Linux系统编程第十章学习笔记

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前言

本章讨论了sh编程，阐述了sh脚本和不同版本的sh;比较了sh脚本与C程序，并指出了解释语言和编译语言的区别;详细说明了如何编写sh脚本，包括sh变量、sh语句、sh内置命令、常规系统命令和命令替换;解释了sh控制语句，其中包括测试条件、for 循环、while循环、do-until 循环、case 语句等，并示范了它们的用法;说明了如何编写sh函数以及使用参数调用sh函数;还举例说明了sh脚本的广泛应用，包括Linux系统的安装、初始化和管理。

1.sh脚本

sh脚本是一个包含sh语句的文本文件，命令解释程序sh要执行该语句。例如，我们可以创建一个文本文件 mysh,如下

#! /bin/bash
# comment line
echo hello

以下为实操
打开终端输入指令

emacs mysh//创建mysh文件，填充内容如下图
chmod +x mysh//赋予mysh可执行权限
./mysh//执行mysh

image
image

2.sh脚本与C语言程序

sh脚本和C程序有一些相似之处，但它们在根本上是不同的。下面并列列出了一一个sh脚本和一个C程序，以比较它们的语法形式和用法。

sh c
INTERPRETER: read&execute   COMPLIE-LINKED to a.out
mysh a b c d a.out a b c d
$0 $1 $2 # $4 main{int argv,char *argv[]}

首先，sh 是一个解释程序，逐行读取sh脚本文件并直接执行这些行。如果行是可执行命令且为内置命令，那么sh可直接执行。否则，它会复刻一个子进程来执行命令，并等待子进程终止后再继续，这与它执行单个命令行完全一样。相反，C程序必须先编译链接到一个二进制可执行文件，然后通过主sh的子进程运行二进制可执行文件。其次，在C程序中，每个变量必须有一个类型， 例如char、int、 float、 派生类型(如struct)等。相反，在sh脚本中，每个变量都是字符串。因此不需要类型，因为只有-一种类型，即字符串。最后，每个C程序必须有一个main()函数，每个丽数必须定义一个返回值类型和参数(如有)。相反，sh脚本不需要main函数。在sh脚本中，第一个可执行语句是程序的入口点。

3.命令行参数

可使用与运行sh命令完全相同的参数调用sh脚本，如:
mysh one two three
在sh脚本中，可以通过位置参数$O、$1、$2等访问命令行参数。前10个命令行参数可以作为$0$9被访问。其他参数必须称为${10}${n}，其中n>10。或者，可以通过稍后显示的shift命令查看它们。通常，$0是程序名本身，\(1 到\)u是程序的参数。在sh中，可用内置变量$#和$*计数并显示命令行参数。
$#=命令行参数\(1到\)n的数量
$*=所有命令行参数，包括\(0 此外，sh还有与命令执行相关的以下内置变量。 \)S=执行sh的进程PID
$?=最后-一个命令执行的退出状态(如果成功，则为0，否则为非0)

4.sh变量

sh有许多内置变量，如PATH、HOME、TERM等。除了内置变量外，用户还可使用任何符号作为sh变量。不需要声明。所有的sh变量值都是字符串。未赋值的sh变量是NULL字符串。sh变量可用以下方法设置或赋值:

echo A A
echo $A {null if variable A is not set}
A="this is fun" #set A value
echo $A this is fun

如果A是一个变量，则$A是变量的值

5.sh中的引号

sh有许多特殊字符，如$、/、*、>、<等。要想把它们用作普通字符，可使用\或单引号来引用它们。
通常，\用于引用单个字符。单引号用于引用长字符串。单引号内没有替换。双引号用于保留双引号字符串中的空格，但在双引号内会发生替换。

6.sh语句

sh语句包括所有Unix/Linux命令，以及可能的I/O重定向。如：

ls
ls > outfile
date
cp f1 f2
mkdir newdir
cat < fil ename

此外，sh 编程语言还支持控制sh程序执行的测试条件、循环、case 等语句。

7.sh命令

7.1内置命令

sh有许多内置命令，这些命令由sh执行，不需要创建一-个新进程。 下面列出一些常用的内置sh命令。

●.file: 读取并执行文件。
●break [n]:从最近的第n个嵌套循环中退出。
●cd [dirname]:更换目录。
●continue [n]:重启最近的第n个嵌套循环。
●eval[arg ..计算一 次参数并让sh执行生成的命令。
●exec [ag..]: 通过这个sh执行命令，sh将会退出。
●exit[n]: 使sh退出，退出状态为n。
●export[var ]:将变量导出到随后执行的命令。
●read [var.. ]: 从stdin中读取-行并为变量赋值。
●set [arg..]:在执行环境中设置变量。
●shift: 将位置参数$2$3..重命名为$1 $2..
●trap [arg] [a]:接收到信号n后执行参数。
●umask [ddd]:将掩码设置为八进制数ddd的。
●wait [pid];等待进程pid,如果没有给出pid,则等待所有活动子进程。

read命令:当sh执行read命令时，它会等待来自stdin的输人行。它将输人行划分为几个标记、分配给列出的变量。read 的一一个常见用法是允许用户与正在执行的sh进行交互。

