20211325 2023-2024-1 《信息安全系统设计与实现（上）》第三周学习笔记

一、任务要求

自学教材第10章，提交学习笔记（10分）大家学习过Python,C,Java等语言，总结一下一门程序设计语言有哪些必备的要素和技能？这些要素和技能在shell脚本中是如果呈现出来的？，评分标准如下 1. 知识点归纳以及自己最有收获的内容，选择至少2个知识点利用chatgpt等工具进行苏格拉底挑战，并提交过程截图，提示过程参考下面内容（4分） “我在学***X知识点，请你以苏格拉底的方式对我进行提问，一次一个问题” 核心是要求GPT：“请你以苏格拉底的方式对我进行提问” 然后GPT就会给你提问，如果不知道问题的答案，可以反问AI：“你的理解（回答）是什么？” 如果你觉得差不多了，可以先问问GPT：“针对我XXX知识点，我理解了吗？” GPT会给出它的判断，如果你也觉得自己想清楚了，可以最后问GPT：“我的回答结束了，请对我的回答进行评价总结”，让它帮你总结一下。 2. 问题与解决思路，遇到问题最先使用chatgpt等AI工具解决，并提供过程截图（3分） 3. 实践过程截图，代码链接（2分） 4. 其他（知识的结构化，知识的完整性等，提交markdown文档，使用openeuler系统等）（1分）

二、课本第十章知识总结

（1）sh脚本

sh脚本是一个包含sh语句的文本文件，命令行解释程序sh要执行该语句。

创建mysh:

  #！ /bin/bash
  # comment line
  echo hello

使用 chmod -x mysh 使其可执行，然后运行mysh

（2）sh脚本与C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。
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。若是可执行命令且为内置命令则直接执行，否则复刻一个子进程来执行命令，并等待子进程终止再继续，每个变量都是字符串，sh脚本不需要main函数，第一个可执行语句是程序的入口点。C语言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，每个变量必须有一个类型，必须有main（）函数。

（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
可通过位置参数$0、$1、$2等访问命令行参数，前10个命令行参数可以作为$0~$9被访问，10以上参数必须称为${n}，或者可以通过稍后显示的shift命令查看他们。

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
$ = 所以命令行参数，包括$0
与命令执行相关的
$S = 执行sh的进程PID
$? = 最后一个命令执行的退出状态，成功为0

（4）sh变量

内置变量：PATH、HOME、TERM等
还可以以使用任何符号作为sh变量，所有sh变量值都是字符串，未赋值的为NULL
变量赋值
variable=string

（5）sh中的引号

sh中的特殊字符，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

（6）sh语句

sh语句包括所有的Unix/Linux命令，以及可能的I/O重定向

（7）sh命令

1.内置命令

.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 [arg...]：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 中读取一行并为变量赋值。

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] [n]：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的输入行。

2.Linux命令

echo命令：echo只是将参数字符串作为行回显到stdout，通常将相邻的多个空格压缩为一个空格，除非有冒号
expr命令：将两个参数字符串转换为数字，然后对数字执行操作OP，再将得到的数字转换回字符串
expr string1 op string2
管道命令：在sh中经常使用管道作为过滤器
ps -ax | grep httpd
cat file | grep word
其他实用命令：

axk：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口行。

tr：一对一宇符翻译。

uniq：从文件中删除连续重复行。

3.命令替换

在sh中，$A会被替换成A值。同样，当sh遇到'cmd'或$(cmd)时，它会先执行cmd，然后用执行的结果字符串替换成$(cmd)。
echo $(date)
echo $(ls dir)

4.sh控制语句

if-else-fi语句

  if [condition]
    then
      statemates
    else
      statements
  fi

if-elif-else-fi语句

  if [condition];then
      commands
    elif [condition2];then
      commands
    else
      commands
  fi

for语句

  for VARIABLE in string1 string2 ... stringn
      do
        commands
      done

while语句

  while [condition]
    do 
      commands
    done

until-do语句

  until [$ANS = "give up"]
    do
      echo -n "enter your answer"
      read ANS
    done

case 语句

  case $variable in
    pattern1)  commands;;
    pattern2)  commands;;
    patternn)  commands;;
  esac

continue和break语句
与C语言一样，continue重启最近循环的下一个迭代，break退出最近循环，工作原理相同

5.I/O重定向

>file:stdout转向文件，如果文件不存在，将会创建文件
>>file:stdout追加文件
<file:将文件用作stdin；文件必须存在并具有r权限
<<word:从“here”文件中获取输入，直到包含“word”的行

6.sh函数

sh函数定义

  func()
  {  
    # function code
  }

7.sh通配符

*：可扩展到当前目录中的所有文件
？：查询某文件名中的字符
[]:查询文件名中一对[]中的字符

8.命令分组

可以用{}或()对命令进行分组

9.eval语句

eval是sh的一个内置命令，将输入参数字符串连接到一个字符串中，然后给出结果字符串

10.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
bash -x mysh

（8）问题

sh中所有的值作为字符串，要是想比较整数数值大小改怎么写？

if [s1 = s2]
在上述语句中，左括号符号[实际上是一个测试程序，作为以下内容执行: test string1 comp string2 or [ string1 comp string2 ]
它比较两个参数字符串，以确定条件是否为真。需要注意的是，在sh中，0为TRUE.而非0为 FALSE，这与在C程序中完全相反。这是因为当sh执行命令时，它会获得命令执行的退出状态，如果执行成功，则为0，否则为非0。由于[是一个程序，所以如果执行成功，则退出状态为0，即测试条件为真，如果测试条件为假，则退出状态为非0。或者，用户也可以使用sh内置变量$?来测试最后一次命令执行的退出状态。

相反地，运算符-eq、-ne、-lt、-gt 等将参数作为整数进行比较
if["123”="0123"] is false since they differ as strings
if["123"-eg"0123"] is true since they have the same numerical value

除了比较字符串或数值之外，测试程序还可以测试文件操作中经常需要的文件类型和文件属性。

if [ -e name ]	# test whether file name exists	
if [ -f name ]	# test whether name is a (REG) file	
if [ -d name ]	# test whether name is a dir	
if [ -r name ]	# test whether name is readable similarly for -w, -x, ete.	
if [ f1 -ef f2 ]# test whether f1, f2 are the same file

学习过Python,C,Java等语言，总结一下一门程序设计语言有哪些必备的要素和技能？这些要素和技能在shell脚本中是如果呈现出来的？

程序设计语言有3个方面的因素，即语法、语义和语用。语法表示程序的结构或形式，亦即表示构成语言的各个记号之间的组合规律，但不涉及这些记号的特定含义，也不涉及使用者。语义表示程序的含义，亦即表示按照各种方法所表示的各个记号的特定含义，但不涉及使用者。程序=数据结构+算法
Shell是一种具备特殊功能的程序，它提供了用户与内核进行交互操作的一种接口。它接收用户输入的命令，并把它送入内核去执行。内核是Linux系统的心脏，从开机自检就驻留在计算机的内存中，直到计算机关闭为止，而用户的应用程序存储在计算机的硬盘上，仅当需要时才被调入内存。Shell是一种应用程序，当用户登录Linux系统时，Shell就会被调入内存去执行。Shell独立于内核，它是连接内核和应用程序的桥梁，并由输入设备读取命令，再将其转为计算机可以理解的机械码，Linux内核才能执行该命令。