------------------ 文件測試： 雙目測試： FILE1 -ef FILE2 FILE1 and FILE2 have the same device and inode numbers # FILE1與FILE2是否指向同一設備上的相同inode號 FILE1 -nt FILE2 FILE1 is newer (modification date) than FILE2 # FILE1是否新於FILE2 FILE1 -ot FILE2 FILE1 is older than FILE2 # FILE1是否舊於FILE2 存在性及類別測試 -b FILE FILE exists and is block special -c FILE FILE exists and is character special -d FILE FILE exists and is a directory -e FILE FILE exists -f FILE FILE exists and is a regular file -h FILE FILE exists and is a symbolic link (same as -L) -L FILE FILE exists and is a symbolic link (same as -h) -p FILE FILE exists and is a named pipe -S FILE FILE exists and is a socket 文件權限測試 -r FILE FILE exists and read permission is granted -w FILE FILE exists and write permission is granted -x FILE FILE exists and execute (or search) permission is granted 文件特殊權限測試 -u FILE FILE exists and its set-user-ID bit is set -g FILE FILE exists and is set-group-ID -k FILE FILE exists and has its sticky bit set 文件大小測試 -s FILE FILE exists and has a size greater than zero 是否存在且非空 文件是否打開： -t FD file descriptor FD is opened on a terminal 文件描述符是否已經被打開且與某終端相關 -O FILE FILE exists and is owned by the effective user ID 當前有效用戶是否爲文件屬主 -G FILE FILE exists and is owned by the effective group ID 當前有效用戶是否爲文件屬組 -N FILE 文件自上一次被讀取之後是否被修改過
對於test命令，有以下兩種格式：
長格式： test "$A" == "$B" && echo "String are equal" test "$A" -eq "$B" && echo "String are equal" 簡寫： [ "$A" == "$B" ] && echo "String are equal" [ "$A" -eq "$B" ] && echo "String are equal"
練習
寫一個腳本/root/bin/argsnum.sh，接受一個文件路徑作爲參數；如果參數個數小於1，則提示用戶“至少應該給一個參數”，並立即退出；如果參數個數不小於1，則顯示第一個參數所指向的文件中的空白行數。
[root@centos7 ~/bin#]cat argsnum.sh #!/bin/bash # [[ $# -lt 1 ]] && echo "至少應該給一個參數" [[ $# -ge 1 ]] && grep '^$' $1 |wc -l [root@centos7 ~/bin#]
寫一個腳本/root/bin/hostping.sh，接受一個主機的IPv4地址做爲參數，測試是否可連通。如果能ping通，則提示用戶“該IP地址可訪問”；如果不可ping通，則提示用戶“該IP地址不可訪問”.
[root@centos7 ~/bin#]cat hostping.sh
#!/bin/bash
#
[[ $# -eq 1 ]] && (echo "$1" |grep -q -E '\<((([1-9]?[0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-5])\.){3}([1-9]?[0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-5]))\>' && (
ping -c1 -W1 $1 &> /dev/null && echo "該IP地址可訪問!" || echo \ "該IP地址不可訪問!" )) || echo "請給出一個合法IP地址!"; exit 2[root@centos7 ~/bin#]
chmod -rw /tmp/file1，編寫腳本/root/bin/per.sh,判斷當前用戶對/tmp/fiile1文件是否不可讀且不可寫。
[root@centos7 ~/bin#]cat per.sh #!/bin/bash #[ ! -r $1 ] && [ ! -w $1 ] && echo "當前用戶對$1 文件不可讀且不可寫！" [root@centos7 ~/bin#]
編寫腳本/root/bin/nologin.sh和login.sh,實現禁止和充許普通用戶登錄系統。
[root@centos7 ~/bin#]cat nologin.sh #!/bin/bash # [ -e /etc/nologin ] && echo "已禁用普通用戶登錄系統" || touch /etc/nologin && echo "已禁用普通用戶登錄系統" [root@centos7 ~/bin#] [root@centos7 ~/bin#]cat login.sh #!/bin/bash # [ -e /etc/nologin ] && rm -f /etc/nologin && echo "已允許普通用戶登錄系統！" [root@centos7 ~/bin#]cat nologin.sh #!/bin/bash # [ -e /etc/nologin ] && echo "已禁用普通用戶登錄系統" || touch /etc/nologin && echo "已禁用普通用戶登錄系統" [root@centos7 ~/bin#]
先禁用liansir用戶：
允許liansir用戶登錄：
計算1+2+3+...+100的值
[root@centos7 ~/bin#]cat 100sum.sh
#!/bin/bash
#
# 計算1-100或100-1之間的和
echo "1-100之和爲："echo {1..100} |tr ' ' '+' |bc
[root@centos7 ~/bin#]
計算從腳本第一參數A開始，到第二個參數B的所有數字的總和，判斷B是否大於A，否提示錯誤並退出，是則計算之。
[root@centos7 ~/bin#]cat sumAB.sh #!/bin/bash # [[ $# -eq 2 ]] && ( [[ $1 -lt $2 ]] && seq $1 $2 |tr '\n' '+' |grep -o '.*[^+]' |bc \ || echo "$1 大於 $2，無法計算!") || echo "請給出兩個數值!" [root@centos7 ~/bin#]
小探位置變量：
位置變量：用於讓腳本在代碼中調用通過命令行傳遞給它的參數
$1,$2.. $10，$11...MAX
$*,$@ 的區別
$#
位置變量知多少？
既然參數的個數與所有參數的顯示都正常，那爲什麼從第十個參數起位置變量就引用出錯呢？
再看：
至此，我們需要對比一下weizhi1.sh與weizhi2.sh的腳本了。
於是，我們可得出以下結論：$1-$9代表第一到第九個參數，但第十及以上的參數需要用大括號表示，如${10}。
$* 與 $@ 都表示所有參數，那二者又有何區別？
[root@centos7 ~/bin#]cat wzhi.sh #!/bin/bash #e cho "命令本身: $0" echo "1st is $1" echo "2st is $2" echo "all agrs are $*" echo "all agrs are $@" [root@centos7 ~/bin#]
可見$0表示命令本身，這個並不難理解。但$@ 與$*的區別還是看不出來！
[root@centos7 ~/bin#]cat wzhi2.s #!/bin/bash#wzhi.sh "$*" echo ------------------------------ wzhi.sh "$@" [root@centos7 ~/bin#]
由此可見，$*中在參數會被看成是一個整體，$@中的每個參數是獨立的，注意這是在被雙引號引起的時候。
如果把雙引號換作單引號：
最終，我們有了這樣的結論：表示位置變量的$* 與 $@ 在被雙引號引起的時候是有差別的，$*中在參數會被看成是一個整體，$@中的每個參數是獨立的；而如果是被單引號引起來，則二者並無任何差別。
bash編程初體驗（一）先到這兒！
2016.8.13
止戰