8.11_Linux之bash shell脚本编程入门篇(一)

什么是bash shell脚本编程？

答:Linux里面有多种shell,而CentOS和redhat的默认shell是bash shell。至于shell脚本，这个跟windows操作系统里面的批处理文件有点像(.bat的文件)。不知道大家还是否记得Linux的哲学思想吗？其中有那么两点点：由众多目的的单一应用程序组成：一个程序只做一件事，且做好；组合目的的单一的小程序完成复杂的任务。我觉得shell脚本编程就很好的体现了这个哲学思想。shell脚本利用shell的功能缩写的一个“程序”，这个程序是使用纯文本文件，将一些shell的语法与命令（内部命令和外部命令）写在里面，搭配正则表达式、管道命令与数据流重定向等功能，以达到我们所想要的处理目的。

shell脚本有什么用？
shell脚本的用途有：
自动化常用命令
执行系统管理和故障排除
创建简单的应用程序
处理文本或文件

编程基本概念
编程逻辑处理方式：
顺序执行
循环执行
选择执行

shell编程：过程式、解释执行
编程语言的基本结构：
数据存储：变量、数组
表达式: a + b
语句:if

shell脚本是包含一些命令或声明，并符合一定格式的文本文件
格式要求：首行shebang机制
#!/bin/bash

shell编程的良好习惯
养成良好的shell编程习惯是必须的，假如要问为什么？你可以想想。假如你刚入职一家公司，接手了工作，然后让你执行某些脚本或者让你修改。假如别人一点注释的信息都没有，你看到代码第一眼会不会傻眼？假如代码上百行或者上千行，假如你一点都不了解的情况下去修改，那不相当于自己重新又写了一次脚本？多么浪费时间和精力。即便是看自己写的脚本，也难道日后维护的时候连自己都忘记掉。所以，一个良好的编程习惯，是必须的。
如下图，一些示例：
标注一些脚本的作者信息，该脚本的版本，和脚本的作用，和一些代码的作用等等基础信息。




脚本调试

当我们写完一个脚本的时候，很多时候，都难免出点小错误。所以写完脚本，都需要检查一下脚本是否有语法错误之类。

bash -n script.sh
检测脚本中是否存在语法错误

如下图，假如脚本没有错误，执行该命令不会任何提示
假如脚本有语法错误的，看下面第一次执行bash -n.此时就会报错了





bash -x /path/to/some_script
调试脚本

如下图，当调试脚本的时候，他会把执行脚本的步骤都显示出来，如果哪里出现了错误，我们能及时发现哪里有问题并更正过来。




bash中的变量

什么是变量？

变量：命名的内存空间
变量数据存储方式：
字符：
数值：整型，浮点型

变量的作用
1、数据存储格式
2、参与的运算
3、表示的数据范围

编程语言分为强类型语言和弱类型语言

强类型：
定义变量时必须指定类型、参与运算必须符合类型要求；调用未声明变量会产生错误
如java,python
弱类型：
无须指定类型，默认均为字符型；参与运算会自动进行隐式类型转换；变量无须事先定义可直接调用
如：bash 不支持浮点数

变量命名法则
1、不能使程序中的保留字：例如if, for;
2、只能使用数字、字母及下划线，且不能以数字开头
3、见名知义：如求加法的结果，用SumPlus等容易看出来的
4、统一命名规则：驼峰命名法（如SumPlus,尽量不用纯小写或者纯大写以免跟系统的其他变量冲突）

变量的种类

根据变量的生效范围等标准：
本地变量：生效范围为当前shell进程；对当前shell之外的其它shell进程，包括当前shell的子shell进程均无效
环境变量：生效范围为当前shell进程及其子进程
局部变量：生效范围为当前shell进程中某代码片断(通常指函数)
位置变量：$1, $2, ...来表示，用于让脚本在脚本代码中调用通过命令行传递给它的参数
特殊变量：$?, $0, $*, $@, $#

下面通过示例来演示一下这些变量效果：

本地变量：(这个意思就像个人设置）

赋值格式 name='value'

value可以使用引用：

1.可以是直接字符窜；name="username"

2.变量引用：name"username"

3.命令引用name=`COMMAND`,name=$(COMMAND)

变量引用:$name,${name}

"" : 弱引用，其中的变量引用会被替换为变量值；

'' : 强引用，其中的变量引用不会被替换为变量值，而保持原字符串；

显示已定义的所有本地变量：set

销毁变量:unset name

可以看到alias里面这管理员用户和普通用户的别名里面的设置都是有点不一样的，这就是本地变量了







环境变量：（国有国法，所谓的国法，大家都要遵守，这就是可以理解为环境变量了）

变量声明、赋值: export name=VALUE 或 declare -x name=VALUE
变量引用:$name,$(name)
显示所有环境变量：export、env、printenv
销毁： unset name

bash有许多内建的环境变量：如PATH、HISTSIZE、PS1等等..
如下，大家使用外部命令的时候都同是通过PATH指定的环境变量去搜索命令的所在位置




位置变量：（在脚本里面的以$1、$2..$n,shift
换位置表示的变量）

赋值：script $1,$2,...对应调用第1、第2个等参数；

如下图，赋值$1为1,$2为10，计算1到10所有整数的和。



不过这个位置变量很有意思的是，等参数超过10个以后，第10个参数就会以$1（0）这样的参数形式出现，我暂时也没弄明白这是什么意思。如第一个参数是a,那么第到了第10个开始，第十个的变量显示出来的就是a0,第20个是b0，第30个是c0等等。。。




