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Linux Shell编程入门

2014-04-25 10:14 351 查看
从程序员的角度来看, Shell本身是一种用C语言编写的程序,从用户的角度来看,Shell是用户与Linux操作系统沟通的桥梁。用户既可以输入命令执行,又可以利用 Shell脚本编程,完成更加复杂的操作。在Linux GUI日益完善的今天,在系统管理等领域,Shell编程仍然起着不可忽视的作用。深入地了解和熟练地掌握Shell编程,是每一个Linux用户的必修 功课之一。
Linux的Shell种类众多,常见的有:Bourne Shell(/usr/bin/sh或/bin/sh)、Bourne Again Shell(/bin/bash)、C Shell(/usr/bin/csh)、K Shell(/usr/bin/ksh)、Shell for Root(/sbin/sh),等等。不同的Shell语言的语法有所不同,所以不能交换使用。每种Shell都有其特色之处,基本上,掌握其中任何一种
就足够了。在本文中,我们关注的重点是Bash,也就是Bourne Again Shell,由于易用和免费,Bash在日常工作中被广泛使用;同时,Bash也是大多数Linux系统默认的Shell。在一般情况下,人们并不区分 Bourne Shell和Bourne Again Shell,所以,在下面的文字中,我们可以看到#!/bin/sh,它同样也可以改为#!/bin/bash。
利用vi等文本编辑器编写Shell脚本的格式是固定的,如下:
#!/bin/sh
#comments
Your commands go here
首行中的符号#!告诉系统其后路径所指定的程序即是解释此脚本文件的Shell程 序。如果首行没有这句话,在执行脚本文件的时候,将会出现错误。后续的部分就是主程序,Shell脚本像高级语言一样,也有变量赋值,也有控制语句。除第 一行外,以#开头的行就是注释行,直到此行的结束。如果一行未完成,可以在行尾加上",这个符号表明下一行与此行会合并为同一行。
编辑完毕,将脚本存盘为filename.sh,文件名后缀sh表明这是一个Bash脚本文件。执行脚本的时候,要先将脚本文件的属性改为可执行的:
chmod +x filename.sh
执行脚本的方法是:
./filename.sh
下面我们从经典的“hello world”入手,看一看最简单的Shell脚本的模样。
#!/bin/sh
#print hello world in the console window
a = "hello world"
echo $a
Shell Script是一种弱类型语言,使用变量的时候无需首先声明其类型。新的变量会在本地数据区分配内存进行存储,这个变量归当前的Shell所有,任何子进 程都不能访问本地变量。这些变量与环境变量不同,环境变量被存储在另一内存区,叫做用户环境区,这块内存中的变量可以被子进程访问。变量赋值的方式是:
variable_name = variable_value
如果对一个已经有值的变量赋值,新值将取代旧值。取值的时候要在变量名前加$,$variable_name可以在引号中使用,这一点和其他高级语言是明显不同的。如果出现混淆的情况,可以使用花括号来区分,例如:
echo "Hi, $as"
就不会输出“Hi, hello worlds”,而是输出“Hi,”。这是因为Shell把$as当成一个变量,而$as未被赋值,其值为空。正确的方法是:
echo "Hi, ${a}s"
单引号中的变量不会进行变量替换操作。

关于变量,还需要知道几个与其相关的Linux命令。

env用于显示用户环境区中的变量及其取值;set用于显示本地数据区和用户环境区中的变量及其取值;unset用于删除指定变量当前的取值,该值将被指定为NULL;export命令用于将本地数据区中的变量转移到用户环境区。

下面我们来看一个更复杂的例子,结合这个例子,我们来讲述Shell Script的语法。

1 #!/bin/bash

2 # we have less than 3 arguments. Print the help text:

3 if [ $# -lt 3 ]; then

4 cat<<HELP

5 ren -- renames a number of files using sed regular expressions

6

7 USAGE: ren 'regexp' 'replacement' files


8 EXAMPLE: rename all *.HTM files in *.html:

9 ren 'HTM$' 'html' *.HTM

10

11 HELP

12 exit 0

13 fi

14 OLD="$1"

15 NEW="$2"

16 # The shift command removes one argument from the list of

17 # command line arguments.

