20201302姬正坤第十章学习笔记

第三周学习笔记 第十章

第十章的主要内容是研究sh编程。对于sh编程的介绍分为以下几个方面：

sh脚本与Ｃ程序
sh脚本的编写
sh控制语句
sh汉书
知识点归纳：

　　经过一整章的自主学习，大致对I/O库函数的构成、功能有了初步的认识。下面会对该知识进行具体描述：

1.sh脚本与Ｃ程序

　　1.1shell和c语言的区别:
　　shell是个脚本语言，也是应用程序与内核进行交互的桥梁，一个让开发者与内核交互的软件。

　　计算机的运行状态等我们是无法肉眼来查看的，但是通过shell我们就能看到他的数据，其他一些应用程序，比如浏览器、音乐播放器等获得内核所掌管的音频、显卡等驱动的帮助。

　　shell也是个脚本语言，我们可以将一系列的操作放入一个文件中，并给予这个文件可执行的权限，我们就可以一下运行文件中的所有的指令，比如我们有一系列的操作经常使用，但是一个一个的打是在太麻烦了，我们可以将他写到一个脚本中，只需一次运行所有的操作就完成了。

而C语言是另一种高级的计算机语言，他可以开发很多软件，其实shell也是用c写的。
1.2什么是脚本语言
　　脚本语言是为了缩短传统的编写-编译-链接-运行（edit-compile-link-run）过程而创建的计算机编程语言。此命名起源于一个脚本“screenplay”，每次运行都会使对话框逐字重复。早期的脚本语言经常被称为批处理语言或工作控制语言。一个脚本通常是解释运行而非编译。虽然许多脚本语言都超越了计算机简单任务自动化的领域，成熟到可以编写精巧的程序，但仍然还是被称为脚本。几乎所有计算机系统的各个层次都有一种脚本语言。包括操作系统层，如计算机游戏，网络应用程序，文字处理文档，网络软件等。在许多方面，高级编程语言和脚本语言之间互相交叉，二者之间没有明确的界限。一个脚本可以使得本来要用键盘进行的相互式操作自动化。一个Shell脚本主要由原本需要在命令行输入的命令组成，或在一个文本编辑器中，用户可以使用脚本来把一些常用的操作组合成一组序列。主要用来书写这种脚本的语言叫做脚本语言。很多脚本语言实际上已经超过简单的用户命令序列的指令，还可以编写更复杂的程序。

　　脚本语言是为了缩短传统的编写-编译-链接-运行（edit-compile-link-run）过程而创建的计算机编程语言。它的命名起源于一个脚本“screenplay”，每次运行都会使对话框逐字重复。早期的脚本语言经常被称为批量处理语言或工作控制语言。
一个脚本通常是解释运行而非编译。脚本语言通常都有简单、易学、易用的特性，目的就是希望能让程序员快速完成程序的编写工作。而宏语言则可视为脚本语言的分支，两者也有实质上的相同之处。

