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  • Shell编程

     
    Shell是一种具备特殊功能的程序, 它是介于使用者和 UNIX/linux 操作系统之核心
    程序(kernel)间的一个接口。为什么我们说 shell 是一种介于系统核心程序与使用者
    间的中介者呢?读过操作系统概论的读者们都知道操作系统是一个系统资源的管理者与分
    配者,当您有需求时,您得向系统提出;从操作系统的角度来看,它也必须防止使用者因
    为错误的操作而造成系统的伤害?众所周知,对计算机下命令得透过命令(command) 或
    是程序(program);程序有编译器(compiler)将程序转为二进制代码,可是命令呢?
      其实shell 也是一支程序,它由输入设备读取命令,再将其转为计算机可以了解的机械码,
    然后执行它
      各种操作系统都有它自己的 shell,以 DOS 为例,它的 shell 就是 command.com文
    件。如同 DOS 下有 NDOS,4DOS,DRDOS 等不同的命令解译程序可以取代标准的
    command.com ,UNIX 下除了 Bourne shell(/bin/sh) 外还有 C shell(/bin/csh)、
    Korn shell(/bin/ksh)、Bourne again shell(/bin/bash)、Tenex C shell(tcsh)
    等其它的 shell。UNIX/linux将 shell 独立于核心程序之外, 使得它就如同一般的应用
    程序, 可以在不影响操作系统本身的情况下进行修改、更新版本或是添加新的功能。
     
    shell是一个命令解释器,它从输入设备读取命令,再将其转为计算机可以了解的指令,然后执行它。
     
     
    基本上,替我们工作的是『硬件』,而控制硬件的是『核心』,再来,我们使用者乃是利用『Shell』控制一些 kernel 提供的 『工具 Utility』来操控硬件替我们正确的工作。再进一步来说,由于 kernel 听不懂人类的语言,而人类也没有办法直接记得 kernel 的语言,所以两者的沟通就得藉由 shell 来支援了!(其实早期的 DOS 的文字接口也是使用 shell 来沟通呀!那个 shell 的名称就叫做 command.com
     
     
    以字面上的意思来说, kernel 是『核心』的意思,而 Shell 是『壳』的意思,呵呵!也就是说, shell 是最外头的咚咚!
     
     
    shell中变量与变量的设定
     
    myfile=”List”
    export myfile
     
    通常大写字符为系统预设变量,自行设定变量可以使用小写字符;
     
     
    变量与变量内容以等号(=)来连结
    等号两边不能直接接空格符
    #!/bin/sh
    a = c
    echo $a
     
    bash-3.2# sh ab.sh
    ab.sh: line 3: a: command not found
     
    若有空格符可以使用双引号或单引号将变量内容结合起来,但须要特别留意,双引号内的特殊字符可以保有变量特性,但是单引号内的特殊字符则仅为一般字符,例如:
    # name=aa bb             //错误
    # name=“aa bb”          //正确
    # name=“$LOGNAME is me”  //root is me
    # name=‘$LOGNAME is me’  //$LOGNAME is me
     
    双引号内的特殊字符可以保有变量特性
     
     必要时需要以跳脱字符『 \ 』来将特殊符号(如Enter, $, \, 空格符, '等)变成一般符号
     
     
     
    1.test测试命令
     

    test命令用于检查某个条件是否成立,它可以进行数值、字符和文件三个方面的测试,其测试符和相应的功能分别如下:

    test命令有两种格式

    test condition

    或[ condition ]

    使用方括号时,要注意在条件两边加上空格。

    (1)数值测试:

    -eq:等于则为真

    -ne:不等于则为真

    -gt:大于则为真

    -ge:大于等于则为真

    -lt:小于则为真

    -le:小于等于则为真

    (2)字符串测试:

    =:等于则为真

    !=:不相等则为真

    -z 字符串:字符串长度伪则为真

    -n 字符串:字符串长度不伪则为真

    (3)文件测试:

    -e 文件名:如果文件存在则为真

    -r 文件名:如果文件存在且可读则为真

    -w 文件名:如果文件存在且可写则为真

    -x 文件名:如果文件存在且可执行则为真

    -s 文件名:如果文件存在且至少有一个字符则为真

    -d 文件名:如果文件存在且为目录则为真

    -f 文件名:如果文件存在且为普通文件则为真

    -c 文件名:如果文件存在且为字符型特殊文件则为真

    -b 文件名:如果文件存在且为块特殊文件则为真

    另外,Linux还提供了与(“!”)、或(“-o)、非(“-a”)三个逻辑操作符用于将测试条件连接起来,其优先级为:“!”最高,“-a”次之,“-o”最低。同时,bash也能完成简单的算术运算,格式如下:

    $[expression]

    例如:var1=2

    var2=$[var1*10+1]

