Shell編程基礎

Shell編程

一.程序簡介

程序

程序：算法+數據結構
數據結構：數據在計算機中的類型和組織方式
算法：處理數據的方式

面向過程：以指令爲中心，數據服務於指令
面向對象：以數據爲中心，指令服務於數據

計算機：二進制執行

高級編程語言：

編譯：高級語言->編譯器->機器代碼->執行
解釋：高級語言->執行->解釋器->機器代碼 shell

三大邏輯

順序、循環、選擇

二.shell腳本

1.格式

格式要求：首行shebang機制
#!/bin/bash  指定shell類型
# 註釋
程序名，作用說明，版本信息，作者信息

bash -n 檢查語法錯誤
bash -x 跟蹤調試腳本的執行過程

2.變量

變量的類型：

字符、整型
強類型
弱類型
不需要聲明變量類型
不支持浮點型
都以字符串的形式存儲

命名規則：

不能是內部命令、系統關鍵字
字母、數字、下劃線
不能以數字開頭

定義變量

a=linux
a='linux'
a="linux"
上面三個都是把linux這個字符串賦值給變量a，如果賦值的一方當中沒有空格，則不用引號，如果有空格則必須用引號。

使用變量

echo $a
echo ${a}
調用變量a，在變量前面加上$即可，變量用{}括起來是個良好的習慣

已經定義的變量也可以重新賦值
a=centos
unset a 刪除變量
readonly a 只讀變量，不能修改

單雙引號的區別

單引號 '' 強引用，單引號裏所有內容都作爲字符輸出
雙引號 "" 若引用，雙引號裏有變量的時候，會讀取變量值輸出，而不是直接輸出

把命令執行結果賦值給變量

a=`cat /etc/fstab` 使用反向單引號
a=$(cat /etc/fstab) 使用$()
反向單引號容易和單引號混淆，因此推薦使用$()

局部變量和全局變量

局部變量：生效範圍是當前shell進程 
全局變量：生效範圍是當前shell及其子進程
export a 聲明全局變量
set 顯示變量，自定義和系統自帶的
export 或 declare 顯示環境變量

echo $PPID 顯示父進程編號
pstree -p 顯示進程信息
source 運行的腳本在本bash環境下，會修改某些當前bash下的環境。
bash  運行腳本時會新開一個bash，爲當前bash的子進程，不會影響當前環境

SHLVL 變量，shell 的嵌套深度
echo $_ 上一個命令的最後一個字符串
unset name 刪除變量，除了只讀變量
readonly 查看只讀變量  declare -r 

(umask=0022;touch a) 
() 不開啓子進程
{} 開啓子進程

位置變量

$$ 當前shell的ID
$1 第一個參數
$* 所有參數，認爲所有參數是一個整體
$@ 所有參數，認爲所有參數是獨立的個體
$# 參數數量
$0 當前腳本的文件名
10以上的加{}
shift n 變量按順序往前移動n個變量
set -- 清除變量

退出狀態

$? 變量保存最近(前一個)的命令退出狀態
0 代表成功，1-255 代表失敗
腳本里指定返回值 exit 10 

2.運算

bash支持算術運算、關係運算、布爾運算、字符串運算和文件測試運算等

算術運算

expr 2 + 4
echo `expr 2 + 4
a=`expr 2 + 4`
c=`expr $a + $b`
expr是一款表達式計算工具，數值和運算符之間必須有空格，調用整個表達式的時候記得加``

let sum=x+y
$[x+y]
$((x+y))
expr 2 + 3 expr是一個命令
declare -i n=10  指定n是個整數，聲明變量
-= += -- ++ 

運算符	說明	舉例
+	加法	`expr $a + $b
-	減法	`expr $a - $b
*	乘法	`expr $a \* $b
/	除法	`expr $a / $b
%	取餘	`expr $a % $b
=	賦值	a=$b
==	比較兩個數字是否相等	[ $a == $b ]
!=	比較兩個數是否不等	[ $a != $b ]

