20201220蔡笃俊《信息安全系统设计与实现》第十章学习笔记

一、任务内容

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？
知识点归纳以及自己最有收获的内容（3分）
问题与解决思路（2分）
实践内容与截图，代码链接（3分）
...（知识的结构化，知识的完整性等，提交markdown文档，使用openeuler系统等）（2分）

二、知识点归纳以及自己最有收获的内容

1.知识点归纳

在这之前，我们要先了解一下，什么是shell编程？

高大上的解释，往往让人摸不住头脑。一句话概括就是：shell编程就是对一堆Linux命令的逻辑化处理。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；C程序与其在根本上是不同的。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，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，每个变量必须有个类型，相反，在sh脚本中，每个变量都是字符串；最后，每个C程序必须有一个main（）函数，每个函数必须定义一个返回值类型和参数，相反，sh脚本不需要main函数。

我们可以从最基本的sh脚本开始：

#!/bin/bash    # 这句话表示用linux指定去解析文本内容
#第一个shell小程序
echo hello world!

第一行表示我们选择使用bash shell。shell中#符号表示注释。shell的第一行比较特殊，一般都会以#!开始来指定使用的shell类型。在linux中，除了bash shell以外，还有很多版本的shell，例如zsh、dash等等…不过bash shell还是我们使用最多的。
第二行以#符号开始，表示本行是注释，运行的时候是不会运行本行的。
第三行中的echo是linux中的输出命令，该行的意思很明显的就是输出hello world！
chmod +x hello.sh 的意思是赋予hello.sh的可执行权限
在linux中，后缀名几乎是可以任意的或者没有后缀名，一般将shell保存为xxx.shell是为了看起来更直观

了解了最基本的sh编程，让我们开始深入了解sh吧！

1. 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）

2. sh变量

在sh中，什么是变量？

变量是计算机内存的单元，其中存放的值可以改变。当Shell脚本需要保存一些信息时，如一个文件名或是一个数字，就把它存放在一个变量中。每个变量有一个名字，所以很容易引用它。使用变量可以保存有用信息，使系统获知用户相关设置，变量也可以用户保存暂时信息。
shell编程中，我们可以把变量分成两种，一种是我们自己定义的变量（自定义变量），可以通过set命令查看系统变量；第二种是Linux已定义的环境变量（如 PATH，HOME，TERM等等……这类变量我们可以直接使用）需要记住的是：变量设置要遵循变量设置规则，定义变量不用[$]符号，使用变量加符号即可。

变量设置规则

* 变量名称可以由字母、数字和下划线组成，但不能以数字开头。
* 变量的默认类型都是字符串型
* 变量用等号连接值，等号左右两侧不能有空格。
* 变量的值如果有空格，需要使用单引号或者双引号苦括起来。
* 不能使用标点符号

3. sh中的引号

sh有许多特殊字符，如S、/、*、>、<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。

4. sh语句

sh语句包括所有Unix/Linux命令，以及可能的I/O重定向。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。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。

5. sh命令

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。
Linux命令
- echo命令：将参数字符串作为行回显到stdout。
- expr命令：间接更改sh变量的值。
- 管道命令：作为过滤器。
- 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。

6. sh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替换$(cmd)。

7. sh控制语句

if语句

if条件语句

if [ 条件判断 ];then
程序
fi

或者

if [ 条件判断 ]
  then
    程序
fi

实践：

#!/bin/bash

#统计根分区使用率
rate=$(df -h | grep /dev/vda1 | awk '{print $5}' | cut -d "%" -f 1)

if [ $rate -ge 20 ]
  then
echo "error 10"
fi

if else条件语句

if [ 条件判断 ]
  then
    条件成立时，执行此程序
  else
     条件不成立时，执行的另外一个程序
fi

实践：

#！/bin/bash

#备份mysql数据库

#同步系统时间
ntpdate asia.pool.ntp.org &>/dev/null
#把当前系统时间按照“年月日”格式赋予变量date
date=$( date+%y%m%d )
#统计mysql的数据库大小，并把大小赋予size变量
size=$( du -sh /var/lib/mysql )