18 shift

19 shift

20 # $* contains now all the files:

21 for file in $*; do

22 if [ -f "$file" ]; then

23 newfile=`echo "$file" | sed "s/${OLD}/${NEW}/g"`

24 if [ -f "$newfile" ]; then

25 echo "ERROR: $newfile exists already"

26 else

27 echo "renaming $file to $newfile

"

28 mv "$file" "$newfile"

29 fi

30 fi

31 done

我们从头来看,前面两行上一个例子中已经解释过了,从第三行开始,有新的内容。if语句和其他编程语言相似,都是流程控制语句。它的语法是:
if …; then

elif …; then

else

fi
与其他语言不同,Shell Script中if语句的条件部分要以分号来分隔。第三行中的[]表示条件测试,常用的条件测试有下面几种:
[ -f "$file" ] 判断$file是否是一个文件
[ $a -lt 3 ] 判断$a的值是否小于3,同样-gt和-le分别表示大于或小于等于
[ -x "$file" ] 判断$file是否存在且有可执行权限,同样-r测试文件可读性
[ -n "$a" ] 判断变量$a是否有值,测试空串用-z
[ "$a" = "$b" ] 判断$a和$b的取值是否相等
[ cond1 -a cond2 ] 判断cond1和cond2是否同时成立,-o表示cond1和cond2有一成立
要注意条件测试部分中的空格。在方括号的两侧都有空格,在-f、-lt、=等符号两侧同样也有空格。如果没有这些空格,Shell解释脚本的时候就会出错。
$#表示包括$0在内的命令行参数的个数。在Shell中,脚本名称本身是$0,剩下的依次是$0、$1、$2…、${10}、${11},等等。$*表示整个参数列表,不包括$0,也就是说不包括文件名的参数列表。
现在我们明白第三行的含义是如果脚本文件的参数少于三个,则执行if和fi语句之间 的内容。然后,从第四行到第十一行之间的内容在Shell Script编程中被称为Here文档,Here文档用于将多行文本传递给某一命令。Here文档的格式是以<<开始,后跟一个字符串,在
Here文档结束的时候,这个字符串同样也要出现,表示文档结束。在本例中,Here文档被输出给cat命令,也即将文档内容打印在屏幕上,起到显示帮助 信息的作用。
第十二行的exit是Linux的命令,表示退出当前进程。在Shell脚本中可以使用所有的Linux命令,利用上面的cat和exit,从一方面来说,熟练使用Linux命令也可以大大减少Shell脚本的长度。
十四、十五两句是赋值语句,分别将第一和第二参数赋值给变量OLD和NEW。紧接下来的两句是注释,注释下面的两条shift的作用是将参数列表中的第一个和第二个参数删除,后面的参数依次变为新的第一和第二参数(参数左移),注意参数列表原本也不包括$0。
然后,自二十一行到三十一行是一个循环语句。Shell Script中的循环有下面几种格式:
while [ cond1 ] && { || } [ cond2 ] …; do