表達式和[ ]之間需要有空格

邏輯運算

true 1 ；false 0；
與 & 有0即0
或 | 有1即1
非 ！ 取反
短路與 && 前一個爲假則不再判斷第二個
短路或 || 前一個爲真則不再判斷第二個
異或 ^ 相同爲假，相異爲真
同或 相同爲真，相異爲假

測試命令：

test 不支持正則表達式，沒值就爲假，變量加“” 
[[]] 支持正則表達式
[]  有值就爲真
[] 和變量之間要加空格

幾種括號的用法

(; ; ) 幾個命令一起執行，開啓子shell
{; ; } 幾個命令一起執行，不開啓子shell，前後空格，最後一個加;號
[] 邏輯判斷，不支持正則表達式
[[]] 邏輯判斷，支持正則表達式,一般用[]
=~  匹配，字符串不要加""，支持正則表達式 
!= 不等
== 相等，字符串不要加""，支持通配符

關係符運算

數值測試，不支持字符

運算符	說明	全稱
-gt	是否大於	greater than
-ge	是否大於等於	greater than equal
-eq	是否等於	equal
-ne	是否不等於	no equal
-lt	是否小於	less than
-le	是否小於等於	less equal

字符串測試

= 是否等於
> ascii碼是否大於
< 是否小於
!= 是否不等於
=~ 左側字符串是否能夠被右側的pattern匹配，一般用於[[]]中
-z "string" 字符串是否爲空，空爲真，非空爲假
-n "string" 字符串是否不空，不空爲真，空位假

文件測試

-a / -e file :文件存在性測試，存在未真，否則爲假
-b 是否存在且爲塊設備文件
-c 是否存在且爲字符設備文件
-d 是否存在且爲目錄文件
-f 是否存在且爲普通文件
-h / -L :存在且爲鏈接文件
-p 是否存在且爲命名管道文件
-S 是否存在且爲套接字文件

權限測試

-r 是否存在且可讀
-w 是否存在且可寫
-x 是否存在且可執行
-u 是否存在且擁有suid權限
-g 是否存在且擁有sgid權限
-k 是否存在且擁有sticky權限

文件屬性

-s 是否存在且爲非空
-t 文件描述符是否在某終端打開
-N 文件自從上一次被讀取之後是否被修改
-O 當前有效用戶是否爲文件時屬主
-G 當前用戶是否爲文件屬組

雙目測試

file1 -ef file2：1是否是2的硬鏈接
file1 -nt file2：1是否新於file2
file1 -ot file2：1是否舊於file2
-a 並且
-o 或者
！ 非

3.字符串

單引號

str='this is a string' 
單引號裏的任何字符都會原樣輸出，單引號裏的變量是無效的
單引號字符串中不能出現單引號，對單引號轉義後也不行

雙引號

str="you name is $name"
雙引號裏可以有變量
雙引號裏可以出現轉義字符

拼接字符串

firstname="zhang"
lastname="hw"
echo $firstname $lastname   輸出：zhanghw

獲取字符串長度

str="abcd"
echo ${#str}     輸出：4 

提取子字符串

str="daxiong is the best girl"
echo ${str:1:4}  1:4 起始字符到終止字符，由0開始

查找子字符串

str="daxiong is the best girl"
echo `expr index "$str" is`

4.數組

只支持一維數組，沒有限定數組大小。數組元素下表從0開始，下表可以是整數或算術表達式，其值應大於或等於0

定義

用括號來定義數組，各個元素間用空格分開，如下：
array_name=(value0 value1 value2)

單獨定義
array_name[0]=value0
array_name[1]=value1

引用

${array_name[index]}
a=${array_name[0]}

${array_name[@}}  
${array_name[*]} @或* 可以獲取數組中的所有元素

獲取數組的長度

a=${#array_name[@]} 取得數組元素的個數 @或*都可以
a=${#array_name[n]} 取得下標爲n的元素的長度

5.shell printf

printf命令用於格式化輸出，printf由POSIX標準所定義，移植性比echo好

printf "hello\n" 輸出字符串，printf不自帶換行，需要在字符串最後添加\n
printf format-string [arguments]
format-string爲雙引號