    则:var2的值为21。

    2.if条件语句

    if [ -x /sbin/quotaon ]; then

    echo "Turning on Quota for root filesystem"

    /sbin/quotaon /

    elif [ -x /sbin/quotaon ]; then

    /usr/bin/bash

    else

    echo "ok"

    fi

    3.for 循环

    #!/bin/sh

    WORD="a b c d e f g h i j l m n o p q r s t u v w x y z"

    for i in $WORD ; do

    echo $i

    done

    #!/bin/sh

    FILES=`ls /txt/*.txt`

    for txt in $FILES ; do

    doc=`echo $txt | sed "s/.txt/.doc/"`

    mv $txt $doc

    done

    4.while和until 循环

    #!/bin/sh

    while [ -f /var/run/ppp0.pid ] ; do

    killall pppd

    done

    #!/bin/sh

    until [ -f /var/run/ppp0.pid ] ; do

    sleep 1

    done

    Shell还提供了true和false两条命令用于建立无限循环结构的需要,它们的返回状态分别是总为0或总为非0

    5.case 条件选择

    #!/bin/sh

    case $1 in

    start | begin)

    echo "start something"

    ;;

    stop | end)

    echo "stop something"

    ;;

    *)

    echo "Ignorant"

    ;;

    esac

    case表达式中也可以使用shell的通配符(“*”、“?”、“[ ]”)。

    6.无条件控制语句break和continue

    break 用于立即终止当前循环的执行,而contiune用于不执行循环中后面的语句而立即开始下一个循环的执行。这两个语句只有放在do和done之间才有效。

    7.函数定义

    在shell中还可以定义函数。函数实际上也是由若干条shell命令组成的,因此它与shell程序形式上是相似的,不同的是它不是一个单独的进程,而是shell程序的一部分。函数定义的基本格式为:

    function name

    {

    若干命令行

    }

    调用函数的格式为:

    functionname param1 param2 ……

    shell函数可以完成某些例行的工作,而且还可以有自己的退出状态,因此函数也可以作为if、while等控制结构的条件。在函数定义时不用带参数说明,但在调用函数时可以带有参数,此时shell将把这些参数分别赋予相应的位置参数$1、$2、...及$*。

    8.命令分组

    在shell中有两种命令分组的方法:“()”和“{}”,前者当shell执行()中的命令时将再创建一个新的子进程,然后这个子进程去执行圆括弧中的命令。当用户在执行某个命令时不想让命令运行时对状态集合(如位置参数、环境变量、当前工作目录等)的改变影响到下面语句的执行时,就应该把这些命令放在圆括弧中,这样就能保证所有的改变只对子进程产生影响,而父进程不受任何干扰;{}用于将顺序执行的命令的输出结果用于另一个命令的输入(管道方式)。当我们要真正使用圆括弧和花括弧时(如计算表达式的优先级),则需要在其前面加上转

    义符(\)以便让shell知道它们不是用于命令执行的控制所用。

    9.信号

    trap命令用于在shell程序中捕捉到信号,之后可以有三种反应方式:

    (1)执行一段程序来处理这一信号

    (2)接受信号的默认操作

    (3)忽视这一信号

    trap对上面三种方式提供了三种基本形式:

    第一种形式的trap命令在shell接收到signal list清单中数值相同的信号时,将执行双引号中的命令串。

    trap 'commands' signal-list

    trap "commands" signal-list

    为了恢复信号的默认操作,使用第二种形式的trap命令:trap signal-list

    第三种形式的trap命令允许忽视信号:trap " " signal-list

    注意:(1)对信号11(段违例)不能捕捉,因为shell本身需要捕捉该信号去进行内存的转储。

    (2)在trap中可以定义对信号0的处理(实际上没有这个信号),shell程序在其终止(如执行exit语句)时发出该信号。

    (3)在捕捉到signal-list中指定的信号并执行完相应的命令之后,如果这些命令没有将shell程序终止的话,shell程序将继续执行收到信号时所执行的命令后面的命令,这样将很容易导致shell程序无法终止。

    另外,在trap语句中,单引号和双引号是不同的,当shell程序第一次碰到trap语句时,将把commands中的命令扫描一遍。此时若 commands是用单引号括起来的话,那么shell不会对commands中的变量和命令进行替换,否则commands中的变量和命令将用当时具体

    的值来替换。

    10. 运行shell程序的方法

    执行shell程序的方法有三种:

    (1)sh shell程序文件名

    格式为:bash shell 程序文件名

    这实际上是调用一个新的bash命令解释程序,而把shell程序文件名作为参数传递给它。新启动的shell将去读指定的文件,执行文件中列出的命令,当所有的命令都执行完结束。该方法的优点是可以利用shell调试功能。

