Shell 編程從入門到精通 - 第 03 章

發(fā)布時(shí)間：2020-08-07 07:23:22 來源：ITPUB博客閱讀：167 作者：Bao塔鎮(zhèn)河妖欄目：建站服務(wù)器

Shell 編程的基本元素

編程語言變量類型：變量對于編程語言來說很重要，編程語言使用變量來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，執(zhí)行運(yùn)輸。
靜態(tài)類型語言：一種在編譯期間就確定數(shù)據(jù)類型的語言。大多數(shù)是通過在使用任一變量之前聲明其數(shù)據(jù)類型來保證這一點(diǎn)，例如 JAVA 和 C。
動(dòng)態(tài)類型語言：一種在運(yùn)行期間才去確定數(shù)據(jù)類型的語言。它確定一個(gè)變量的類型是在第一次給變量賦值的時(shí)候，例如 VBScript 和 Pthyhon。
強(qiáng)類型語言：一種總是強(qiáng)制類型定義的語言，當(dāng)有一個(gè)整數(shù)時(shí)，不進(jìn)行明確轉(zhuǎn)換，不能把它當(dāng)做一個(gè)字符串，例如 JAVA 和 Python。
弱類型語言：一種類型可以被忽略的語言，整數(shù)變量可以看做字符串，例如 VBScript 和 Shell。

從上圖的例子中可以看出，Bash Shell 中的變量是不區(qū)分類型的。
shell 中的三種變量，用戶變量在編程過程中使用最多，位置變量在對參數(shù)判斷和命令返回值判斷時(shí)會(huì)使用，環(huán)境變量主要是在程序運(yùn)行的時(shí)候需要設(shè)置。
用戶變量：用戶在 shell 編程過程中定義的變量，分為局部變量和全局變量。默認(rèn)情況下，用戶定義的變量都是全局變量，使用 local 限定詞定義的才是局部變量。變量定義的語法為 varname=value。等號兩邊不能有空格，而且變量值多余一個(gè)單詞的情況下，需要將值用引號括起來。在命令中引用變量值時(shí)，需要在變量名前加上 $。
   unset varname 可以刪除變量，但 shell 在遇到未定義變量時(shí)返回錯(cuò)誤，因此在正常情況下并不這樣使用。

大括號操作符可以使用 shell 字符串操作的更多高級功能，即字符串處理運(yùn)算符。它可以完成：確保變量存在且有值；設(shè)置變量的默認(rèn)值；捕獲未設(shè)置變量而導(dǎo)致的錯(cuò)誤；刪除匹配模式的變量的值部分內(nèi)容。


上表中每個(gè)冒號都是可選的，如果省略冒號，則將每個(gè)定義中的“存在且非 null”改為“存在”，即變量運(yùn)算符只判定變量是否存在。

模式匹配運(yùn)算符可以對值進(jìn)行操作，通常用于切割路徑名稱或文件名后綴

上圖中的變量替換，使用了兩種方法，將 PATH 變量中的冒號都替換成了換行符。

再舉一個(gè)例子，通過模式匹配刪除等號（包括等號）之后的所有字符，輸出部分就是變量名，刪除等號（包括等號）之前的所有字符，輸出部分就為變量值。

${#varname}參數(shù)返回 varname 值字符串中的字符個(gè)數(shù)。
除了通過賦值語句與通過用戶將變量作為命令行參數(shù)給出獲取變量值之外，另外一種方法為命令替換。它允許使用命令的標(biāo)準(zhǔn)輸出，就像一個(gè)變量值一樣，語法為 `command`，這里 ` 為反引號，它將命令的輸出作為表達(dá)式值。
  位置變量：也稱為系統(tǒng)變量、位置參數(shù)，是 shell 腳本運(yùn)行時(shí)傳遞給腳本的參數(shù)，同時(shí)也表示在 shll 函數(shù)內(nèi)部的函數(shù)參數(shù)。它們的名字是以數(shù)字命名 $0~$9，如果超過這個(gè)范圍需要用括號括起來，即 ${10}。


上圖中是幾個(gè)常見的位置變量。其中 $# 輸出變量的個(gè)數(shù)；$? 輸出上條命令的返回值；$0 輸出命令的名字；$* 輸出所有參數(shù)，在雙引號中使用 \ 進(jìn)行轉(zhuǎn)義。

