shell脚本编程及bash特性

bash特性及bash脚本编程初步
	终端,附着在终端的接口程序;
		GUI: KDE,GNome,Xfce
		CLI: /etc/shells

	bash的特性:
		命令行展开: ~,{}
		命令别名: alias,unalias
		命令历史: history
		文件名通配: glob
		快捷键:ctrl + a ,e,u,k,l
		命令补全:$PATH
		路径补全:

	bash特性之: 命令hash
		缓存此前命令的查找结果: key-value
			key : 搜索键
			value : 值
		hash命令 : 
			hash: 列出
			hash -d cmd: 删除
			hash -r : 清空
	
	bash的特性之一: 变量
		程序: 指令+数据
			指令:由程序文件提供;
			数据:IO设备,文件,管道,变量
		程序: 算法+数据
		变量名+指向的内存空间
		变量赋值: name=value
		变量类型: 存储格式,表示数据范围,参与的运算
			编程语言:
				强类型变量:
				弱类型变量:bash把所有变量统统视为字符型;bash中的变量无需事先声明;
		变量替换:把变量名出现的位置替换为其所指向的内存空间中数据;
		变量引用:${var_name},$var_name
		变量名:包含字母,数字和下划线(开头不能是数字)
			变量名:见名知义,命令机制遵循某种法则,以便区分,理解;不能使用程序的保留字,例如:if,else,while等

		bash变量类型:
			本地变量:作用域仅为当前shell进程
			环境变量:作用域为当前shell进程及其子进程
			局部变量:作用域仅为某代码片段(函数上下文)

			位置参数变量:当执行脚本的shell进程传递的参数;
			特殊变量:shell内置的有特殊功用的变量;
				$?: 
					0:成功
					1-255: 失败

			本地变量:
				变量赋值:name=value
				变量引用:${name},$name
					"":变量名会替换为其值;
					'':变量名不会替换为其值;
				查看变量:set
				撤销变量:unset name
					注意:此处非变量引用;
			环境变量:
				变量赋值:
					(1) export name=value
					(2) name=value
						export name
					(3) delcare -x name=value
					(4) name=value
						declare -x name
				变量引用:${name},$name

				注意: bash内嵌了许多环境变量(通常为全大写字符),用于定义bash工作环境
					PATH,HISTSIZE,HISTFILE,SHELL,HOME,UID,PWD...
				查看环境变量:export,declare -x,env,printenv
				撤销环境变量:unset name

			只读变量:
				(1) declare -r name
				(2) readonly name

				只读变量无法重新赋值,并且不支持撤销;存活时间为当前shell进程的生命周期,随shell进程进程终止而终止;

bash特性之一多命令执行:
	# cmd1 ; cmd2 ; cmd3 ; ...

	逻辑运算:
		运算数:	真(true,yes,on,1)
				假(false,no,off,0)
		与:
			1 && 0 = 0
		或:
			1 || 0 = 1
		非:
			! 1 = 0
		异或:判断是否相同,相同为0,相异为1;

	短路法则:
		示例:# id $username || useradd $username

shell脚本编程:
	编程语言分类:根据运行方式
		编译运行:源代码-->编译器(编译)-->程序文件 

		解释运行:源代码-->运行时启动解释器,由解释器边解释边运行;
	根据其编程中功能的实现是调用库还是调用外部的程序文件;
		shell脚本编程:
			利用系统上的命令及编程组件进行编程;
		完整编程:
			利用库或编程组件进行编程;

	编程模型:过程式编程语言,面向对象的编程语言
		过程式:以指令为中心来组织代码,数据服务于代码;
			顺序执行
			选择执行
			循环执行
			如:c,bash
		对象式:以数据为中心来组织代码,围绕数据来组织指令;
			类(class): 实例化对象,method;
			如:Java,c++,Python

	shell脚本编程:过程式编程,解释运行,依赖外部程序文件运行
		如何写shell脚本:
			脚本文件的第一行,定格:给出shebang,解释器路径,用于指明解释器当前脚本的解释器程序文件
				常见的解释器:
					#!/bin/bash
					#!/usr/bin/python

		文本编辑器:nano 
			行编辑器:sed
			全屏编辑器:nano,vi,vim

		shell脚本是什么?
			命令的堆积;
			但很多命令不具幂等性,需要用程序逻辑来判断运行条件是否满足,以避免其运行中发生错误;
		运行脚本:
			(1)赋予执行权限,并直接运行行命令参数传递给解释器程序;
				chmod +x /PATH 
				/PATH 
			(2) 直接运行解释器,将脚本以命令行参数传递给解释器程序;
				bash /PATH

		注意: 脚本中的空白行会被解释器忽略;
			脚本中,除了shebang,余下所有以#开头的行,都会被视作注释行被忽略;
			shell脚本的运行是通过运行一个子shell进程实现的;

