Linux shell環境的使用及腳本編程

介紹

Shell自己是一個用C語言編寫的程序，它是用戶使用Unix/Linux的橋樑，用戶的大部分工做都是經過Shell完成的。Shell既是一種命令語言，又是一種程序設計語言。做爲命令語言，它交互式地解釋和執行用戶輸入的命令；做爲程序設計語言，它定義了各類變量和參數，並提供了許多在高級語言中才具備的控制結構，包括循環和分支。

它雖然不是Unix/Linux系統內核的一部分，但它調用了系統核心的大部分功能來執行程序、創建文件並以並行的方式協調各個程序的運行。所以，對於用戶來講，shell是最重要的實用程序，深刻了解和熟練掌握shell的特性極其使用方法，是用好Unix/Linux系統的關鍵。

能夠說，shell使用的熟練程度反映了用戶對Unix/Linux使用的熟練程度。

Shell有兩種執行命令的方式：

交互式（Interactive）：解釋執行用戶的命令，用戶輸入一條命令，Shell就解釋執行一條。
批處理（Batch）：用戶事先寫一個Shell腳本(Script)，其中有不少條命令，讓Shell一次把這些命令執行完，而沒必要一條一條地敲命令。
Shell腳本和編程語言很類似，也有變量和流程控制語句，但Shell腳本是解釋執行的，不須要編譯，Shell程序從腳本中一行一行讀取並執行這些命令，至關於一個用戶把腳本中的命令一行一行敲到Shell提示符下執行。

Unix/Linux上常見的Shell腳本解釋器有bash、sh、csh、ksh等，習慣上把它們稱做一種Shell。咱們常說有多少種Shell，其實說的是Shell腳本解釋器。因爲bash是最多見的腳本解釋器，如無特殊說明，本課程中使用的shell默認都是bash shell。

注意：bash是linux標準的默認shell，bash徹底兼容sh，也就是說，用sh寫的腳本能夠不加修改的在bash中執行。

何時使用shell

由於Shell彷佛是各UNIX系統之間通用的功能，而且通過了POSIX的標準化。所以，Shell腳本只要「用心寫」一次，便可應用到不少系統上。所以，之因此要使用Shell腳本是基於：

• 簡單性：Shell是一個高級語言；經過它，你能夠簡潔地表達複雜的操做。

• 可移植性：使用POSIX所定義的功能，能夠作到腳本無須修改就可在不一樣的系統上執行。

• 開發容易：能夠在短期內完成一個功能強大又實用的腳本。

可是，考慮到Shell腳本的命令限制和效率問題，下列狀況通常不使用Shell：

1. 資源密集型的任務，尤爲在須要考慮效率時（好比，排序，hash等等）。

2. 須要處理大任務的數學操做，尤爲是浮點運算，精確運算，或者複雜的算術運算（這種狀況通常使用C++或FORTRAN 來處理）。

3. 有跨平臺（操做系統）移植需求（通常使用C 或Java）。

4. 複雜的應用，在必須使用結構化編程的時候（須要變量的類型檢查，函數原型，等等）。

5. 對於影響系統全局性的關鍵任務應用。

6. 對於安全有很高要求的任務，好比你須要一個健壯的系統來防止入侵、破解、惡意破壞等等。

7. 項目由連串的依賴的各個部分組成。

8. 須要大規模的文件操做。

9. 須要多維數組的支持。 須要數據結構的支持，好比鏈表或數等數據結構。

10. 須要產生或操做圖形化界面 GUI。

11. 須要直接操做系統硬件。

12. 須要 I/O 或socket 接口。

13. 須要使用庫或者遺留下來的老代碼的接口。

14. 私人的、閉源的應用（shell 腳本把代碼就放在文本文件中，全世界都能看到）。

若是你的應用符合上邊的任意一條，那麼就考慮一下更強大的語言吧——或許是Perl、Tcl、Python、Ruby——或者是更高層次的編譯語言好比C/C++，或者是Java。即便如此，你會發現，使用shell來原型開發你的應用，在開發步驟中也是很是有用的。

第一個shell腳本

打開文本編輯器vim，新建一個文件test，擴展名爲sh（sh表明shell），全名是 test.sh 。擴展名並不影響腳本執行，見名知意就好，若是你用 php 寫shell 腳本，擴展名就用 php 好了。

輸入一些代碼：

#!/bin/sh
#echo "123456"
echo "Hello World !"

