Linux_Shell初級編程入門

從程序員的角度來看， Shell自己是一種用C語言編寫的程序，從用戶的角度來看，Shell是用戶與Linux操做系統溝通的橋樑。用戶既能夠輸入命令執行，又能夠利用 Shell腳本編程，完成更加複雜的操做。在Linux GUI日益完善的今天，在系統管理等領域，Shell編程仍然起着不可忽視的做用。深刻地瞭解和熟練地掌握Shell編程，是每個Linux用戶的必修 功課之一。

Linux的Shell種類衆多，常見的有：Bourne Shell（/usr/bin/sh或/bin/sh）、Bourne Again Shell（/bin/bash）、C Shell（/usr/bin/csh）、K Shell（/usr/bin/ksh）、Shell for Root（/sbin/sh），等等。不一樣的Shell語言的語法有所不一樣，因此不能交換使用。每種Shell都有其特點之處，基本上，掌握其中任何一種 就足夠了。在本文中，咱們關注的重點是Bash，也就是Bourne Again Shell，因爲易用和免費，Bash在平常工做中被普遍使用；同時，Bash也是大多數Linux系統默認的Shell。在通常狀況下，人們並不區分 Bourne Shell和Bourne Again Shell，因此，在下面的文字中，咱們能夠看到#!/bin/sh，它一樣也能夠改成#!/bin/bash。

利用vi等文本編輯器編寫Shell腳本的格式是固定的，以下：

#!/bin/sh

#comments

Your commands go here

首行中的符號#!告訴系統其後路徑所指定的程序便是解釋此腳本文件的Shell程 序。若是首行沒有這句話，在執行腳本文件的時候，將會出現錯誤。後續的部分就是主程序，Shell腳本像高級語言同樣，也有變量賦值，也有控制語句。除第 一行外，以#開頭的行就是註釋行，直到此行的結束。若是一行未完成，能夠在行尾加上"，這個符號代表下一行與此行會合併爲同一行。

編輯完畢，將腳本存盤爲filename.sh，文件名後綴sh代表這是一個Bash腳本文件。執行腳本的時候，要先將腳本文件的屬性改成可執行的：

chmod +x filename.sh

執行腳本的方法是：

./filename.sh

下面咱們從經典的「hello world」入手，看一看最簡單的Shell腳本的模樣。

#!/bin/sh

#print hello world in the console window

a = "hello world"

echo $a

Shell Script是一種弱類型語言，使用變量的時候無需首先聲明其類型。新的變量會在本地數據區分配內存進行存儲，這個變量歸當前的Shell全部，任何子進程都不能訪問本地變量。這些變量與環境變量不一樣，環境變量被存儲在另外一內存區，叫作用戶環境區，這塊內存中的變量能夠被子進程訪問。變量賦值的方式是：

variable_name = variable_value

若是對一個已經有值的變量賦值，新值將取代舊值。取值的時候要在變量名前加$，$variable_name能夠在引號中使用，這一點和其餘高級語言是明顯不一樣的。若是出現混淆的狀況，可使用花括號來區分，例如：

echo "Hi, $as"

就不會輸出「Hi, hello worlds」，而是輸出「Hi，」。這是由於Shell把$as當成一個變量，而$as未被賦值，其值爲空。正確的方法是：

echo "Hi, ${a}s"

單引號中的變量不會進行變量替換操做。

 

關於變量，還須要知道幾個與其相關的Linux命令。

env用於顯示用戶環境區中的變量及其取值；set用於顯示本地數據區和用戶環境區中的變量及其取值；unset用於刪除指定變量當前的取值，該值將被指定爲NULL；export命令用於將本地數據區中的變量轉移到用戶環境區。

下面咱們來看一個更復雜的例子，結合這個例子，咱們來說述Shell Script的語法。 

<span style="font-size:18px;"> 1 #!/bin/bash
 2 # we have less than 3 arguments. Print the help text:
 3 if [ $# -lt 3 ]; then
 4 cat<<HELP
 5      ren -- renames a number of files using sed regular expressions
 6 
 7      USAGE: ren 'regexp' 'replacement' files
 8      EXAMPLE: rename all *.HTM files in *.html:
 9      ren 'HTM$' 'html' *.HTM
10 
11 HELP
12      exit 0
13 fi
14 OLD="$1"
15 NEW="$2"
16 # The shift command removes one argument from the list of
17 # command line arguments.
18 shift
19 shift
20 # $* contains now all the files:
21 for file in $*; do
22 if [ -f "$file" ]; then
23     newfile=`echo "$file" | sed  "s/${OLD}/${NEW}/g"`
24         if [ -f "$newfile" ]; then
25             echo "ERROR: $newfile exists already"
26         else
27             echo "renaming $file to $newfile "
28             mv "$file" "$newfile"
29         fi
30 fi
31 done</span>