　　1.2.1特点
　　①脚本语言(JavaScript，VBscript等)介于HTML和C,C++,Java,C#等编程语言之间。　HTML通常用于格式化和链接文本。而编程语言通常用于向机器发出一系列复杂的指令。
　　②脚本语言与编程语言也有很多相似地方，其函数与编程语言比较相像一些,其也涉及到变量。与编程语言之间最大的区别是编程语言的语法和规则更为严格和复杂一些.
　　③与程序代码的关系：脚本也是一种语言，其同样由程序代码组成。
注：脚本语言一般都有相应的脚本引擎来解释执行。 他们一般需要解释器才能运行。Python、JAVASCRIPT,ASP,PHP,PERL,Nuva都是脚本语言。C/C++编译、链接后，可形成独立执行的exe文件。
　　④脚本语言是一种解释性的语言,例如Python、vbscript,javascript,installshield script,ActionScript等等,它不象c\c++等可以编译成二进制代码,以可执行文件的形式存在，脚本语言不需要编译，可以直接用，由解释器来负责解释。
　　⑤脚本语言一般都是以文本形式存在,类似于一种命令。
举个例子说：如果建立了一个程序,叫aaa.exe，可以打开.aa为扩展名的文件，为.aa文件的编写指定了一套规则(语法)，当别人编写了.aa文件后，自己的程序用这种规则来理解编写人的意图，并作出回应，那么，这一套规则就是脚本语言。
　　⑥相对于编译型计算机编程语言：用脚本语言开发的程序在执行时，由其所对应的解释器（或称虚拟机）解释执行。系统程序设计语言是被预先编译成机器语言而执行的。脚本语言的主要特征是：程序代码即是脚本程序，亦是最终可执行文件。脚本语言可分为独立型和嵌入型，独立型脚本语言在其执行时完全依赖于解释器，而嵌入型脚本语言通常在编程语言中（如C，C++，VB，Java等）被嵌入使用。
　　⑦和系统程序设计语言相比：不同是脚本语言是被解释而系统程序设计语言是被编译。被解释的语言由于没有编译时间而提供快速的转换，通过允许用户运行时编写应用程序，而不需要耗时的编译/打包过程。解释器使应用程序更加灵活，脚本语言的代码能够被实时生成和执行。脚本语言通常都有简单、易学、易用的特性，目的就是希望能让程序设计师快速完成程序的编写工作。
编辑本段脚本语言的优缺点
　　1.2.2优点
　　①快速开发：脚本语言极大地简化了“开发、部署、测试和调试”的周期过程。
　　②容易部署：大多数脚本语言都能够随时部署，而不需要耗时的编译/打包过程。
　　③同已有技术的集成：脚本语言被Java或者COM这样的组件技术所包围，因此能够有效地利用代码。
　　④易学易用：很多脚本语言的技术要求通常要低一些，因此能够更容易地找到大量合适的技术人员。
　　⑤动态代码：脚本语言的代码能够被实时生成和执行，这是一项高级特性，在某些应用程序里（例如JavaScript里的动态类型）是很有用也是必需的。
　　1.2.3缺点
　　①脚本语言不够全面：它们会要求一门“真正的”编程语言的存在，必须找一个数据库驱动程序将其内置进脚本语言里。
　　②脚本语言并不是软件工程和构建代码结构的最佳选择，例如面向对象和基于组件的开发。
　　③脚本语言通常不是“通用”语言，但是能够根据专门的应用来调整，例如：PHP和万维网。
　　④编辑本段脚本语言的应用和发展
1.3应运
　　①作为批次处理语言或工作控制语言。许多脚本语言用来执行一次性任务，尤其是系统管理方面。DOS，Windows的批处理文件和Unix的shell脚本都属于这种应用；
　　②作为通用的编程语言存在，如Perl、Python、Ruby等。由于“解释执行，内存管理，动态”等特性，它们仍被称为脚本语言。但它们已经用于应用程序编写，用户也不把它们看作脚本语言；
　　③许多大型的应用程序都包括根据用户需求而定制的惯用脚本语言。同样地，许多电脑游戏系统使用一种自定义脚本语言来表现NPC(Non-Player Character，Non-Playable Character，Non-Player Class)和游戏环境的预编程动作。此类语言通常是为一个单独的应用程序所设计，虽然它们貌似一些通用语言(如Quake C，Modeled After C)，但它们有自定义的功能；
　　④网页中的嵌入式脚本语言。熟知的HTML(Hyper Text Mark-up Language)即超文本标记语言，就是一种脚本语言，它的解释器就是浏览器。JavaScript直到现在仍然是网页浏览器内的主要编程语言，它的ECMAScript标准化保证了它成为流行的通用嵌入式脚本语言。另外，随着动态网页技术发展，ASP、JSP、PHP等嵌入网页的脚本语言正被广泛使用，不过这些脚本要通过Web Server解释,而Html则被浏览器执行；
　　⑤脚本语言在系统应用程序中嵌入使用，作为用户与系统的接口方式。在工业控制领域，PLC编程、组态软件的脚本语言是扩充组态系统功能的重要手段；在通信平台领域，IVR(自动语音应答)流程编程；Office办公软件，提供的宏和VBA；其他应用软件如ER Studio提供的Basic MacroEditor，用户可以编写Sax Basic脚本操作ER图，生成Access库、导出Word文档等扩展功能。
1.4发展情况
　　脚本技术得益于计算机硬件的加速发展。某些情况下甚至系统程序设计语言也不够有效，因此不得不用汇编编写应用程序。而今的机器比1980年的快100～500倍，且仍在以每18个月翻一番的速度增长。计算机性能快速提高，使计算机程序越来越复杂。因此，开发时间已远比运行时间紧迫。这时，脚本语言作为系统程序设计语言的补充，开始被主要的计算机平台所同时提供。编程语言已经由性能低下的硬件与执行效率之间的矛盾，转变为快速变化的市场需要与低效的开发工具之间的矛盾，所以脚本语言的发展在软件开发中有着必然的趋势。
编辑本段几种脚本介绍
　　这类的常见的有JavaScript、VBScript、Perl、PHP、Python、Ruby、Lua。
　　脚本语言的特点是语法简单，一般以文本形式保存，并且不需要编译成目标程序，在调用的时候直接解释。这可以当做是脚本语言的判断标准，比如说JavaScript，你只需要用记事本新建一个Html文件，在里面加上一段脚本就可以了，在浏览器打开Html文件时自然会调用JS脚本。
1.5工作控制语言和shell
Shell 脚本
　　此类脚本用于自动化工作控制，即启动和控制系统程序的行为。大多的脚本语言解释器也同时是命令行界面，如Unix shell和MS-DOS command。其他如AppleScript，可以为系统增加脚本环境，但没有命令行界面。1.4NT2.AppleScript3.ARexx(Amiga Rexx)4.bash5.csh6.DCL7.JCL8.ksh9.Cmd.exe batch(Windows,OS/2)10.command batch(DOS)11.REXX12.tcsh13.sh14.Winbatch15.Windows PowerShell16.Windows Script Host17.zsh