第一行「#!」 是一個約定的標記，它告訴系統這個腳本須要什麼解釋器來執行，即便用哪種Shell。一般/bin/sh是指向/bin/bash的。

但後面的字符 # 表示註釋，#後面的內容將被忽略。

echo命令用於向窗口輸出文本。

運行Shell腳本有兩種方法。

做爲可執行程序
將上面的代碼保存爲test.sh，並 cd 到相應目錄：

$ chmod +x ./test.sh  #使腳本具備執行權限
$ ./test.sh  #執行腳本
Hello World !

注意，必定要寫成./test.sh，而不是test.sh。運行其它二進制的程序也同樣，直接寫test.sh，linux系統會去PATH裏尋找有沒有叫test.sh的，而只有/bin, /sbin, /usr/bin，/usr/sbin等在PATH裏，你的當前目錄一般不在PATH裏，因此寫成test.sh是會找不到命令的，要用./test.sh告訴系統說，就在當前目錄找。

經過這種方式運行bash腳本，第一行必定要寫對，好讓系統查找到正確的解釋器。

做爲解釋器參數
這種運行方式是，直接運行解釋器，其參數就是shell腳本的文件名，如：

$ /bin/sh test.sh
$ /bin/php test.php

這種方式運行的腳本，不須要在第一行指定解釋器信息，寫了也沒用。

再看一個例子。下面的腳本使用 read 命令從 stdin 獲取輸入並賦值給 PERSON 變量，最後在 stdout 上輸出：

#!/bin/bash
# Author : mozhiyan
# Copyright (c) http://see.xidian.edu.cn/cpp/linux/
# Script follows here:
echo "What is your name?"
read PERSON
echo "Hello, $PERSON"

運行腳本：

$ chmod +x ./test.sh
$ ./test.sh
What is your name?
mozhiyan
Hello, mozhiyan

定義變量

Shell支持自定義變量。

定義變量時，變量名不加美圓符號（$），如：

variableName="value"

注意，變量名和等號之間不能有空格，這可能和你熟悉的全部編程語言都不同。同時，變量名的命名須遵循以下規則：

首個字符必須爲字母（a-z，A-Z）。
中間不能有空格，可使用下劃線（_）。
不能使用標點符號。
不能使用bash裏的關鍵字（可用help命令查看保留關鍵字）。
變量定義舉例：

$ myUrl="http://see.xidian.edu.cn/cpp/linux/"
$ myNum=100

使用變量

使用一個定義過的變量，只要在變量名前面加美圓符號（$）便可，如：

$ your_name="mozhiyan"
$ echo $your_name
mozhiyan
$ echo ${your_name}
mozhiyan

變量名外面的花括號是可選的，加不加都行，加花括號是爲了幫助解釋器識別變量的邊界，好比下面這種狀況：

$ for skill in Ada Coffe Action Java \
do \
    echo "I am good at ${skill}Script" \
done

若是不給skill變量加花括號，寫成echo "I am good at $skillScript"，解釋器就會把$skillScript當成一個變量（其值爲空），代碼執行結果就不是咱們指望的樣子了。

注：推薦給全部變量加上花括號，這是個好的編程習慣。

從新定義變量

已定義的變量，能夠被從新定義，如：

$ myID="Im a bird"
$ echo ${myID}
$ myID="Im a monkey"
$ echo ${myID}

這樣寫是合法的，但注意，第二次賦值的時候不能寫 $myID="Im a monkey"，使用變量的時候才加美圓符（$）。

只讀變量

使用 readonly 命令能夠將變量定義爲只讀變量，只讀變量的值不能被改變。

下面的例子嘗試更改只讀變量，結果報錯：

#!/bin/bash
myUrl="http://see.xidian.edu.cn/cpp/shell/"
readonly myUrl
myUrl="http://see.xidian.edu.cn/cpp/danpianji/"

運行腳本，結果以下：

./test.sh: line 7: myUrl: readonly variable

刪除變量

使用 unset 命令能夠刪除變量。語法：

$ unset variable_name

變量被刪除後不能再次使用；unset 命令不能刪除只讀變量。

舉個例子：

#!/bin/sh
myUrl="http://see.xidian.edu.cn/cpp/u/xitong/"
unset myUrl
echo $myUrl

上面的腳本沒有任何輸出。

若是以爲不過癮能夠到這裏來看看，能夠邊學邊練習的參考資料...