咱們從頭來看，前面兩行上一個例子中已經解釋過了，從第三行開始，有新的內容。if語句和其餘編程語言類似，都是流程控制語句。它的語法是：

if …; then

…

elif …; then

…

else

…

fi

與其餘語言不一樣，Shell Script中if語句的條件部分要以分號來分隔。第三行中的[]表示條件測試，經常使用的條件測試有下面幾種：

[ -f "$file" ] 判斷$file是不是一個文件

[ $a -lt 3 ] 判斷$a的值是否小於3，一樣-gt和-le分別表示大於或小於等於

[ -x "$file" ] 判斷$file是否存在且有可執行權限，一樣-r測試文件可讀性

[ -n "$a" ] 判斷變量$a是否有值，測試空串用-z

[ "$a" = "$b" ] 判斷$a和$b的取值是否相等

[ cond1 -a cond2 ] 判斷cond1和cond2是否同時成立，-o表示cond1和cond2有一成立

要注意條件測試部分中的空格。在方括號的兩側都有空格，在-f、-lt、=等符號兩側一樣也有空格。若是沒有這些空格，Shell解釋腳本的時候就會出錯。

$#表示包括$0在內的命令行參數的個數。在Shell中，腳本名稱自己是$0，剩下的依次是$0、$1、$2…、${10}、${11}，等等。$*表示整個參數列表，不包括$0，也就是說不包括文件名的參數列表。

如今咱們明白第三行的含義是若是腳本文件的參數少於三個，則執行if和fi語句之間的內容。而後，從第四行到第十一行之間的內容在Shell Script編程中被稱爲Here文檔，Here文檔用於將多行文本傳遞給某一命令。Here文檔的格式是以<<開始，後跟一個字符串，在 Here文檔結束的時候，這個字符串一樣也要出現，表示文檔結束。在本例中，Here文檔被輸出給cat命令，也即將文檔內容打印在屏幕上，起到顯示幫助 信息的做用。

第十二行的exit是Linux的命令，表示退出當前進程。在Shell腳本中可使用全部的Linux命令，利用上面的cat和exit，從一方面來講，熟練使用Linux命令也能夠大大減小Shell腳本的長度。

十4、十五兩句是賦值語句，分別將第一和第二參數賦值給變量OLD和NEW。緊接下來的兩句是註釋，註釋下面的兩條shift的做用是將參數列表中的第一個和第二個參數刪除，後面的參數依次變爲新的第一和第二參數，注意參數列表本來也不包括$0。

而後，自二十一行到三十一行是一個循環語句。Shell Script中的循環有下面幾種格式：

while [ cond1 ] && { || } [ cond2 ] …; do

…

done

for var in …; do

…

done

for (( cond1; cond2; cond3 )) do

…

done

until [ cond1 ] && { || } [ cond2 ] …; do

…

done

在上面這些循環中，也可使用相似C語言中的break和continue語句中斷 當前的循環操做。第二十一行的循環是將參數列表中的參數一個一個地放入變量file中。而後進入循環，判斷file是否爲一個文件，若是是文件的話，則用 sed命令搜索和生成新的文件名。sed基本上能夠當作一個查找替換程序，從標準輸入，例如管道讀入文本，並將結果輸出到標準輸出，sed使用正則表達式進行搜索。在第二十三行中，backtick（`）的做用是取出兩個backtick之間的命令輸出結果，在這裏，也就是將結果取出賦給變量 newfile。此後，判斷newfile是否已經存在，不然就把file改爲newfile。這樣咱們就明白這個腳本的做用了，Shell Script編寫的其餘腳本與此類似，只不過是語法和用法稍有不一樣而已。

經過這個例子咱們明白了Shell Script的編寫規則，但還有幾件事情須要講述一下。

第一個，除了if語句以外，Shell Script中也有相似C語言中多分支結構的case語句，它的語法是：

case var in

pattern 1 )

… ;;

pattern 2 )

… ;;

*)

… ;;

esac

咱們再就下面一個例子，看看case語句的用法。

while getopts vc: OPTION

do

case $OPTION in

c) COPIES=$OPTARG

     ehco "$COPIES";;

v) echo "suyang";;

\?) exit 1;;

esac

done

上面的getopts相似於C語言提供的函數getopts，在Shell Script中，getopts常常和while語句聯合起來使用。

getopts的語法以下：

getopts option_string variable

option_string中包含一串單字符選項，若getopts在命令行參數中發現了連字符，那麼它會將連字符以後的字符與option_string進行比較，若匹配成功，則把變量variable的值設爲該選項，若無匹配，則把變量的值設爲？。有時候，選項還會帶一個值，例如-c5等，這時要在option_string中該選項字母后面加上一個冒號，getopts發現冒號後，會讀取該值，而後將該值放入特殊變量OPTARG中。這個命令比較複雜，若有須要，讀者能夠詳細參閱Shell編寫的相關資料。

上面這個循環的做用就是依次取出腳本名稱後面的選項，進行處理，若是輸入了非法選項，則進入"?指定的部分，退出腳本程序。

第二個，Bash提供了一種用於交互式應用的擴展select，用戶能夠從一組不一樣的值中進行選擇。其語法以下：

select var in …; do

break;

done

例如，下面這段程序的輸出是：

#!/bin/bash

echo "Your choice?"

select var in "a" "b" "c"; do

break

done

echo $var

----------------------------

Your choice?

1) a

2) b

3) c

第三，Shell Script中也可使用自定義的函數，其語法形式以下：

functionname()

{

…

}

例如咱們能夠把上面第二個例子中第四到第十二行放入一個名爲help函數體內，之後每次調用的時候直接寫help便可。函數中處理函數調用參數的方法是，直接用上面講過的$1、$2來分別表示第1、第二個參數，用$*表示參數列表。

第四，咱們也能夠在Shell下調試Shell Script腳本，固然最簡單的方法就是用echo輸出查看變量取值了。Bash也提供了真正的調試方法，就是執行腳本的時候用-x參數。

sh -x filename.sh

這會執行腳本並顯示腳本中全部變量的取值，也可使用參數-n，它並不執行腳本，只是返回全部的語法錯誤。