上圖程序運(yùn)行過程解釋如下：判斷運(yùn)行參數(shù)個(gè)數(shù)，如果不等于 2，顯示 Usage 內(nèi)容，$0 代表的是腳本自身；用 grep 命令在 $2 文件中查找 $1 字符串；判斷前一條命令的返回值，成功顯示找到的相關(guān)信息，不成功則顯示 echo 內(nèi)容；在雙引號中要顯示引號，需要加上 \ 轉(zhuǎn)義。
shell 中內(nèi)置了一個(gè) shift 命令，它可以“截去”參數(shù)列表中最左端的一個(gè)，執(zhí)行了 shift 后，$1 的值將會(huì)丟失，而 $2 的值將會(huì)賦給 $1，以此類推。$# 輸出結(jié)果也會(huì)減一。shift 命令默認(rèn)為 shift 1，即截去一個(gè)參數(shù)。

上例演示了 shift 的作用，將文件名作為參數(shù)傳入腳本中，每次讀取一個(gè)文件。另外也使用了循環(huán)的方式來實(shí)現(xiàn)此功能。
環(huán)境變量：影響當(dāng)前 shell 進(jìn)程運(yùn)行情況的變量。
   shell 執(zhí)行命令的順序：交互 shell 在獲得用戶輸入時(shí)，并不是直接在 PATH 路徑中查找，而是按照固定順序依次查找命令位置。搜索順序?yàn)閯e名（alias）、關(guān)鍵字（if、for）、函數(shù)、內(nèi)置命令（cd、pwd）、外部命令（腳本或可執(zhí)行程序，到這里才在 PATH 路徑中查找）。
使用函數(shù)需要遵循以下的規(guī)則：先定義，后使用；允許以給位置參數(shù)賦值的方式向函數(shù)傳遞參數(shù)，函數(shù)體內(nèi)部可以使用 local 限定詞創(chuàng)建局部變量；在函數(shù)中使用 exit 命令將退出腳本，使用 return 命令退回到原本調(diào)用函數(shù)的地方，且 return 命令返回最后一條命令的退出狀態(tài)；內(nèi)置命令 export -f 可以將函數(shù)導(dǎo)出到子 shell 中；可以使用 source 或 dot 命令將保存在其他文件中的函數(shù)裝入當(dāng)前腳本；函數(shù)可以進(jìn)行無限制的遞歸調(diào)用；可以使用 declare -f（-F）找到登錄會(huì)話中定義的函數(shù)。

函數(shù)定義分為上圖中的兩種形式，二者沒有本質(zhì)上的區(qū)別。unset -f funcname 可以刪除定義的函數(shù)，-f 提示 unset 命令刪除的是函數(shù)。

首先，通過 source 命令將函數(shù)從文件中讀入，可以如使用命令一樣調(diào)用函數(shù)，然后將用戶名作為參數(shù)傳入函數(shù)中，判斷用戶是否在線。

參數(shù) $1 和 $2 分別對應(yīng)于函數(shù)的兩個(gè)位置參數(shù)，在函數(shù)內(nèi)部獲取位置參數(shù)才將它們相加；return 命令返回兩個(gè)位置參數(shù)的和；source 命令讀入函數(shù)；$? 返回上一條命令的返回結(jié)果。
if/else 語句是 shell 內(nèi)置的最簡單的流程控制語句，用于判斷當(dāng)某條件成立時(shí)，則執(zhí)行某些命令，常用于選項(xiàng)不多的情況。

在最簡形式（沒有 elif 和 else）中，只有當(dāng) condition 為真時(shí)，才執(zhí)行 statements 語句；elif 可以有任意多個(gè)，它可以選擇更多的條件，提供更多的選擇，else 語句則當(dāng)所有的 if 和 elif 的 condition 都為假時(shí)才執(zhí)行。
命令（函數(shù)）的退出狀態(tài)：每一條命令或函數(shù)，在退出時(shí)都會(huì)返回一個(gè)小的整數(shù)值給調(diào)用它的程序。

在 shell 的判斷語句中，條件（condition）實(shí)際上是語句列表而不是一般的布爾表達(dá)式。通常退出狀態(tài) 0 表示函數(shù)或命令執(zhí)行成功，非 0 數(shù)表示失敗。
shell 語法允許在邏輯上操作退出狀態(tài)，常見的有 NOT，AND 和 OR。

NOT 操作符是 !，在 condition 條件判斷后，用 ! 取反，再測試選擇執(zhí)行語句。AND 操作符是 &&，先判斷 condition1，成功之后再判斷 condition2，如果兩個(gè)都判斷成功，則整個(gè)判斷語句成功。OR 操作符是 ||，只要兩個(gè)或多個(gè)條件中有一個(gè)成功，則整個(gè)判斷語句成功。AND 和 OR 都是短路運(yùn)算符，即只要判斷出整個(gè)語句的真假，則直接返回，不向后繼續(xù)判斷，即使后面的語句根本無法執(zhí)行。

if 語句唯一可以測試的內(nèi)容是退出狀態(tài)，不能用于檢測表達(dá)式的值。但是通過 test 命令或 [...]的語法檢測，此時(shí)“[”后面和“]”前面必須有空格。

shell 支持字符串的比較，結(jié)合 test 或[ ... ]命令能判斷判斷比較結(jié)果，然后再進(jìn)行相關(guān)操作。

將第一個(gè)位置參數(shù)傳遞給 test.sh，當(dāng) $1 不存在時(shí)，顯示一條出錯(cuò)信息，如果 $1 存在且大于 0，則無顯示。-s 參數(shù)與文件名之間必須要有一個(gè)空格。$1 兩邊的引號確保即使它為一個(gè)空字符串，程序要能正常運(yùn)行。