	练习:写脚本
		(1) 显示/etc目录下所有以大写p或小写p开头的文件或目录本身;
		(2) 显示/var 目录下的所有文件或目录本身,并将显示结果中的小写转换为大写后显示;
		(3) 创建临时文件/tmp/myfile.xxxx;

	bash的配置文件:
		两类:
			profile类:为交互式登录的shell进程提供配置
			bashrc类:为非交互式登录的shell进程配置
		登录类型:
			交互式登录shell进程:
				直接通过某终端输入账号和密码后登录打开的shell进程;
				使用su - username 或者 su -l username执行的登录切换;
			非交互式登录shell进程:
				su username执行的登录切换;
				图形界面下打开的终端;
				运行脚本
		profile类:
			全局:对所有用户都有效;
				/etc/profile
				/etc/profile.d/*.sh
			用户个人:仅对当前用户有效;
				~/.bash_profile
			功用:
				1.用于定义环境变量;
				2.用于运行命令和脚本;
		bashrc类:
			全局:
				/etc/bashrc
			用户个人:
				~/.bashrc
			功用:
				1.定义本地变量;
				2.定义命令别名;
		注意:仅管理员可修改全局配置文件;

		交互式登录shell进程:
			/etc/profile-->/etc/profile.d/*-->/.bash_profile-->~/.bashrc-->/etc/bashrc

		非交互式登录shell进程:
			~/.bash rc-->/etc/bashrc-->/etc/profile.d/*

		命令行中定义的特性,例如变量和别名作用域为当前shell进程的生命周期
		配置文件定义的特性,只对随后新启动的shell进程有效

		让通过配置文件定义的特性立即生效:
			(1) 通过命令行重复定义一次;
			(2) 让shell进程重新读配置文件;
				~]# source /PATH 
				~]# . /PATH 

		问题一:定义对所有用户生效的命令别名,例如 cls='clear'?
		问题二:让centos用户登录是,提供其已经登录,并显示当前系统时间?

bash脚本编程运算:
	+,-,*,/,**,%

	算术运算表达式:
		(1)let VAR=算术运算表达式
		(2)VAR=$[算术运算表达式]
		(3)VAR=$((算术运算表达式))
		(4)VAR=$(exor $arg1 $op $arg2)
			如:
			[root@localhost ~]# n1=3
			[root@localhost ~]# n2=3
			[root@localhost ~]# echo "$n1+$n2"
			3+3
			[root@localhost ~]# echo "$((n1+$n2))"
			6
			[root@localhost ~]# echo "$[n1+$n2]"
			6
			[root@localhost ~]# echo "$(expr $n1 + $n2)"
			6

		注意:乘法符号在有些场景中需要使用转义符;

练习:
	写一个脚本,完成如下功能;
	添加三个用户;
	求此三个用户的UID之和;

  1 bash的基础特性:
  2     globbing:文件名通配(整体文件名匹配,而非部分);
  3         匹配模式:元字符
  4             *:匹配任意长度的任意字符.例如:pa*,*pa,*pa*,*p*a*
  5             ?:匹配任意单个字符.例如:pa?,??pa,p?a,p?a?,
  6             []:匹配指定范围内的单个字符.
  7                 [a-z],[A-Z],[0-9],[a-z0-9]
  8                 [[:upper:]]:所有大写字母
  9                 [[:lower:]]:所有小写字母
 10                 [[:alpha:]]:所有写字母
 11                 [[:digit:]]:所有数字
 12                 [[:alnum:]]:所有字母和数字
 13                 [[:space:]]:所有空白字符
 14                 [[:punct:]]:所有标点符号
 15                     例如:pa[0-9][0-9],2[0-9][0-9],[abcd]....
 16             [^]:匹配指定范围外的任意单个字符
 17                 [^[:upper:]]
 18                 [^0-9]
 19                 [^[:alnum:]]
 20 
 21 IO重定向及管道
 22     程序:数据+指令
 23     输入数据流:<--标准输入(stdin),键盘;
 24     输出数据流:-->标准输出(stdout),键盘;
 25     错误输出:  -->错误输出(stderr),显示器;
 26 
 27     fd:file description,文件描述符
 28         标准输入:0
 29         标准输出:1
 30         错误输出:2
 31 
 32     IO重定向:
 33         输出重定向: > 
 34             特性: 覆盖输出
 35         输出重定向:>>
 36             特性:追加输出
 37 
 38         # set -C
 39             禁止覆盖输出重定向至已存在文件;
 40             此时可使用强制覆盖输出:>
 41         # set +C
 42             关闭上述特性
 43 
 44         错误输出流重定向: 2> , 2>>
 45 
 46         合并正常输出流和错误输出流:
 47             (1) &> ,&>>
 48             (2) cmd > /PATH 2>&1
 49                 cmd >> /PATH 2>&1
 50 
 51         输入重定向: <
 52 
 53         tr命令:
 54             tr [option] ... set1 [set2]
 55                 把输入的数据当中的字符,凡是在set1定义范围内出现的,通过对位转换为set2出现的字符
 56             用法1:    tr set1 set2 < /PATH
 57             用法2:  tr -d set1 < /PATH    (不输出set1范围字符)
 58         注意:不修改原文件
 59 
 60         here document: <<
 61 
 62             cat << EOF
 63             cat > /PATH << EOF
 64 
 65         管道|:连接程序,实现将前一个命令的输出直接定向后一个程序当做输入数据流
 66             cmd | cmd | cmd |...
 67         
 68         tee命令: (从标准输入读入，输出并写入文件)
 69             cmd | tee /PATH 
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