if [ -d /tmp/dbback ]
  then
    echo "Date: $date!" > /tmp/dbback/dbinfo.txt
    echo "Date size: $size" >> /tmp/dbback/dbinfo.txt
    cd /tmp/dbback
    tar -zcf mysql-lib-$date.tar.gz /var/lib/mysql dbinfo.txt &>/dev/null
    rm -rf /tmp/dbback/dbinfo.txt
 else
    mkdir /tmp/dbback
    echo "Date: $date!" > /tmp/dbback/dbinfo.txt
    echo "Date size: $size" >> /tmp/dbback/dbinfo.txt
    cd /tmp/dbback
    tar -zcf mysql-lib-$date.tar.gz /var/lib/mysql dbinfo.txt &>/dev/null
    rm -rf /tmp/dbback/dbinfo.txt 
fi

多分支if条件语句

 if [ 条件判断式1 ]
  then
    当条件判断式1成立时，执行程序1
 elif [ 条件判断式2 ]
    then
  当条件判断式2成立时，执行程序2
...省略更多条件
else 
当所有条件都不成立时，最后执行此程序
fi

实践：

#!/bin/bash

#接收键盘输入，并赋予变量file
read -p "Please input a filename: " file

#判断file变量是否为空
if [ -z "$file" ]
  then
    echo "error,请输入文件名"
    exit 1
#判断file的值是否存在
elif [ ! -e "$file" ]
  then
    echo " 你的文件不存在"
    exit 2
#判断file的值是否为普通文件
elif [ -f "$file" ]
  then
    echo "文件是普通文件"
#判断file的值是否为目录文件
elif [ -d "$file" ]
  then
  echo "文件是目录文件"
else
  echo "文件是其他类型的"  
fi

case语句

 case $变量名 in
  "值1")
      如果变量的值等值1，则执行程序1
      ;;
   "值2")
      如果变量的值等值2，则执行程序2
      ;;    
    ……省略其他分支
    *)
       如果变量的值都不是以上的值，则执行程序
       ;;
esac

实践：

#!/bin/bash
#测试case语句

echo "如果想去上班，请输入“1”"
echo "如果不想上班，请输入“2”"
echo "如果想居家办公，请输入“3”"

read -t 30 -p "请输入你的选择:" choose

case "$choose" in
        "1")
                echo "想去上班！"
                ;;
        "2")
                echo "不想去上班！"
                ;;
        "3")
                echo "居家办公！"
                ;;
        *)
                echo "只能输入1或者2或者3"
                ;;
esac

for循环

语法一

for 变量 in 值1 值2 值3...
  do
    程序
  done

实践：

#!/bin/bash
#打印1??6的循环
for i in 1 2 3 4 5 6
        do
                echo $i
        done

语法二：

for (( 初始值;循环控制条件;变量变化 ))
  do
    程序
  done

实践：

#!/bin/bash
#使用for循环计算1-100的和
s=0
for (( i=1;i<=100;i=i+1 ))
        do
                s=$(( $s+$i ))
        done
                echo "$s"


#!/bin/bash
#批量添加指定数量的用户

read -t 30 -p "Please input user name:" name
read -t 30 -p "Please input the mumber of users:" num
read -t 30 -p "Please input the password of users:" pass

if [ ! -z "$name" -a ! -z "$num" -a ! -z "$pass" ]
        then
        y=$(echo $num | sed 's/[0-9]*$'//g)
                if [ -z "$y" ]
                then
                for (( i=1;i<=$num;i=i+1 ))
                 do
                        /usr/sbin/useradd $name$i &>/dev/null
                        echo $pass | /usr/bin/passwd --stdin $name$i &>/dev/null
                 done
                fi
fi

while循环

while循环是不定循环，也称条件循环。只要条件判断式成立，循环就会一直继续，直到条件判断式不成立，循环才会停止，这就和for的固定循环就不太一样了。

while [ 条件判断式 ]
  do
    程序
  done

实践：

#!/bin/bash
#从1加到100 

i=1
s=0

while [ $i -le 100 ]
#如果变量i的值小于等于100，则执行循环 
	do
		s=$(( $s+$i ))
		i=$(( $i+1 ))
	done
	echo "The sum is: $s"

unit循环

until循环，和while循环相反，until循环时，只要条件判断式不成立，则进行循环，并执行循环程序。一旦循环条件成立，则终止循环。

#!/bin/bash
#从1加到100

i=1
s=0

until [ $i -gt 100 ]
#循环直到变量i的值大于100，循环就停止了 
	do
		s=$(( $s+$i ))
		i=$(( $i+1 ))
	done
	echo "The sum is : $s "

