linux运维实战练习-2015年9月13日-9月15日课程作业

1、描述shell程序的运行原理(可附带必要的图形说明);
shell是操作系统的外壳，为用户提供使用操作系统的接口，是命令语言、命令解释程序及程序设计语言的统称；是用户和Linux内核之间的接口程序，如果把Linux内核想象成一个球体的中心，shell就是围绕内核的外层，当从shell或其他程序向Linux传递命令时，内核会做出相应的反应。shell是一个命令语言解释器，它拥有自己内建的shell命令集，shell也能被系统中其他应用程序所调用。用户在提示符下输入的命令都由shell先解释然后传给Linux核心。如图：


2、总结shell编程中所涉及到的所有知识点；
变量：为程序在运行时在内存中申请的空间名字
bash环境，可分为以下变量：
本地变量：其作用域只在当前shell进程；
环境变量：其作用域为当前shell进程及其子进程；
局部变量：某个函数上下文，只存在于某个函数执行过程；
位置参数变量：在脚本中引用传递给脚本的参数；在函数中引用传递给函数的参数；
特殊变量：bash内建的用于保存某些特殊的值的相关变量，如：$?,$*,$@,$#等；
变量类型：
数值和字符类型
变量类型的作用：决定存储空间，运算，定义存储格式
语言对变量类型的支持力度：
强类型：严格区分变量类型，变量在使用前必须先声明变量类型，如C等
弱类型：不严格区分变量类型，一般变量有默认的类型，如bash，默认变量类型为字符型
本地变量：变量名只能包含数字、字母和下划线；且不能以数字开头；
引用变量：$name,${name}
强引用：‘’
弱引用：“”
命令引用：`COMMAND`,$(COMMAND)
声明：declare，let
查看所有变量：set
生命周期：创建到销毁
自动销毁：shell进程终止
手动销毁：unset name
环境变量：
被导出的本地变量：export name[=value]
declare -x name[=value]
查看所有的环境变量：env,printenv,export
销毁：unset name
脚本：实际上是运行一个bash进程，此进程负责从脚本文件中读取一个执行逻辑，而后由bash进程负责解析并运行此逻辑；
启动脚本：
(1)# bash 脚本文件位置
(2)#./脚本文件，通过脚本文件第一行的shebang来确定解释器路径如：#！/bin/bash
bash的常用选项：-n：解析脚本中的语法错误；-x：调试执行脚本
命令状态结果：
bash进程用于追踪执行的命令成功与否的状态：
$?:上一条命令的执行状态结果，0为成功，1-255表示失败
自定义脚本的状态结果：exit
,在脚本中任何位置执行了exit命令即会终止当前shell进程
条件测试：界定程序执行环境
整数测试：隐含着做数值大小比较，所以不要给变量引用加引用；
$A -gt $B：是否大于；是则为“真”，否则为“假”；
$A -ge $B: 是否大于等于；
$A -lt $B：是否小于；
$A -le $B: 是否小于等于；
$A -eq $B: 是否等于；
$A -ne $B：是否不等于；
字符串测试：ASCII数值越大，字符比较时其值越大；
"$A" > "$B"：是否大于；
"$A" < "$B"：是否小于；
"$A" == "$B"：是否等于；
"$A" != "$B"：是否不等于；
-z "$A"：是否为空；空则为“真”，否则为“假”
-n "$A"：是否不空；不空则“真”，空则为“假”
文件测试：测试文件的存在性以及属性；
-e $file: 是否存在；存在则为“真”，否则为“假”；
-a $file: 同上；
-f $file：文件是否存在且为普通文件；
-d $file：文件是否存在且为目录；
-h $file：是否存在且为符号链接文件；
-L $file: 同上
-b $file：是否存在且为块设备文件；
-c $file：是否存在且为字符设备文件；
-S $file：是否存在且为套接字文件；
-p $file: 是否存在且为管道文件；
-r $file: 当前用户对文件是否拥有读权限；
-w $file：当前用户对文件是否拥有写权限；
-x $file：当前用户对文件是否拥有执行权限；
-u $file：文件是否拥有SUID权限；
-g $file：文件是否拥有SGID权限；
-k $file：文件是否拥有sticky权限；
-O $file: 当前用户是否为指定文件的属主；
-G $file: 当前用户是否为指定文件的属组；
双目操作符：
$file1 -nt $file2: file1是否新于file2, file1的最近一次的修改时间戳是否晚于file2的；
$file1 -ot $file2: file1是否旧于file2, file1的最近一次的修改时间戳是否早于file2的；
$file1 -ef $file2：file1与file2是否指向了同一个inode；测试二者是否为同一个文件的硬链接；
特殊设备：
/dev/null: bit buckets，接受所有的输入数据，并直接丢弃；/dev/zero：吐出一堆0
条件判断
if CONDITION; then
if-true-分支
else
if-false-分支
fi
! CONDITION: 取反
与用户交互：
read [options] VAR...
-p
-t
命令引用：`COMMAND`,$(COMMAND0)
3、总结课程所讲的所有循环语句、条件判断的使用方法及其相关示例
循环语句：
for，while，until
for VAR in LIST;do
循环体
done
LIST生成方法：(1)整数列表
{start..end},$（seq [start [step]] end）
如：for i in {1..10}等于for i in $(seq 1 1 10)
(2)直接给出列表：for i in 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
(3)glob，如：for filename in /var/log/*
(4)命令生成列表，如：for username in $(cut -d: -f1 /etc/passwd)
算术运算：
+, -, *, /, %, **
(1) $[$A+$B]
(2) $(($A+$B))
(3) let VARIABLE=$A+$B
(4) VARIABLE=$(expr $A + $B)
增强型赋值：+=，-=, *=, /=, %=，如：+=相当于
sum=$[$sum+$i]
let sum+=$i
测试表达式：
整数测试：-gt, -lt, -ge, -le, -eq, -ne
字符串测试：==, >, <, !=, -z（字符串长度为0则为真）, -n（字符串长度不为0则为真）, =~(模式匹配,如：[[ "STRING" =~ PATTERN ]])
组合测试条件：
条件间逻辑运算：
与：多个条件要同时满足；
或：多个条件满足其一即可；
非：对指定的条件取反；
表达式组合：
与：[[ CONDITION1 -a CONDITION2 ]]
或：[[ CONDITION1 -o CONDITION2 ]]
非：[ ! CONDITION ]
命令组合：
与：COMMAND1 && COMMAND2 <-- [ EXPR1 ] && [ EXPR2 ]
或：COMMAND1 || COMMAND2
非：! COMMAND
短路操作符：&&
false && true = false
false && false = false
true && false = true
true && true = true
if COMMAND1; then
COMMAND2
fi
短路操作符：||
true || true = true
true || false = true
false || true = true
false || false = false
if ! COMMAND1; then
COMMAND2
fi
COMMAND1 && COMMAND2 || COMMAND3，相当于
if COMMAND1; then
COMMAND2
else
COMMAND3
fi
多分支if
if CONDITION1; then
if-CONDITION1-true-分支
elif CONDTION2; then
if-CONDITIO2-true-分支
...
else
if-ALL-false-分支
fi
case语句
简洁版多分支if语句；
使用场景：判断某变量的值是否为多种情形中的一种时使用；
语法：
case $VARIABLE in
PATTERN1)
分支1
;;
PATTERN2)
分支2
;;
PATTERN3)
分支3
;;
...
*)
分支n
;;
esac
PATTERN可使用glob模式的通配符：
*: 任意长度的任意字符；
?: 任意单个字符；
[]: 指定范围内的任意单个字符；
a|b: 多选1；
流程控制
while循环：
while CONDTION; do
循环体
done
进入条件：当CONDITION为“真”；
退出条件：当CONDITION为“假”；

