shell脚本编程基础

编程基础

• 程序
  程序：算法+数据结构
  数据：是程序的核心
  数据结构：数据在计算机中的类型和组织方式
  算法：处理数据的方式
• 程序编程风格：
  过程式：以指令为中心，数据服务于指令
  对象式：以数据为中心，指令服务于数据
• shell程序：提供了编程能力，解释执行

程序的执行方式

• 计算机：运行二进制指令
• 编程语言：人与计算机之间交互的语言
• 低级编程语言：
  机器：二进制的0和1的序列，称为机器指令。与自然语言差异太大，难懂、难写
  汇编：用一些助记符号替代机器指令，称为汇编语言
  如：ADD A,B 将寄存器A的数与寄存器B的数相加得到的数放到寄存器A中 汇编语言写好的程序需要汇编程序转换成机器指令
  汇编语言稍微好理解，即机器指令对应的助记符，助记符更接近自然语言
• 高级编程语言：
  编译：高级语言-->编译器-->机器代码-->执行 C，C++
  解释：高级语言-->执行-->解释器-->机器代码 shell，python，php，JavaScript，per

shell脚本基础

• shell脚本:
  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
  #!/usr/bin/python
  #!/usr/bin/perl
• 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

创建脚本

• 第一步：使用文本编辑器来创建文本文件
  第一行必须包括shell声明序列：#!
  #!/bin/bash
  添加注释
  注释以#开头
• 第二步：运行脚本
  给予执行权限，在命令行上指定脚本的绝对或相对路径
  直接运行解释器，将脚本作为解释器程序的参数运行

脚本规范

• 脚本代码开头约定
  1、第一行一般为调用使用的语言
  2、程序名，避免更改文件名为无法找到正确的文件
  3、版本号
  4、更改后的时间
  5、作者相关信息
  6、该程序的作用，及注意事项
  7、最后是各版本的更新简要说明

脚本调试

• 检测脚本中的语法错误
  bash -n /path/to/some_script
• 调试执行
  bash -x /path/to/some_script

bash中变量的种类

• 根据变量的生效范围等标准划分下面变量类型：
  局部变量：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（全局）变量：生效范围为当前shell进程及其子进程
  本地变量：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, $*, $@, $#,$$

局部变量

• 变量赋值：name=‘value’
• 可以使用引用value:
  (1) 可以是直接字串; name=“root"
  (2) 变量引用：name="$USER"
  (3) 命令引用：name=`COMMAND` name=$(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
• 显示已定义的所有变量：set
• 删除变量：unset name

环境变量

• 变量声明、赋值：
  export name=VALUE
  declare -x name=VALUE
• 变量引用：$name, ${name}
• 显示所有环境变量：
  env
  printenv
  export
  declare -x
• 删除变量：
  unset name
• bash内建的环境变量：
  PATH
  SHELL
  USER
  UID
  HOME
  PWD
  SHLVL
  LANG
  MAIL
  HOSTNAME
  HISTSIZE
  —

只读和位置变量

• 只读变量：只能声明，但不能修改和删除 声明只读变量：
  readonly name
  declare -r name
  查看只读变量：
  readonly –p
• 位置变量：在脚本代码中调用通过命令行传递给脚本的参数
  $1, $2, ...：对应第1、第2等参数，shift [n]换位置
  $0: 命令本身
  $*: 传递给脚本的所有参数，全部参数合为一个字符串
  $@: 传递给脚本的所有参数，每个参数为独立字符串
  $#: 传递给脚本的参数的个数
  $@ $* 只在被双引号包起来的时候才会有差异
  set -- 清空所有位置变量

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：
  ping -c1 -W1 hostdown &> /dev/null
  echo $?
• bash自定义退出状态码
  exit [n]：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

算术运算

• bash中的算术运算:help let
  +, -, *, /, %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=$(expr arg1 arg2 arg3 ...)
  (5) declare –i var = 数值
  (6) echo ‘算术表达式’ | bc
• 乘法符号有些场景中需要转义，如*
• bash有内建的随机数生成器：$RANDOM（0-32767）
  echo $[$RANDOM%50] ：0-49之间随机数

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 ! true
  ! 0 = 1 ! false
• 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

bash的数值测试

• -v VAR
  变量VAR是否设置
• 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

bash的字符串测试

• 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；扩展的正则表达式
  -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

Bash的文件测试

• 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

Bash的文件权限测试

• 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：
  -u FILE：是否存在且拥有suid权限
  -g FILE：是否存在且拥有sgid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 文件描述符是否在某终端已经打开
  -N FILE：文件自从上一次被读取之后是否被修改过
  -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是否是FILE2的硬链接
  FILE1 -nt FILE2: FILE1是否新于FILE2（mtime）
  FILE1 -ot FILE2: FILE1是否旧于FILE2

使用read命令来接受输入

• 使用read来把输入值分配给一个或多个shell变量
  -p 指定要显示的提示
  -s 静默输入，一般用于密码
  -n N 指定输入的字符长度N
  -d ‘字符’ 输入结束符
  -t N TIMEOUT为N秒
  read 从标准输入中读取值，给每个单词分配一个变量
  所有剩余单词都被分配给最后一个变量
  read -p “Enter a filename: “ FILE

防止扩展

• 反斜线（\）会使随后的字符按原意解释
  $ echo Your cost: $5.00
  Your cost: $5.00
• 加引号来防止扩展
  单引号（’）防止所有扩展
  双引号（”）也防止所有扩展，但是以下情况例外：
  $（美元符号） － 变量扩展
  `（反引号） － 命令替换
  \（反斜线） － 禁止单个字符扩展
  !（叹号） － 历史命令替换