特殊变量：$?, $0, $*, $@, $#

$?,表示命令执行的返回状态，0表示成功，非0为失败，如下图所示




$0,表示命令本身




$#:传递给脚本有多少个参数，假如参数有两个，那么$#=2，如下图所示，假如$#的参数不等于2，那么该脚本就提示“请输出正确的地址参数”。




$*和$@，这两个，只有有“”双引号的时候才会显示有所不同的意思
$*:传递给脚本的所有参数
$@:引用传递给脚本的所有参数
如下图，当$*加上双引号以后，$*表示的是‘a b c’，这个是一个整体，但不加双引号，就是a和b和c




只读变量：只能声明，但不能修改和删除
赋值：readonlyname 、 declare -r name




bash中的算术运算

bash中的算术运算:（帮助文件见help let）
+（加）, -（减）, *（乘以）, /（除以）, %取模（取余）, **（乘方）
实现算术运算：
(1) let var=算术表达式
(2) var=$[算术表达式]
(3) var=$((算术表达式))
(4) var=$(expr arg1 arg2 arg3 ...)
(5) declare –ivar= 数值
(6) echo ‘算术表达式’ | bc



乘法符号有些场景中需要转义，如*
bash有内建的随机数生成器：$RANDOM（1-32767）
echo $[$RANDOM%50] ：0-49之间随机数, 如需要1-50之间的随机，则 $[$RANDOM%50]+1 即可




赋值

增强型赋值：
+=, -=, *=, /=, %=
let varOPERvalue
例如:let count+=3
自加3后自赋值
自增，自减：
let var+=1
let var++
let var-=1
let var--




逻辑运算

true, false
1, 0
与：
1 与 1 = 1
1 与 0 = 0
0 与 1 = 0
0 与 0 = 0
或:
1 或 1 = 1
1 或 0 = 1
0 或 1 = 1
0 或 0 = 0
非：！
! 1 = 0
! 0 = 1

短路运算：

短路与：
第一个为0，结果必定为0；
第一个为1，第二个必须要参与运算；
短路或：
第一个为1，结果必定为1；
第一个为0，第二个必须要参与运算；
异或：^
异或的两个值,相同为假，不同为真

聚集命令

有两种聚集命令的方法：

复合式：date; who | wc -l 命令会一个接一个地运行

子shell：(date; who | wc -l ) >>/tmp/trace，所有的输出都被发送给单个STDOUT和STDERR




bash退出状态码

进程使用退出状态来报告成功或失败
0 代表成功，1－255代表失败
$? 变量保存最近的命令退出状态
例如：




bash自定义退出状态码

exit
：自定义退出状态码；
注意：脚本中一旦遇到exit命令，脚本会立即终止；终止退出状态取决于exit命令后面的数字
注意：如果未给脚本指定退出状态码，整个脚本的退出状态码取决于脚本中执行的最后一条命令的状态码




条件测试

判断某需求是否满足，需要由测试机制来实现；
专用的测试表达式需要由测试命令辅助完成测试过程；
评估布尔声明，以便用在条件性执行中
若真，则返回0
若假，则返回1

测试命令：
test EXPRESSION
[ EXPRESSION ]
` EXPRESSION `
注意：EXPRESSION前后必须有空白字符





根据退出状态而定，命令可以有条件地运行
&& 代表条件性的AND THEN
|| 代表条件性的OR ELSE

如下图,参数1必须小于参数2，条件成立，&&则计算参数1到参数2之间所有数的和，||否则，提示参数1必须小于参数2



bash的测试类型

数值测试：
-gt: 是否大于；
-ge: 是否大于等于；
-eq: 是否等于；
-ne: 是否不等于；
-lt: 是否小于；
-le: 是否小于等于；

如下图,参数1必须-lt小于参数2，条件成立，才执行&&的条件，否则，提示参数1必须-lt小于参数2



字符串测试：
==：是否等于；
>: ascii码是否大于ascii码
<: 是否小于
!=: 是否不等于
=~: 左侧字符串是否能够被右侧的PATTERN所匹配
注意: 此表达式一般用于` `中；
-z "STRING"：字符串是否为空，空为真，不空为假
-n "STRING"：字符串是否不空，不空为真，空为假
注意：用于字符串比较时的用到的操作数都应该使用引号








文件存在性测试
-a FILE：同-e
-e FILE: 文件存在性测试，存在为真，否则为假；




存在性及类别测试
-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；
-d FILE：是否存在且为目录文件；
-f FILE：是否存在且为普通文件；
-h FILE 或-L FILE：存在且为符号链接文件；
-p FILE：是否存在且为命名管道文件；
-S FILE：是否存在且为套接字文件；





文件权限测试：
-r FILE：是否存在且可读
-w FILE: 是否存在且可写
-x FILE: 是否存在且可执行





文件特殊权限测试：
-g FILE：是否存在且拥有sgid权限；
-u FILE：是否存在且拥有suid权限；
-k FILE：是否存在且拥有sticky权限；





文件大小测试：
-s FILE: 是否存在且非空；





文件是否打开：
-t fd: fd表示文件描述符是否已经打开且与某终端相关
-N FILE：文件自动上一次被读取之后是否被修改过（判断文件主要是看修改时间）
-O FILE：当前有效用户是否为文件属主
-G FILE：当前有效用户是否为文件属组





双目测试：
FILE1 -ef FILE2: FILE1与FILE2是否指向同一个设备上的相同inode
FILE1 -nt FILE2: FILE1是否新于FILE2；（判断文件主要是看修改时间）
FILE1 -ot FILE2: FILE1是否旧于FILE2；（判断文件主要是看修改时间）








组合测试条件
第一种方式：
COMMAND1 && COMMAND2 并且
COMMAND1 || COMMAND2 或者
! COMMAND 非




如：[ -e FILE ] && [ -r FILE ]
第二种方式：
EXPRESSION1 -a EXPRESSION2 并且
EXPRESSION1 -o EXPRESSION2 或者
! EXPRESSION