    (2)sh

    格式为:bash

    这种方式就是利用输入重定向,使shell命令解释程序的输入取自指定的程序文件。

    (3)用chmod命令使shell程序成为可执行的

    11. bash程序的调试

    bash -选择项 shell程序文件名

    几个常用的选择项是:

    -e:如果一个命令失败就立即退出

    -n:读入命令但是不执行它们

    -u:置换时把未设置的变量看作出错

    -v:当读入shell输入行时把它们显示出来

    -x:执行命令时把命令和它们的参数显示出来

    上面的所有选项也可以在shell程序内部用“set -选择项”的形式引用,而“set +选择项”则将禁止该选择项起作用。如果只想对程序的某一部分使用某些选择项时,则可以将该部分用上面两个语句包围起来。

    1.未置变量退出和立即退出

    未置变量退出特性允许用户对所有变量进行检查,如果引用了一个未赋值的变量就终止shell程序的执行。shell通常允许未置变量的使用,在这种情况下,变量的值为空。如果设置了未置变量退出选择项,则一旦使用了未置变量就显示错误信息,并终止程序的运行。未置变量退出选择项为“-u”。当 shell运行时,若遇到不存在或不可执行的命令、重定向失败或命令非正常结束等情况时,如果未经重新定向,该出错信息会打印在终端屏幕上,而shell 程序仍将继续执行。要想在错误发生时迫使shell程序立即结束,可以使用“-e”选项将shell程序的执行立即终止。

    2.shell程序的跟踪

    调试shell程序的主要方法是利用shell命令解释程序的“-v”或“-x”选项来跟踪程序的执行。 “-v”选择项使shell在执行程序的过程中,把它读入的每一个命令行都显示出来,而“-x”选择项使shell在执行程序的过程中把它执行的每一个命令在行首用一个“+”加上命令名显示出来。并把每一个变量和该变量所取的值也显示出来,因此,它们的主要区别在于:在执行命令行之前无“-v”则打印出命令行的原始内容,而有“-v”则打印出经过替换后的命令行的内容。

    除了使用shell的“-v”和“-x”选择项以外,还可以在 shell程序内部采取一些辅助调试的措施。例如,可以在shell程序的一些关键地方使用echo命令把必要的信息显示出来,它的作用相当于C语言中的 printf语句,这样就可以知道程序运行到什么地方及程序目前的状态。

    12. bash的内部命令

    bash命令解释程序包含了一些内部命令。内部命令在目录列表时是看不见的,它们由shell本身提供。常用的内部命令有:echo、eval、exec、export、readonly、read、shift、wait和点(.)。下面简单介绍其命令格式和功能。

    1.echo 命令格式:echo arg

    功能:在屏幕上打印出由arg指定的字符串。

    2.eval 命令格式:eval args

    功能:当shell程序执行到eval语句时,shell读入参数args,并将它们组合成一个新的命令,然后执行。

    3.exec 命令格式:exec 命令 命令参数

    功能:当shell执行到exec语句时,不会去创建新的子进程,而是转去执行指定的命令,当指定的命令执行完时,该进程,也就是最初的shell就终止了,所以shell程序中exec

    后面的语句将不再被执行。

    4.export 命令格式:export 变量名 或:export 变量名=变量值

    功能:shell可以用export把它的变量向下带入子shell从而让子进程继承父进程中的环境变量。但子shell不能用export把它的变量向上带入父shell。

    注意:不带任何变量名的export语句将显示出当前所有的export变量。

    5.readonly 命令格式:readonly 变量名

    功能:将一个用户定义的shell变量标识为不可变的。不带任何参数的readonly命令将显示出所有只读的shell变量。

    6.read 命令格式:read变量名表

    功能:从标准输入设备读入一行,分解成若干字,赋值给shell程序内部定义的变量。

    7.shift语句

    功能:shift语句按如下方式重新命名所有的位置参数变量:$2成为$1,$3成为$2……在程序中每使用一次shift语句,都使所有的位置参数依次向左移动一个位置,并使位置参数“$#”减一,直到减到0。

    8.wait

    功能:是shell等待在后台启动的所有子进程结束。Wait的返回值总是真。

    9.exit

    功能:退出shell程序。在exit之后可有选择地指定一个数字作为返回状态。

    10.“.”(点)

    命令格式:. Shell程序文件名

    功能:使shell读入指定的shell程序文件并依次执行文件中的所有语句。

    13. 特殊参数

    1. $*: 代表所有参数,其间隔为IFS内定参数的第一个字元

    2. $@: 与*星号类同。不同之处在於不参照IFS

    3. $#: 代表参数数量

    4. $?: 执行上一个指令的返回值

    5. $-: 最近执行的foreground pipeline的选项参数

    6. $$: 本身的Process ID

    7. $!: 执行上一个背景指令的PID

    8. $_: 显示出最後一个执行的命令

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