unitl循环：
until CONDITION; do
循环体
循环控制变量的修正表达式
done
进入条件：当CONDITION为“假”时
退出条件：当CONDITION为“真”时
循环控制：
continue
：提前结束本轮循环，而直接进入下一轮；
break
：提前结束循环；

死循环：
while true; do
循环体
if CONDTION; then
break
fi
done
until false; do
循环体
if CONDITION; then
break
fi
done
while循环的特殊用法：
遍历文件的每一行：while read VARIABLE; do
循环体
done < /PATH/FROM/SOME_FILE，变量为文件中的每一行
for循环的特殊用法：
for ((expr1;expr2;expr3)); do
循环体
done
如：for ((i=1;i<=100;i++))
函数：
function: 功能
把一段具有独立功能代码封装在一起，并给予命名；后续用到时，可直接通过给定函数名来调用整体代码；
函数作用：
代码重用；
模块化编程；
函数的使用方法：
先定义：编写函数代码
后调用：给出函数名，还可按需传递参数
定义方法：
(1) function f_name {
函数体
}
(2) f_name() {
函数体
}
调用函数：
f_name [argu1, argu2, ...]
自定义函数状态返回值：
return [#]
0: 成功
1-255：失败
注意：函数代码执行时，一旦遇到return，函数代码终止运行，函数返回；