done
for var in …; do

done
for (( cond1; cond2; cond3 )) do

done
until [ cond1 ] && { || } [ cond2 ] …; do

done
在上面这些循环中,也可以使用类似C语言中的break和continue语句中断 当前的循环操作。第二十一行的循环是将参数列表中的参数一个一个地放入变量file中。然后进入循环,判断file是否为一个文件,如果是文件的话,则用 sed命令搜索和生成新的文件名。sed基本上可以看成一个查找替换程序,从标准输入,例如管道读入文本,并将结果输出到标准输出,sed使用正则表达式 进行搜索。在第二十三行中,backtick(`)的作用是取出两个backtick之间的命令输出结果,在这里,也就是将结果取出赋给变量
newfile。此后,判断newfile是否已经存在,否则就把file改成newfile。这样我们就明白这个脚本的作用了,Shell Script编写的其他脚本与此相似,只不过是语法和用法稍有不同而已。
通过这个例子我们明白了Shell Script的编写规则,但还有几件事情需要讲述一下。
第一个,除了if语句之外,Shell Script中也有类似C语言中多分支结构的case语句,它的语法是:
case var in
pattern 1 )
… ;;
pattern 2 )
… ;;
*)
… ;;
esac

我们再就下面一个例子,看看case语句的用法。

while getopts vc: OPTION

do

case $OPTION in

c) COPIES=$OPTARG

ehco "$COPIES";;

v) echo "suyang";;

\?) exit 1;;

esac

done

上面的getopts类似于C语言提供的函数getopts,在Shell Script中,getopts经常和while语句联合起来使用。getopts的语法如下:

getopts option_string variable

option_string中包含一串单字符选项,若getopts在命令行参数中 发现了连字符,那么它会将连字符之后的字符与option_string进行比较,若匹配成功,则把变量variable的值设为该选项,若无匹配,则把 变量的值设为?。有时候,选项还会带一个值,例如-c5等,这时要在option_string中该选项字母后面加上一个冒号,getopts发现冒号 后,会读取该值,然后将该值放入特殊变量OPTARG中。这个命令比较复杂,如有需要,读者可以详细参阅Shell编写的相关资料。

直接看 Example.sh:


# !/ bin / sh




while getopts 'a:b:c' myoption


do


case $myoption in


a) ls - al


;;


b) ls - l $OPTARG


;;


c) ls - l


esac


done

用法和效果:

Example.sh -a stringa

就会执行 ls -al 这个命令, stringa 其实不起左右,但是这个参数还是要的

Example.sh -b -lrt

那就会执行 ls -l -lrt 传进去的参数起作用了

当然也可以这样

Example.sh -a 123 -b -lrt z, 这个作用就是两个命令都执行了

可以用变量保存这些OPTARG参数,在while循环外面接着使用

上面这个循环的作用就是依次取出脚本名称后面的选项,进行处理,如果输入了非法选项,则进入"?指定的部分,退出脚本程序。

第二个,Bash提供了一种用于交互式应用的扩展select,用户可以从一组不同的值中进行选择。其语法如下:

select var in …; do

break;

done

例如,下面这段程序的输出是:

#!/bin/bash

echo "Your choice?"

select var in "a" "b" "c"; do

break

done

echo $var

----------------------------

Your choice?

1) a

2) b

3) c

第三,Shell Script中也可以使用自定义的函数,其语法形式如下:

functionname()

{



}

例如我们可以把上面第二个例子中第四到第十二行放入一个名为help函数体内,以后每次调用的时候直接写help即可。函数中处理函数调用参数的方法是,直接用上面讲过的$1、$2来分别表示第一、第二个参数,用$*表示参数列表。

第四,我们也可以在Shell下调试Shell Script脚本,当然最简单的方法就是用echo输出查看变量取值了。Bash也提供了真正的调试方法,就是执行脚本的时候用-x参数。

sh ?x filename.sh

这会执行脚本并显示脚本中所有变量的取值,也可以使用参数-n,它并不执行脚本,只是返回所有的语法错误。

一、用户登陆进入系统后的系统环境变量:

$HOME 使用者自己的目录

$PATH 执行命令时所搜寻的目录

$TZ 时区

$MAILCHECK 每隔多少秒检查是否有新的信件

$PS1 在命令列时的提示号

$PS2 当命令尚未打完时,Shell 要求再输入时的提示号

$MANPATH man 指令的搜寻路径

二、特殊变量:

$0 这个程序的执行名字

$n 这个程序的第n个参数值,n=1..9

$* 这个程序的所有参数

$# 这个程序的参数个数

$$ 这个程序的PID

$! 执行上一个指令的PID

$? 执行上一个指令的返回值

三、shell中的变元:

* 任意字符串

? 一个任意字符

[abc] a, b, c三者中之一

[a-n] 从a到n的任一字符

四、几个特殊字符表示

\b 退回

\c 打印一行时没有换行符 这个我们经常会用到

\f 换页

\r 回车

\t 制表

\v 垂直制表

\\ 反斜线本身

五、判断文件的属性

格式:-操作符 filename

-e 文件存在返回0, 否则返回1

-r 文件可读返回0,否则返回1

-w 文件可写返回0,否则返回1

-x 文件可执行返回0,否则返回1

-o 文件属于用户本人返回0, 否则返回1

-z 文件长度为0返回0, 否则返回1

-f 文件为普通文件返回0, 否则返回1

-d 文件为目录文件时返回0, 否则返回1

六、测试字符串

字符串1 = 字符串2 当两个字串相等时为真

字符串1 != 字符串2 当两个字串不等时为真

-n 字符串      当字符串的长度大于0时为真

-z 字符串      当字符串的长度为0时为真

字符串       当串字符串为非空时为真

七、测试两个整数关系

数字1 -eq 数字2     两数相等为真

数字1 -ne 数字2     两数不等为真

数字1 -gt 数字2     数字1大于数字2为真

数字1 -ge 数字2     数字1大于等于数字2为真

数字1 -lt 数字2     数字1小于数字2为真

数字1 -le 数字2     数字1小于等于数字2为真

八、逻辑测试

-a         与

-o        或

!        非

介绍shell特殊字符的引用

===============================

shell中的特殊字符有

1、$ 美元符

2、\ 反斜杠

3、` 反引号

4、" 双引号

5、< ,>,*,?,[,]

下面我一一举列说明

一、$符号

1、echo $? 显示的是上一条指令退出状态,上一条命令执行是否成功

2、echo "$?" 效果同上

3、echo '$?' 显示的是$?

4、echo \$? 显示的是$?

5、echo "\$?" 显示的是$?

  大家可能已经看出 $符号在双引号中具有特殊意义 双引号对$符号不起作用

而单引号可以将特殊字符的的特殊意义屏蔽掉,使其能显示为字符本身,反斜

杠也可以将特殊字符的特殊含义屏蔽掉,使特殊字符失去特殊含义。

二、\ 反斜杠

  反斜杠的作用是将特殊符号字符的特殊含义屏蔽掉,使其还是原字符

A=1234

echo \$A 显示为$A 如果不加\将显示为1234

echo \` 显示为`

echo \" 显示为双引号

echo \\ 显示为\

三、` 反引号

  反引号的功能是命令替换,将反引号中的字符串做为命令来执行,我们在用shell编程时经常用的到 将系统命令的执行结果赋给一个变量

A=`date`

echo $A 显示的不是date而是当时的时间串

比如有一文件A的内容如下 

ABCDEFG

1234456

abcdefg

B=`cat A|grep 234` # 检索文件A中含有字符串234的行

echo $B 将显示为1234456

echo "$B" 将显示为什么?

echo "\$B" 将显示为什么?读者自己试试

四、" 双引号

  在系统中有些特殊字符,为避免引用这些特殊字符 往往用双引号或单引号将这些特殊字符引起来,使其不具有特殊含义。

  但有一部分特殊字符在引号中还是具有特殊含义,用双引号引起来是不起作用的。本文中所列的前四个特殊字符在双引号中还是特殊字符。为了使其不具有特殊含义一是用单引号引进来二是用\反斜线使其失去作用。

单引号与双引号的区别:单引号引起的内容原样输出;双引号引起的内容不会原样输出。

  比如我们想原样输出这些特殊字符

echo """

echo "$"

echo "\"

echo "`"