1.2sh脚本的编写

　　1.2.1执行脚本

　　编写一个简单的脚本test.sh：

　　#! /bin/sh

　　cd ..

　　ls

　　Shell脚本中用#表示注释，相当于C语言的//注释。但如果#位于第一行开头，并且是#!（称为Shebang）则例外，它表示该脚本使用后面指定的解释器/bin/sh解释执行。如果把这个脚本文件加上可执行权限然后执行：

　　chmod a+x test.sh

　　./test.sh

　　Shell会fork一个子进程并调用exec执行./test.sh这个程序，exec系统调用应该把子进程的代码段替换成./test.sh程序的代码段，并从它的_start开始执行。然而test.sh是个文本文件，根本没有代码段和_start函数，怎么办呢？其实exec还有另外一种机制，如果要执行的是一个文本文件，并且第一行用Shebang指定了解释器，则用解释器程序的代码段替换当前进程，并且从解释器的_start开始执行，而这个文本文件被当作命令行参数传给解释器。因此，执行上述脚本相当于执行程序

　　$ /bin/sh ./test.sh

　　以这种方式执行不需要test.sh文件具有可执行权限。

　　如果将命令行下输入的命令用()括号括起来，那么也会fork出一个子Shell执行小括号中的命令，一行中可以输入由分号;隔开的多个命令，比如：

　　$ (cd ..;ls -l)

　　和上面两种方法执行Shell脚本的效果是相同的，cd ..命令改变的是子Shell的PWD，而不会影响到交互式Shell。然而命令

　　$ cd ..;ls -l

　　则有不同的效果，cd ..命令是直接在交互式Shell下执行的，改变交互式Shell的PWD，然而这种方式相当于这样执行Shell脚本：

　　$ source ./test.sh

　　或者

　　$ . ./test.sh

　　source或者.命令是Shell的内建命令，这种方式也不会创建子Shell，而是直接在交互式Shell下逐行执行脚本中的命令。
　　1.2.1基本语法
　　变量

　　按照惯例，Shell变量由全大写字母加下划线组成，有两种类型的Shell变量：

　　环境变量：

　　环境变量可以从父进程传给子进程，因此Shell进程的环境变量可以从当前Shell进程传给fork出来的子进程。用printenv命令可以显示当前Shell进程的环境变量。

　　本地变量：

　　只存在于当前Shell进程，用set命令可以显示当前Shell进程中定义的所有变量（包括本地变量和环境变量）和函数。

　　环境变量是任何进程都有的概念，而本地变量是Shell特有的概念。在Shell中，环境变量和本地变量的定义和用法相似。在Shell中定义或赋值一个变量：

　　itcast$ VARNAME=value

　　注意等号两边都不能有空格，否则会被Shell解释成命令和命令行参数。

　　一个变量定义后仅存在于当前Shell进程，它是本地变量，用export命令可以把本地变量导出为环境变量，定义和导出环境变量通常可以一步完成：

　　itcast$ export VARNAME=value

　　也可以分两步完成：

itcast$ VARNAME=value

itcast$ export VARNAME

　　用unset命令可以删除已定义的环境变量或本地变量。

itcast$ unset VARNAME

　　如果一个变量叫做VARNAME，用\({VARNAME}可以表示它的值，在不引起歧义的情况下也可以用\)VARNAME表示它的值。通过以下例子比较这两种表示法的不同：

itcast$ echo $SHELL

　　注意，在定义变量时不用\(，取变量值时要用\)。和C语言不同的是，Shell变量不需要明确定义类型，事实上Shell变量的值都是字符串，比如我们定义VAR=45，其实VAR的值是字符串45而非整数。Shell变量不需要先定义后使用，如果对一个没有定义的变量取值，则值为空字符串。
文件名代换（Globbing）：* ? []