如果給出的位置參數(shù)小于 2 或 $1 指定的文件不存在，則退出。


上表為常用的關(guān)于 test 的參數(shù)。

首先，判斷文件是否為目錄；如果不是目錄，則判斷文件是否存在；如果文件存在，則判斷文件是否具有讀寫執(zhí)行的權(quán)限，通過則顯示 echo 語句；以上所有判定都不通過時(shí)，顯示 echo 語句。
可以使用邏輯操作符連接帶參數(shù)的判斷語句，也可以使用邏輯操作符將表達(dá)式和 shell 命令組合在一起。
case 也是一個(gè)流程控制結(jié)構(gòu)，shell 中的 case 語句可以依據(jù)可包含通配符的模式測試字符串。通常可以使用 if-elif 語句配合 test 實(shí)現(xiàn)同樣的功能，但是當(dāng)選擇數(shù)目過多時(shí)，就會(huì)體現(xiàn)出語句太長的局限性。

從語法中可以看出，任何 pattern 之間都可以由 | 分割的幾個(gè)模式組成，這種情況下 expression 匹配其中任意一個(gè)模式則執(zhí)行相應(yīng)語句。模式匹配按順序依次執(zhí)行，知道匹配上為止，如果無法匹配，則不執(zhí)行任何操作。
case 語句與 fi 語句一樣，結(jié)束時(shí)是通過字符串顛倒（reverse）。

判斷文件后綴，根據(jù)不同后綴選擇不同的讀取方式，最后一個(gè) * 匹配所有其他匹配不上的形式，相當(dāng)于 C 語言中的 default。
循環(huán)可以控制某些代碼的重復(fù)行為或允許對多個(gè)對象操作。
for 循環(huán)用于遍歷整個(gè)對象/數(shù)字列表，依次執(zhí)行每個(gè)獨(dú)立對象/數(shù)字的循環(huán)內(nèi)容，在 shell 腳本里，對象可以是命令行參數(shù)、文件名或者任何可以以列表格式建立的東西。

list 為名稱列表，在 for 循環(huán)中對名稱列表中的每個(gè)對象進(jìn)行相應(yīng)操作，可以通過命令/模式匹配等操作來獲取名稱列表。


兩個(gè)例子都可以遍歷 mp3 文件并且依次播放。但是使用 find 命令會(huì)層層深入文件夾依次查找，而直接列出只會(huì)包含當(dāng)前目錄的文件夾。執(zhí)行反單引號（``）之前的命令，引用結(jié)果作為字符串。for 循環(huán)中如果 in list 參數(shù)被省略，則默認(rèn)為 in "$@"，即命令行參數(shù)的引用列表。

shell 中的 while 和 until 循環(huán)與傳統(tǒng)語言中的 while 和 do/until 相似，它們允許代碼在某些條件為真（或直到為真）時(shí)重復(fù)運(yùn)行。while 與 until 唯一的區(qū)別在于如何判斷 condition 的退出狀態(tài)。在 while 語句中當(dāng) condition 的退出狀態(tài)為真時(shí)循環(huán)繼續(xù)運(yùn)行，否則退出循環(huán)；而 until 語句中當(dāng) condition 的退出狀態(tài)為真時(shí)循環(huán)退出，否則繼續(xù)運(yùn)行。它們中的 condition，可以是簡單的命令/列表，或者是包含 && 或 || 連接的命令，與 if 語句中的 test 一樣。

遍歷 PATH 路徑：先賦值 path；判斷當(dāng) path 不為空，則使用 ls -ld 列出 path 中的第一個(gè)目錄；然后截去 path 中的第一個(gè)目錄和冒號；當(dāng) path 被截成空字符串（""）時(shí)，退出循環(huán)。

在 shell 中經(jīng)常使用 while true 或者 until false 來構(gòu)建無限循環(huán)。continue 語句用于在循環(huán)體中提早開始下一輪循環(huán)，break 語句用于跳出整個(gè)循環(huán)，而 continue 與break 語句也彌補(bǔ)了 shell 中沒有 goto 的不足。在多層循環(huán)中，continue n 表示會(huì)把 n 層的剩余代碼都去掉，break n 表示退出 n 層循環(huán)。

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