以上不是你所期望的结果,因为双引号对它们不起作用,你只能这样才能输出这些特殊字符的原形

echo '"'

echo '$'

echo '\'

echo '`'



echo "\""

echo "\$"

echo "\\"

echo "\`"

将分别显示为 " $ \ `

五、其它特殊字符

  大家注意到 除了前四个特殊字符外 我将其它的特殊字符都放在一块,这是因为前四个特殊字符在双引号中还是具有特殊含义,所以单独拿出来讲,除此以外的特殊字符如果你要输出这些特殊字符的原形,你就可以用双引号或单引号引起来使其失去特殊含义。

< ,>,*,?,[,]对shell有特殊含义 但你可以用双引号引起来输入这些原形

  讲了这么多大家是不是已经注意到所有的特殊字符在单引号中失去特殊含义,如果你要输出特殊字符原形但又记不清那些特殊字符在双引号中不能输出原形,建议你干脆用单引号引起来。

介绍条件测试语句

一、if 条件语句 

格式:

if 条件表达式

then #当条件为真时执行以下语句

命令列表

else #为假时执行以下语句

命令列表

fi

if 语句也可以嵌套使用

if 条件表达式1

then

if 条件表达式2

then

命令列表

else

if 条件表达式3

then

命令列表

else

命令列表

fi

fi

else

命令列表

fi

你可以进行多层嵌套 一个if语句一定要跟一个fi 表示该层条件结束  否则会造成语法错误

结合前面讲的 举例如下:

这里先讲一个条件语句中用到的命令test 表示测试test后面的条件是否为真

if test -f "$1"

then

lpr $1

else

if test -d "$1"

then

cd $1

lpr $1

else

echo "$1不是文件或目录"

fi

fi

以上的例子还可以改成如下所示

if test -f "$1"

then

lpr $1

elif test -d "$1" #elif 同else if

then

(cd $1;lpr $1)

else

echo "$1不是文件或目录"

fi

以上的例子不知您是否看懂是什么意思吗?

假如我们现在将这个例子保存为prfile

chmod +x prfile

执行刚才的程序

./prfile aaa

这个例子是检查你的输入的参数是否是一个文件 如果是就打印 如果是一个目录 先转目录再打印 如果即不是文件也不是目录给出提示

二、多重条件测试语句case

格式:

case 字串 in

模式) 命令列表;;

模式) 命令列表;;

....

esac

多重条件语句是以case 开始以esac结束 中间可以有多个条件列表 功能是测试字串和和里面的模式有没有匹配的,有就执行里面的命令列表 模式也可以是*号 表示任意字串,每个模式里面的最后要以;;双分号结束,否则会发生语法错误。

现举例如下:

case $1 in

*.c)

cc $1

;;

*.txt)

lpr $1

;;

*)

echo "未知的类型"

esac

假如将以上内容保存在文件abc中

chmod +x abc

执行 ./abc a.c   将会对文件a.c进行编译

执行 ./abc readme.txt 将会把文件通过打印机

假如我将以上内容改一下,你是否会知道它的执行结果?

case $1 in

*)

cc $1

;;

*.txt)

lpr $1

;;

*.c)

echo "未知的类型"

esac

介绍循环语句

一. while 循环

while 命令格式

while 条件表

do

命令表

done

执行过程

shell首先执行条件表,如果条件表的最后一条语句的退出状态为零,则执行盾环体内的命令

表,执行完后,再检查条件表,如果退出状态为零将继续执行,如此循环往复直到条件表的

最后一条语句的退出状态非零. 退出状态为零就是条件为真True.