　　这些用于匹配的字符称为通配符（Wildcard），具体如下：

　　通配符 ：

• 匹配0个或多个任意字符

? 匹配一个任意字符

[若干字符] 匹配方括号中任意一个字符的一次出现

$ ls /dev/ttyS*

$ ls ch0?.doc

$ ls ch0[0-2].doc

$ ls ch[012] [0-9].doc

注意，Globbing所匹配的文件名是由Shell展开的，也就是说在参数还没传给程序之前已经展开了，比如上述ls ch0[012].doc命令，如果当前目录下有ch00.doc和ch02.doc，则传给ls命令的参数实际上是这两个文件名，而不是一个匹配字符串。
命令代换：`或 $()

由'`'反引号括起来的也是一条命令，Shell先执行该命令，然后将输出结果立刻代换到当前命令行中。例如定义一个变量存放date命令的输出：

itcast$ DATE=date

itcast$ echo $DATE

命令代换也可以用$()表示：

itcast$ DATE=\((date) 　算术代换：\)(())

用于算术计算，\((())中的Shell变量取值将转换成整数，同样含义的\)[]等价例如：

itcast$ VAR=45

itcast$ echo \(((\)VAR+3))

$(())中只能用+-*/和()运算符，并且只能做整数运算。

$[base#n],其中base表示进制,n按照base进制解释，后面再有运算数，按十进制解释。

echo $[2#10+11]

echo $[8#10+11]

echo $[10#10+11]
转义字符\

和C语言类似，\在Shell中被用作转义字符，用于去除紧跟其后的单个字符的特殊意义（回车除外），换句话说，紧跟其后的字符取字面值。例如：

itcast$ echo $SHELL

/bin/bash

itcast$ echo $SHELL

$SHELL itcast

$ echo \

\

比如创建一个文件名为“$ $”的文件可以这样：

itcast$ touch $\ $

还有一个字符虽然不具有特殊含义，但是要用它做文件名也很麻烦，就是-号。如果要创建一个文件名以-号开头的文件，这样是不行的：

itcast$ touch -hello

touch: invalid option -- h

Try `touch --help' for more information.

即使加上\转义也还是报错：

itcast$ touch -hello

touch: invalid option -- h

Try `touch --help' for more information.

因为各种UNIX命令都把-号开头的命令行参数当作命令的选项，而不会当作文件名。如果非要处理以-号开头的文件名，可以有两种办法：

itcast$ touch ./-hello

或者

itcast$ touch -- -hello

\还有一种用法，在\后敲回车表示续行，Shell并不会立刻执行命令，而是把光标移到下一行，给出一个续行提示符>，等待用户继续输入，最后把所有的续行接到一起当作一个命令执行。例如：

itcast$ ls \

-l

（ls -l命令的输出）
单引号

和C语言不一样，Shell脚本中的单引号和双引号一样都是字符串的界定符（双引号下一节介绍），而不是字符的界定符。单引号用于保持引号内所有字符的字面值，即使引号内的\和回车也不例外，但是字符串中不能出现单引号。如果引号没有配对就输入回车，Shell会给出续行提示符，要求用户把引号配上对。例如：

itcast$ echo '$SHELL'

$SHELL

itcast$ echo 'ABC\（回车）

DE'（再按一次回车结束命令）

ABC\

DE
***双引号

被双引号用括住的内容，将被视为单一字串。它防止通配符扩展，但允许变量扩展。这点与单引号的处理方式不同

itcast$ DATE=$(date)

itcast$ echo "$DATE"

itcast$ echo '$DATE'

实践
使用sh编写9*9乘法表

遇到的问题：在shell语法使用部分，书上的内容讲解较为模糊，很多细节不能掌握
解决方案：通过在教材、csdn、博客园等平台搜索有关知识点，汇总结合，最终弄清楚了知识脉络