8. continue和break语句

break命令允许跳出所有循环（终止执行后面的所有循环）。
continue命令不会跳出所有循环，仅仅跳出当前循环。

9. 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追加到文件
<file 将文件用作stdin；文件必须存在具有r权限
<<word 从“here”文件中获取输入，直到包含“word”的行

输入重定向：

[root@localhost ~]# wc [选项][文件名]
选项：
-c   统计字节数
-w   统计单词数
-l   统计行数

10. sh中的通配符

file *：列出当前目录中所有文件的信息
ls *.c：列出当前目录中所有以.c结尾的文件
？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
file [ab]：包含字符a或b的所有文件名
ls [xyz]：列出所有包含x、y或z的文件名
ls [a-m]：列出包含a到m范围内字符的所有文件名

11. 命令分组

在sh脚本中，可以用{}或()对命令进行分组。{ls;mkdir abc;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。

12. eval语句

（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：用替换行’pwd’。
（3）通配符扩展：当sh执行该文件时，它将new*展开为以abc开头的文件名，这些会把所有以abc开头的文件名复制到目标目录中

2.最有收获的内容

这一章学习了shell编程，最有收获的就是我们能够利用它就是批处理动作，解放双手，避免重复性劳动。通过对shell的学习让我了解到了脚本的好处：

避免开发人员反复进行一些列重复步骤。比如：联网+检查安装包+安装软件+执行命令，如果经常需要做类似的操作，可以考虑将操作写成脚本；（注：IDE为集成开发环境）
提高编译效率。利用编写好 Makefile 文件（shell 脚本），只需要一个 make 命令，整个工程就开始自动编译。因为 Makefile 文件中已经事先指明了源文件的编译顺序、依赖关系等重要的编译信息；
不依赖 IDE 就可以实现功能编码，这在陌生的机器（不具备安装软件的权限）上显得尤为重要；
方便调用机器下的所有资源。类似于胶水一样，可以将各类资源（命令、程序、脚本等）拼接在一起使用。

3. 思维导图

  \#! /bin/bash
  echo \$# = $#
  echo \$* = $*
  echo $1 $9 $10
  echo $1 $9 ${10}
  shift
  echo $1 $9 ${10}
  ~

三、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？

一种编程语言基本上包括：

数据类型
运算符
控制语句

其中数据类型包括：基本类型，集合类型，有了数据类型，才有变量的存在。shell常用的数据类型有字符串、整数型、数组。
运算符：计算机的本质就是运算，而写程序，也是为了帮助人去计算，所以一种编程语言肯定有运算符。Shell 和其他编程语言一样，支持多种运算符，包括：算数运算符、关系运算符、布尔运算符、字符串运算符、文件测试运算符。
控制语句：人类社会发生的事情，都是有条件的，存在即为正确，因为有它存在的条件。所谓控制语句也就是设定一个条件，当某一个条件发生了，会发生什么事情。shell的控制语句在上方已经明确说明了，这里就不详细阐述了。

四、问题与解决思路

最开始在运行sh脚本时，出现了这个错误：-bash: ./test.sh: 权限不够
我反复校对了网上和我的代码，是一模一样的，但是为什么我的就报错呢？
解决办法：后来查阅资料才发现，问题出在shell脚本上。windows下编译的shell文件，每一行的结尾是\n\r，而在linux下文件的结尾是\n，这个一般用肉眼是看不出来的。利用正则表达式把以\r结束的字符换成空白：

sed -i 's/\r$//'  *.sh       //利用通配符，特别高效

成功解决。

五、实践过程

运行myth脚本，成功执行

尝试条件判断语句

#!/bin/bash                                                                     

read -p "请输入小于100的整数：" num

if [ $num -eq 1 ];then

  echo "和等于： $num"

sum=0

elif [ $num -gt 1 ] && [ $num -lt 100 ];then

  for ((i=1; i<=$num; i++))

  do

  let sum=$sum+$i

  done

  echo "1到$num的和为$sum"

posted @ 2022-09-18 14:35 acacacac 阅读(69) 评论(0) 编辑收藏举报

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