算法及shell腳本編程基礎(chǔ)

bash存在多命令執(zhí)行的特性，例如：# COMMAND1 $(COMMAND2)；還有進(jìn)程之間的通信（IPC）：# COMMAND1 | COMMAND2…

一、命令執(zhí)行結(jié)構(gòu)與算法

命令執(zhí)行中，存在順序執(zhí)行結(jié)構(gòu)：分號分隔 # COMMAND1 ; COMMAND2 ; …。同時存在選擇執(zhí)行結(jié)構(gòu)：邏輯運(yùn)算與、或、非、異或，其中最主要的為選擇執(zhí)行結(jié)構(gòu)，具體討論如下。

1、與：邏輯乘法 &&

狀態(tài)返回值：0對應(yīng)TRUE，1-255對應(yīng)FALSE

具體算法為：True &&true == true

            True && false == false

            False &&true == false

            False && false == false

與運(yùn)算存在短路邏輯運(yùn)算：只要第一個邏輯操作數(shù)為假，則其邏輯操作結(jié)果一定為假。例如COMMAND1 && COMMAND2，解釋為：如果COMMAND1能夠成功執(zhí)行，則COMMAND2會被執(zhí)行；如果COMMAND1能夠成功執(zhí)行，則COMMAND2會被執(zhí)行

2、或：邏輯加法 ||

具體算法為：True || true == true

            True || false == true

            False || true == true

            False || false == false

或的短路邏輯運(yùn)算：主要有一個邏輯操作數(shù)為true，則其邏輯運(yùn)算結(jié)果一定為true。例如COMMAND1 || COMMAND2，解釋為：如果COMMAND1能夠成功執(zhí)行，則COMMAND2就沒有必要執(zhí)行；如果COMMAND1執(zhí)行失敗，則COMMAND2不會被執(zhí)行

3、非：邏輯取反  ！  

具體算法為： ！COMMAND （！true = false、！false = true）

綜合以上三點(diǎn)，可以得到：

邏輯運(yùn)算符優(yōu)先級： ！> && > || 

 ！COMMAND1 &&COMMAND2相當(dāng)于 COMMAND1 ||COMMAND2，解釋為：如果COMMAND1能夠成功執(zhí)行，則COMMAND2就沒有必要執(zhí)行；如果COMMAND1執(zhí)行失敗，則COMMAND2不會被執(zhí)行 

 ！COMMAND1 || COMMAND2相當(dāng)于 COMMAND1 && COMMAND2，解釋為： 如果COMMAND1能夠成功執(zhí)行，則COMMAND2會被執(zhí)行；如果COMMAND1執(zhí)行失敗，則COMMAND2不會被執(zhí)行

 德摩根定律：!(A&&B)==!A||!B 

             !(A||B)==!A&&!B 

  德摩根定律的例子為：!(COMMAND1 &&COMMAND2）|| COMMAND3，解釋為：COMMAND1 與COMMAND2同時執(zhí)行成功才執(zhí)行COMMAND3

算法或指令的實(shí)現(xiàn)形式：順序執(zhí)行、選擇執(zhí)行、循環(huán)執(zhí)行

  4、異或

  比對兩個操作數(shù)是否不同。如果不同，則邏輯運(yùn)算結(jié)果為真，如果相同，邏輯運(yùn)算結(jié)果為假   

二、Shell腳本編程

Shell腳本編程的編程即編寫程序源代碼。為了能夠讓用戶在使用計算機(jī)的時候，能以非交互式的方式完成某些任務(wù)，所以我們需要把這些任務(wù)編制為一個文件，讓計算機(jī)順序讀取，從而實(shí)現(xiàn)功能；Shell腳本編程的動態(tài)編譯即調(diào)用庫文件。

shell腳本是根據(jù)用戶的需求解釋用戶問題的大量命令組合體，為純文本文檔；調(diào)用shell程序，其次調(diào)用需要的外部命令文件，命令解釋器。 Shell腳本編程為過程式編程語言，解釋運(yùn)行，依賴于外部程序文件運(yùn)行 提供了單一功能的單程接口，過程式編程邏輯的支持。

很多命令都不具備“執(zhí)行冪等性”，在shell腳本中就需要使用大量的程序邏輯來判斷某個目命令是否滿足其運(yùn)行條件，以避免在運(yùn)行過程中出現(xiàn)嚴(yán)重錯誤

編程語言分為高級語言和低級語言，具體解釋如下。

1、高級語言

（1）、根據(jù)源代碼的處理方式分為：編譯運(yùn)行語言、解釋運(yùn)行語言

編譯運(yùn)行語言具體過程為：源代碼----->編譯器（匯編）-----> [連接器（完成庫的鏈接行為）]------->可以直接執(zhí)行的二進(jìn)制文件

解釋運(yùn)行語言具體過程為：源代碼------->直接啟動跟源代碼對應(yīng)的解釋器程序，由解釋器邊解釋邊執(zhí)行

（2）、根據(jù)編程過程中功能的實(shí)現(xiàn)是調(diào)用庫還是調(diào)用外部程序分為：完整編程語言、腳本編程語言

  完整編程語言具體為：利用庫或編程組件進(jìn)行編程

  腳本編程語言具體為：解釋器編程

（3）、根據(jù)程序的編寫范式分為：過程式編程語言、對象式編程語言

 過程式編程語言具體為：圍繞指令（算法）的實(shí)現(xiàn)設(shè)計數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)為指令服務(wù)

 對象式編程語言具體為：以數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）為中心，將數(shù)據(jù)實(shí)例化為類，圍繞數(shù)據(jù)的需求來部署指令  類、屬性、方法

2、低級語言：匯編語言。

Shell腳本中的代碼內(nèi)容有如下要求和解釋：

1、首行必須是shebang，解釋器路徑，必須占據(jù)絕對行首；在執(zhí)行時，啟動相應(yīng)的解釋器以解釋腳本內(nèi)諸多的命令

例如：#!/bin/bash ；#!/bin/sh ；#!/usr/bin/python

2、在shell腳本中，除了shebang之外，以#占據(jù)絕對行首的內(nèi)容，均為注釋行，解釋器會會忽略這樣行的內(nèi)容

3、解釋會忽略腳本中所有的空白行

4、大量的命令和關(guān)鍵字（if, else, then, do, while, for……）

注意：shell腳本一旦運(yùn)行，是在當(dāng)前的shell中根據(jù)shebang的指示，開啟一個指示器（子shell）解釋執(zhí)行代碼內(nèi)容，shell腳本的內(nèi)容是在一個子shell中實(shí)現(xiàn)的

腳本的運(yùn)行方法部分方法如下：

1、為文本文件賦予執(zhí)行權(quán)限，直接運(yùn)行此文件；如果在執(zhí)行腳本時，只寫腳本文件名不給出路徑的話，必須確保PATH變量中保存的路徑下，能找到該文本文件

 例如：chmod +x /PATH/TO/SCRIPT_FILE

       ~]# /PATH/TO/SCRIPT_FILE

2、直接使用解釋器運(yùn)行腳本，將腳本作為解釋器命令的參數(shù)

 例如：bash /PATH/TO/SCRIPT_FILE