举例说明 假如shell文件的内容如下:

Sum=0

i=0

while true #true是系统的关键词 表示真

do

i=`expr $i + 1`

Sum=`expr $Sum + $i`

if [ $i = "100" ]

then

break;

fi

done

echo $i $Sum

最后这个程序显示的是 100 5050

这个程序的运算就是将1到100加起来

下面将这个程序再改动一下

Sum=0

i=0

while [ $i != "100" ]

do

i=`expr $i + 1`

Sum=`expr $Sum + $i`

done

echo $i $Sum

改动后的程序运算结果和上面是一样 但程序比上面的要简练

在这个循环中还可以以until做为测试条件 它正好与while测试的条件相反,也就是当条件为假时将继续执行循环体内的语句,否则就退出循环体,下面还用这个例子.

Sum=0

i=0

until [ $i = "100" ]

do

i=`expr $i + 1`

Sum=`expr $Sum + $i`

done

echo $i $Sum

当i不等于100时循环 就是当条件为假时循环,否则就退出,而第一个例子是当i不等于100

时循环,也就是测试条件为真时循环.

二.for 循环

命令格式:

for 变量 in 名字列表

do

命令列表

done

这里的名字列表是一个由空格分隔的字符串列表,shell在执行for循环时每次依次从名字表

中取出一个字符串赋给循环变量作为变量的值.

在写for语句时,也可以省略in 名字列表部分,这表示用当前的位置参数来代替这时的名

字列表.

下面举个例子

比如在你的电脑中有两个目录,一个是aa,一个是bb在这两个目录中有5个相同的文件,但其

中一个目录中的一个或多个文件刚刚修改过,现在我忘记刚才改的是那几个文件 了,那么我编写程序?程序如下:

for File in a1 a2 a3 a4 a5

do

diff aa/$File bb/$File

done

下面再举一个不带名字列表的例子

for File

do

echo $Filw

done

文件内容保存在a.sh中 并可执行

我们在执行这个shell程序时命令行如下:

a.sh a1 a2 a3 a4 a5

执行结果如下:

a1

a2

a3

a4

a5

大家从这个例子中可以看到命令行的参数被逐一读入一次

三.循环控制语句

break 命令不执行当前循环体内break下面的语句从当前循环退出.

continue 命令是程序在本循体内忽略下面的语句,从循环头开始执行.

一,命令组合:圆括号和花括号

shell中有两种方法将命令组合在一起:圆括号和花括号.圆括号使shell创建一个子shell

来读取并执行括起来的名命令.左括号和右括号不论出现在命令行中的什么位置,shell都会

认为它们具有特殊的组合意义的.只有用双引号将它们括起来引用,才表示圆括号或花括号

的原义.例如:

echo a(b)

将出现语法上的错误,要想输出a(b)字符串 只能括起来

echo "a(b)"

或echo a"("b")"

这样才能被shell正确解释.

利用组合命令有什么作用呢?

一,用圆括号组合命令

圆括号的组合命令可以创建子进程运行组合程序,建立子进程的功能是很有用的,因为

子shell在组合命令中的种种操作都不会影响到当前shell的各变量的值.

例如:

子进程在执行组合命令时改变了工作目录,并在新的工作目录下执行一系例命令,执行

完后它可以不必返回原工作目录,因为子进程工作目录的改变不会影响到当前工作目录.

创建子进程后将当前的环境也同样传给子shell,当前shell中用export输出到环境中的

各变量在子shell中同样有效.

花括号也可以将命令组合在一起.左 右花括号只有作为一条命令的第一个字出现时,

shell才它们含有特殊含义.

与圆括号不同的是花括号并不创建子shell,只是由当前的shell来读取并执行括起来的

命令.有时用户希望使用一组命令的顺序输出作为另一组命令的输入,此时用花括号是很方

便的.

不论是用圆括号不是花括号,退出状态都是等于最后一条括起来的命令的退出状态.

二,可以在当前shell中执行的命令

用户在使用shell时一定要了解那些是可以在当前shell中执行的命令 那些不可以

可以在当前shell中执行的命令有:

break case cd continue

echo eval exec exit

export for if read

readonly return set shift

test times trap umask

until wait while

: {}
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