$ printf "%d %s\n" 1 "abc"
1 ab

格式只指定了一個參數，但多出的參數仍然會按照該格式輸出，format-string 被重用
$ printf %s abc def
abcdef

$ printf "%s\n" abc def
abc
def

$ printf "%s %s %s\n" a b c d e f g h i j
a b c
d e f
g h i
j

如果沒有 arguments，那麼 %s 用NULL代替，%d 用 0 代替
$ printf "%s and %d \n" 
and 0

6.if else 語句

• if...fi
• if...else...fi
• if...elif...else...fi
  最後必須以fi結尾來閉合

if 語句的用法

if [ expression ]
then
    Statement(s) to be executed if expression is true
fi
如果expression返回ture，then後面的語句將會被執行；如果返回false則跳出循環

if..else...fi 語句的用法

if [ expression ]
then
    Statement(s) to be executed if expression is true
else
    Statement(s) to be executed if expression is not true
fi
如果expression返回true則執行then後面的語句，否則執行else後面的語句

if...elif...fi 語句的用法

if [ expression 1 ]
then 
    Statement(s) to be executed if expression 1 is true
elif [ expression 2 ]
then
    Statement(s) to be executed if expression 2 is true
else
    Statement(s) to be executed if no expression is true
fi
哪一個expression 的值爲true，就執行那個expression後面的語句，如果都爲false則執行else後面的語句

7.for循環

for varibale in 列表
do
    command1
    command2
    ...
    conmmandN
done
列表是一組數值(數值、字符串等)組成的序列，每個值通過空格分格。每循環一次，就將列表中的下一個值賦給變量
in 列表是可選的，如果不用它，for循環使用命令行的位置參數

seq 列表的產生
wait 

8.while循環

• while循環用於不斷執行一系列命令，也用於從輸入文件中讀取數據；命令通常爲測試條件

  while command
  do
  Statement(s) to be executed if command is true
  done

: 代表true的意思

9.until循環

• 直到型循環，當執行結果爲true時才跳出循環。

  until command
  do
  Statement(s) to be executed until command is true
  done

10.continue

跳過本次循環
> break [N] 直接結束第N層的本輪循環，而直接進入下一輪判斷，最內層爲第1層，默認值爲1
    while command1 
    do
        if command2 
        then
            continue
        fi
    done

11.break

跳出整個循環
break [N] 提前結束第N層循環，最內層爲第一層
while command1
do
    if command2 
    then
        break
    fi
done

12.shift

shift [n]
將參量列表list左移指定次數，缺省爲左移一次。列表list一旦被移動，最左端的那個參數就從列表中刪除。

#!/bin/bash
#step through all the positional parameters
until [ -z "$1" ] 
do
    echo "$1"
    shift
done
echo

13.select

select variable in list 
    do 
        循環體命令
    done

select 循環主要用於創建菜單，按數字順序排列的菜單項將顯示在
標準錯誤上，並顯示 PS3 提示符，等待用戶輸入
用戶輸入菜單列表中的某個數字，執行相應的命令
用戶輸入被保存在內置變量 REPLY 中

select 是個無限循環，因此要記住用 break 命令退出循環，或用
exit 命令終止腳本。也可以按 ctrl+c 退出循環
select 經常和 case 聯合使用
與 for 循環類似，可以省略 in list，此時使用位置參量

14.while特殊用法

while read line
do
    循環體
done < /path/from/somefile

依次讀取/path/from/somelife 文件中的每一行，且將行賦值給變量line

15.case...esac

• case...esca 是一種多分支選擇結構

• case語句匹配一個值或一個模式，如果匹配成功，執行相匹配的命令。

  case VALUE in
  mode1)
  command 1
  command 2
  command 3
  ;;
  mode2)
  command1
  command2
  command3
  ;;
  esac
  取值後面必須爲關鍵字in，每一模式必須以右括號結束。取值可以爲變量或常數。
  ;; 與其他語言中的break 類似，意思是跳到整個case語句的最後。