7.2Linux命令

sh可以执行所有的Linux命令。其中，有些命令几乎已经成为sh不可分割的一部分，因为它们广泛用于sh脚本中。下文列出并解释了其中一些命令。
echo命令:echo只是将参数字符串作为行回显到stdout。它通常将相邻的多个空格压缩为一个空格，除非有引号。
expr命令:首先，它将两个参数字符串转换为数字，然后对数字执行(二进制)操作OP,再将得到的数字转换回字符串.同样，expr 也可用于对其值为数字字符串的sh变量执行其他算术操作。
管道命令:在sh脚本中经常使用管道作为过滤器。
其他命令:

●awk:数据处理程序。
●cmp: 比较两个文件。
●comm:选择两个排序文件共有的行。
●grep:匹配一系列文件的模式。
●diff: 找出两个文件的差异。
●join:通过使用相同的键来连接记录以比较两个文件。
●sed:流或行编辑命令。
●sort:排序或合并文件。
●tail: 打印某个文件的最后n行。
●tr:一对一字符翻译。
●uniq:从文件中删除连续重复行。

8.命令替换

在sh中，$A会被替换成A值。同样，当sh遇到'cmd' (用引号括起来)或$(cmd)时，
它会先执行cmd,然后用执行的结果字符串替换$(cmd)。

9.sh控制语句

sh是一种编程语言，支持许多执行控制语句，类似于C语言中的语句。
sh支持以下语句:

if-else-fi语句
for语句
while语句
until-do语句
case语句
continue和break语句

10.I/O重定向

当进入sh命令时，我们可以指示sh将I/O重定向到除默认stdin、stdout 和sterr以外的文件。I/O重定向有以下形式和含义:

> file   stdout转向文件，如果文件不存在，将会创建文件。
>> file  stdout追加到文件。
< file   将文件用作stdin;文件必须存在并具有r权限。
<< word  从“here"文件中获取输人，直到只包含“word” 的行。

11.嵌入文档

可以指示输出命令从stdin获取输入，将其回显到stdout,直到遇到预先安排的关键字。

echo << END
# keep enter and echo lines until a line with only
END
cat << DONE
# keep enter and echo lines until
DONE

这些文档通常被称为嵌入文档。它们通常用在sh脚本中，以生成长块的描述性文本，不需要分别回显每一行。

12.sh函数

sh函数的定义为:

func()
{
# function code
}

由于sh逐行执行命令，所以必须在任何可执行语句之前定义sh脚本中的所有函数。与C语言不同，在sh脚本中无法声明函数原型。sh 函数的调用方式与sh脚本文件的执行方式完全相同。sh语句
func s1,s2，……,sn
调用sh函数，以参数(字符串)形式传递s1~sn。在被调函数中，参数被引用为\$0、\$1到\$n。通常，$0是函数名，\$1到\$n是与命令行参数对应的位置参数。函数执行结束时，\$?表示其退出状态，如果成功，状态为0，否则，状态为非0。\$?值可用函数的显式返回值进行更改。但是，为了测试\$?的最后一次执行，必须将其分配给一个变量，然后测试该变量。

13.sh中的通配符

星号通配符：sh中最有用的通配符是*，可扩展到当前目录中的所有文件。
?通配符:查询某文件名中的字符
[]通配符:查询文件名中-一对[]中的字符。

14.命令分组

在sh脚本中，可以用{}或)对命令进行分组。
{ls;mkdir abe;ls;} :通过当前sh执行{}中的命令列表。{} 命令分组的唯一用处是在 相
同环境下执行这些命令，例如，为分组中的所有命令重定向l/O。
更有用的命令分组是()，由subsh (进程)执行。
（cd newdir;ls;A=value;mkdir $A):通过subsh进程执行()中的命令。subsh 进程可在不
影响父sh的情况下更改其工作目录。此外，当subsh进程终止时，subsh 中的任何赋值变量
都不起作用。