模块化编程
功能：把脚本文件中的代码分隔为多段，放在不同的文件中
假设/root/bin/srv目录有两个文件：
(1) 函数文件
(2) 脚本文件
为脚本使用配置文件
一个文件中只定义变量
脚本文件source此变量定义的文件
变量的作用域：
局部变量：
local VARIABLE=value
存活时间：
函数执行开始，至函数返回结束；
4、总结文本处理工具sed及awk的用法；（必须附带示例）
sed:行编辑器，每次读取文件符合模式条件的一行到模式空间，默认不编辑源文件，仅对模式空间的数据做处理，而后将模式空间内容打印至屏幕
sed [options] 'AddressCommand' file ...
-n: 静默模式，不再默认显示模式空间中的内容
-i: 直接修改原文件
-e SCRIPT -e SCRIPT:可以同时执行多个脚本
-f /PATH/TO/SED_SCRIPT
sed -f /path/to/scripts file
-r: 表示使用扩展正则表达式
Address：
1、StartLine,EndLine，比如1,100
$：最后一行
2、/RegExp/，正则表达式来制定模式， 如/^root/
3、/pattern1/,/pattern2/，第一次被pattern1匹配到的行开始，至第一次被pattern2匹配到的行结束，这中间的所有行
4、LineNumber，指定的行
5、StartLine, +N， 从startLine开始，向后的N行；
Command：
d: 删除符合条件的行；删除掉第5行至最后一行的内容



p: 显示符合条件的行；匹配到的行会显示（模式空间和命令处理结果都会显示）2次，如果不需要显示模式空间，需要在前面加-n如：




a \string: 在指定的行后面追加新行，内容为string，如在包含dev的下一行增加aaa
\n：可以用于换行




i \string: 在指定的行前面添加新行，内容为string
r FILE: 将指定的文件的内容添加至符合条件的行处


w FILE: 将地址指定的范围内的行另存至指定的文件中;注意这会覆盖目标文件


s/pattern/string/修饰符: 查找并替换，默认只替换每行中第一次被模式匹配到的字符串加修饰符
g: 全局替换
i: 忽略字符大小写
s///: s###, s@@@，如果匹配中包含“/”,可用“#”或者“@”当分隔符
\(\), \1, \2分组
&: 引用模式匹配整个串


awk:报告生成器，能够将文本中的信息已定义好的格式输出
linux为GNU awk,默认以空格为分割符
使用方法：
#awk [options] 'script' file1 file2...
awk输出：
print：格式，print item1，item2
要点：
1、各项目之间使用逗号隔开，而输出时则以空白字符分隔，-F可以指定输入分割符，-OFS可以指定输出分割符；如图：




2、输出的item可以为字符串或数值、当前记录的字段(如$1)、变量或awk的表达式；数值会先转换为字符串，而后再输出；
3、print命令后面的item可以省略，此时其功能相当于print $0, 因此，如果想输出空白行，则需要使用print ""；
awk变量：
awk内置变量--记录变量：
FS：输入字段分隔符，默认是空白字符；'{FS=""}'
RS：输入行分割符，默认是换行符；
OFS：输出字段分隔符，默认是空白字符；如：
ORS：输出行分割符，默认是换行符；如：


awk内置变量--数据变量：
NR：awk所处理的记录数，如果有多个文件，则会把多个文件处理行统一技计数；
NF：统计当前处理行的字段总数
FNR：当前文件中正在处理的行数，如：


用户自定义变量和赋值变量，如：
awk -v a=“test”
awk '{a="test"}'

printf命令的使用格式：
printf：不会自动打印换行符，与print相比需要指定格式（format）
printf format item1，item2.....
format格式的指示符都%开头，后跟一个字符：
%c: 显示第一个参数的第一个字母；
%d, %i: 十进制整数；
%e, %E: 科学计数法显示数值；
%f: 显示浮点数；
%g, %G: 以科学计数法格式或浮点数格式显示数值；
%s: 显示字符串；
%u: 显示无符号整数；
%%: 显示%自身；
修饰符：
#：显示宽度
-：左对齐，默认为靠右对对齐
+：显示数值的符号
.#: 取值精度
如：


awk的输出重定向
awk操作符：
算数操作符：+，-，*，/，等
字符串操作符：用于实现字符串连接
赋值操作符：=，+=，-=，--，++等
布尔值：在awk中任何非0或者非空字符串都为真，其余为假
比较操作符：<,<=,>,>=,==,!=,~(模式匹配),!~，subscript in array在某个数组中是否存在某个元素
逻辑操作符：&&,||
条件表达式：
selector?if-true-exp:if-false-exp，相当于以下语句
if selector;then
if-true-exp
else
if-false-exp
fi
如：比较两个数字的大小


awk的模式：awk ‘programe’file1 file2 ..., 其中programe为 pattern { action }
常见的模式类型：
正则表达式：格式为/regular expression/,如：awk -F: '/^r/{print $0}' /etc/passwd
表达式：其值为非0或者非空是满足条件，如：
awk -F: '$3>1013{print $0}' /etc/passwd
指定的匹配范围：ranges，格式为pat1,pat2,如：
awk -F: '/^r/,/^l/{print $0}' /etc/passwd
BEGIN/END: 特殊模式，仅在awk命令的program运行之前（BEGIN）或运行之后（END）执行一次，如：awk -F: END'{print NF}' /etc/passwd，只显示最后一次的结果
如增加表头和表尾：