15.eval命令

eval是sh的-一个内置命令。它由sh自己执行，而不需要复刻新进程。它将输入参数字符串连接到一个字符串中，计算一次，即执行变量和命令替换，然后给出结果字符串供sh执行。
sh在执行命令行之前，按以下步骤计算该命令行。
1.参数替换:扫描命令行，将任何\$x替换为它的值，但只执行一次，即不能再次替换任何产生的\$符号。
2.命令替换:用替换执行'pwd'。即先运行指令赋值后再运行命令
3.通配符扩展:当sh执行该行时，它将new*展开为以abc开头的文件名。这将会把所有以abe开头的文件名复制到目标目录中。

16.调试sh脚本

sh脚本可由带有-x选项的子sh运行，以进行调试，如:
bash -x mysh
子sh将在执行命令之前显示要执行的每个sh命令，包括变量和命令替换。它允许用户
跟踪命令执行。如果出现错误，sh将在错误行上停止并显示错误消息。

17.sh脚本的应用

sh脚本最常用于执行涉及冗长命令序列的常规作业,如下：

  • 大多数用户都有将Linux安装到计算机上的经验。Linux 安装包是用sh脚本编写的。在安装过程中，它可以与用户交互，查找用户计算机上可用的硬盘，分区并格式化磁盘分区，从安装媒体下载或解压文件并将文件安装到它们的目录中，直到安装过程完成。试图手动安装Linux会非常烦琐，几乎不可能实现。
  • 当用户登录Linux系统时，登录进程会执行一系列sh脚本,

18.编程：用sh脚本递归复制文件

“此用户很懒，没有填写以下内容，尝试催促一下他吧”

参考文献

Bourne, S.R., The Unix System, Addison Wesley, 1982
Forouzan, B.A., Gilberg, R.F,, Unix and Shell Programming, Brooks/Cole, 2003
Wang, K.C., Design and Implementation of the MTX Operating System, Springer International Publishing AG, 2015

总结

程序设计语言必备的要素和技能

要素

  • 语法：语法是程序设计语言的基础，它规定了如何组织代码和表达意思，必须熟悉语法才能编写有效的代码。
  • 数据类型：程序设计语言中的基本数据类型包括整数、浮点数、字符、布尔值等，必须了解这些数据类型的特点和用法。
  • 变量和常量：变量是可以改变的值，常量是不可改变的值，必须掌握如何定义、声明和使用变量和常量。
  • 流程控制：程序设计语言必须提供流程控制机制，如条件语句、循环语句、跳转语句等。
  • 函数和模块：函数和模块是代码的重要组成部分，必须了解如何定义、调用和使用函数和模块。

技能

  • 调试和测试：对程序进行调试和测试是编程的重要环节，必须了解调试和测试的方法和技巧。
  • 善于使用网络：不会就去网上抄。
  • 持续学习：程序设计语言不断发展和更新，必须保持学习和掌握最新的语言特性和技巧。

这些要素和技能在shell脚本中是如何呈现出来的

  • 变量：使用变量来存储和操作数据。在shell脚本中，变量可以通过赋值给特定的字符串或数字来创建。
  • 流程控制：使用条件和循环语句来控制程序的流程。例如，使用if语句来执行特定的代码块，基于特定的条件判断。循环语句如for和while用于在指定条件下重复执行一系列语句。
  • 输入和输出：使用命令行参数或标准输入来接收用户的输入，并使用标准输出来显示结果。可以使用read命令读取用户的输入，使用echo命令将内容输出到屏幕上。
  • 函数：使用函数来封装一系列相关的命令或代码块，并在需要时进行调用。函数可以接受参数，并返回一个结果。使用function关键字定义函数，例如function greeting() { echo "Hello, $1!"; }。
  • 正则表达式：使用正则表达式来匹配和处理字符串。可以使用grep和sed等工具来执行正则表达式操作。
  • 文件操作：可以使用命令来创建、复制、移动和删除文件，以及读取和写入文件的内容。例如，cp命令用于复制文件，cat命令用于显示文件的内容。
  • 管道和重定向：使用管道将命令的输出传递给另一个命令进行处理。使用重定向将命令的输入或输出重定向到文件或其他设备。例如，command1 | command2将command1的输出作为command2的输入。
  • 环境变量：使用环境变量来存储和访问系统的信息。可以使用export关键字将变量导出为环境变量，以便在其他shell脚本中使用。

苏格拉底挑战

学习sh脚本知识点

posted @ 2023-09-24 16:45  20211120  阅读(5)  评论(0)  编辑  收藏  举报