空模式：匹配任意输入行 常见的Action 表达式 控制语句： if-else格式： if (condition) {then body} else {else body} awk -F: '{if ($3>=500) {print $1,"is a common user"} else {print $1, "is an admin or system user"}}' /etc/passwd while格式： while (condition) {while body} do-while格式：do {do-while body} while (condition) for格式： for (variable assignment; condition; iteration process) {for body} awk '{for (i=1;i<=NF;i+=2){printf "%s ",$i};print ""}' /etc/inittab for循环可用来遍历数组元素：for (i in array) {for body} case： switch (expression) {case VALUE or /RGEEXP/: statement1;... default: stementN} 循环控制：continue，break next： 提前结束对本行的处理进而提前进入下一行的处理；
# awk -F: '{if($3%2==0) next;print $1,$3}' /etc/passwd
# awk -F: '{if(NR%2==0) next; print NR,$1}' /etc/passwd 数组： array[index-expression] index-expression: 可以使用任意字符串; 如果某数组元素事先不存在，那么在引用时，awk会自动创建此元素并将其初始化为空串；因此，要判断某数组是否存在某元素，必须使用“index in array”这种格式 要遍历数组中的每一个元素，需要使用如下特殊结构：
for (var in array) {for body}， 其var会遍历array的索引；
如统计当前系统连接状态数量：


常用内置函数：
split(string,array[,fieldsep[,seps]])：
功能：将string表示的字符串以fieldsep为分隔符进行切片，并切片后的结果保存至array为名的数组中；数组下标从1开始； 此函数有返回值，返回值为切片后的元素的个数
# netstat -tn | awk '/^tcp/{lens=split($5,client,":");ip[client[1]]++}END{for (i in ip) print i,ip[i]}'
length(string)
功能：返回给定字串的长度
substr(string,start[,length])
功能：从string中取子串，从start为起始位置为取length长度的子串；
5、写一个脚本：如果某路径不存在，则将其创建为目录；否则显示其存在，并显示内容类型；（不要怀疑，就是这么简单）
脚本：if [ ! -d $1 ];then
echo "$1 is not exist,creat directory $1"
mkdir $1
echo "done"
else
echo "directory is exist"
ls -l $1
fi6、写一个脚本，完成如下功能；判断给定的两个数值，孰大孰小；给定数值的方法：脚本参数，命令交互；（使用read，依然如此简单） 脚本参数：if [ $# -gt 0 ];then
if [ $1 -gt $2 ];then
echo "$1 is greater than $2"
elif [ $1 -lt $2 ];then
echo "$2 is greater than $1"
else
echo "two parameters have the same value"
fi
else
echo "please input two parameters"
exit 8
fi 命令交互：tip="Please input two number:"
read -p "$tip" a b
(( $a )) && (( $b )) 2> /dev/null
if [ $? = 0 ];then
if [ $a -gt $b ];then
echo "a is greater than b"
elif [ $a -lt $b ];then
echo "b is greater than a"
else
echo "two parameters have the same value"
fi
else
echo "please input two interger number"
fi7、求100以内所有奇数之和（至少用3种方法） for循环：
sum=0
for i in $(seq 1 2 100);do
sum=$[$sum+$i]
done
echo $sum while循环：
sum=0
j=1
while [ $j -lt 100 ];do
sum=$(($sum+$j))
j=$(($j+2))
done
echo $sum
until循环： sum=0 k=1
until [ $k -gt 100 ];do
sum=$(($sum+$k))
k=$(($k+2))
done
echo $sum8、写一个脚本实现如下功能：
(1) 传递两个文本文件路径给脚本；
(2) 显示两个文件中空白行数较多的文件及其空白行的个数；
(3) 显示两个文件中总行数较多的文件及其总行数；


9、写一个脚本
(1) 提示用户输入一个字符串；
(2) 判断：
如果输入的是quit，则退出脚本；
否则，则显示其输入的字符串内容；


10、写一个脚本，打印2^n表；n等于一个用户输入的值；


11、写一个脚本，写这么几个函数：函数1、实现给定的两个数值的之和；函数2、取给定两个数值的最大公约数；函数3、取给定两个数值的最小公倍数；关于函数的选定、两个数值的大小都将通过交互式输入来提供。






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