Bash 執行個體，第一部分—Bourne again shell (bash) 基本編程

通過學習如何使用 bash 指令碼語言編程，將使 Linux 的日常互動更有趣和有生產力，同時還可以利用那些已熟悉和喜愛的標準 UNIX 概念（如管道和重新導向）。在此三部分系列中，Daniel Robbins 將以樣本指導您如何用 bash 編程。他將講述非常基本的知識（這使此系列十分適合初學者），並在後續系列中逐步引入更進階特性。

您可能要問：為什麼要學習 Bash 編程？好，以下是幾條令人信服的理由：

已經在運行它

如果查看一下，可能會發現：您現在正在運行 bash。因為 bash 是標準 Linux shell，並用於各種目的，所以，即使更改了預設 shell，bash 可能 仍 在系統中某處運行。因為 bash 已在運行，以後啟動並執行任何 bash 指令碼都天生是有效利用記憶體的，因為它們與任何已啟動並執行 bash 進程共用記憶體。如果正在啟動並執行工具可以勝任工作，並且做得很好，為什麼還要裝入一個 500K 的解譯器？

 

 

 

已經在使用它

不僅在運行 bash，實際上，您每天還在與 bash 打交道。它總在那裡，因此學習如何最大限度使用它是有意義的。這樣做將使您的 bash 經驗更有趣和有生產力。但是為什麼要學習 bash 編程 ？很簡單，因為您已在考慮如何運行命令、CPing 檔案以及管道化和重新導向輸出。為什麼不學習一種語言，以便使用和利用那些已熟悉和喜愛的強大省時的概念？命令 shell 開啟了 UNIX 系統的潛能，而 bash 正是 這個 Linux shell。它是您和機器之間的進階紐帶。增長 bash 知識吧，這將自動提高您在 Linux 和 UNIX 中的生產力 -- 就那麼簡單。

 

Bash 困惑

以錯誤方式學習 bash 令人十分困惑。許多新手輸入 "man bash" 來查看 bash 協助頁，但只得到非常簡單和技術方面的 shell 功能性描述。還有人輸入 "info bash"（來查看 GNU 資訊文檔），只能得到重新顯示的協助頁，或者（如果幸運）略為友好的資訊文檔。

儘管這可能使初學者有些失望，但標準 bash 文檔無法滿足所有人的要求，它只適合那些已大體熟悉 shell 編程的人。協助頁中確實有很多極好的技術資訊，但對初學者的協助卻有限。

這就是本系列的目的所在。在本系列中，我將講述如何實際使用 bash 編程概念，以便編寫自己的指令碼。與技術描述不同，我將以簡單的語言為您解釋，使您不僅知道事情做什麼，還知道應在何時使用。在此三部分系列末尾，您將可以自己編寫複雜的 bash 指令碼，並可以自如地使用 bash 以及通過閱讀（和理解）標準 bash 文檔來補充知識。讓我們開始吧。

 

環境變數

在 bash 和幾乎所有其它 shell 中，使用者可以定義環境變數，這些環境變數在以 ASCII 字串儲存。環境變數的最便利之處在於：它們是 UNIX 進程模型的標準部分。這意味著：環境變數不僅由 shell 指令碼獨用，而且還可以由編譯過的標準程式使用。當在 bash 中“匯出”環境變數時，以後啟動並執行任何程式，不管是不是 shell 指令碼，都可以讀取設定。一個很好的例子是 vipw 命令，它通常允許 root 使用者編輯系統口令檔案。通過將 EDITOR 環境變數設定成喜愛的文字編輯器名稱，可以配置 vipw，使其使用該編輯器，而不使用 vi，如果習慣於 xemacs 而確實不喜歡 vi，那麼這是很便利的。

在 bash 中定義環境變數的標準方法是：

$ myvar='This is my environment variable!'

以上命令定義了一個名為 "myvar" 的環境變數，並包含字串 "This is my environment variable!"。以上有幾點注意事項：第一，在等號 "=" 的兩邊沒有空格，任何空格將導致錯誤（試一下看看）。第二個件要注意的事是：雖然在定義一個字時可以省略引號，但是當定義的環境變數值多於一個字時（包含空格或製表鍵），引號是必須的。

引用細節 有關如何在 bash 中使用引號的非常詳盡的資訊，請參閱 bash 協助頁面中的“引用”一節。特殊字元序列由其它值“擴充”（替換）確實使 bash 中字串的處理變得複雜。本系列將只講述最常用的引用功能。

第三，雖然通常可以用雙引號來替代單引號，但在上例中，這樣做會導致錯誤。為什麼呢？因為使用單引號禁用了稱為擴充的 bash 特性，其中，特殊字元和字元系列由值替換。例如，"!" 字元是曆史擴充字元，bash 通常將其替換為前面輸入的命令。（本系列文章中將不講述曆史擴充，因為它在 bash 編程中不常用。有關曆史擴充的詳細資料，請參閱 bash 協助頁中的“曆史擴充”一節。）儘管這個類似於宏的功能很便利，但我們現在只想在環境變數後面加上一個簡單的驚嘆號，而不是宏。

現在，讓我們看一下如何實際使用環境變數。這有一個例子：

$ echo $myvar This is my environment variable!

通過在環境變數的前面加上一個 $，可以使 bash 用 myvar 的值替換它。這在 bash 術語中叫做“變數擴充”。但是，這樣做將怎樣：

$ echo foo$myvarbar foo

我們希望回顯 "fooThis is my environment variable!bar"，但卻不是這樣。錯在哪裡？簡單地說，bash 變數擴充設施陷入了困惑。它無法識別要擴充哪一個變數：$m、$my、$myvar 、$myvarbar 等等。如何更明確清楚地告述 bash 引用哪一個變數？試一下這個：

$ echo foo${myvar}bar fooThis is my environment variable!bar

如您所見，當環境變數沒有與周圍文本明顯分開時，可以用花括弧將它括起。雖然 $myvar 可以更快輸入，並且在大多數情況下正確工作，但 ${myvar} 卻能在幾乎所有情況下正確通過文法分析。除此之外，二者相同，將在本系列的餘下部分看到變數擴充的兩種形式。請記住：當環境變數沒有用空白（空格或製表鍵）與周圍文本分開時，請使用更明確的花括弧形式。

回想一下，我們還提到過可以“匯出”變數。當匯出環境變數時，它可以自動地由以後啟動並執行任何指令碼或可執行程式環境使用。shell 指令碼可以使用 shell 的內建環境變數支援“到達”環境變數，而 C 程式可以使用 getenv() 函數調用。這裡有一些 C 程式碼範例，輸入並編譯它們 -- 它將協助我們從 C 的角度理解環境變數：

myvar.c -- 樣本環境變數 C 程式

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(void) { char *myenvvar=getenv("EDITOR"); printf("The editor environment variable is set to %s/n",myenvvar); }

將上面的代碼儲存到檔案 myenv.c 中，然後發出以下命令進行編譯：

$ gcc myenv.c -o myenv

現在，目錄中將有一個可執行程式，它在運行時將列印 EDITOR 環境變數的值（如果有值的話）。這是在我機器上運行時的情況：

$ ./myenv The editor environment variable is set to (null)

啊... 因為沒有將 EDITOR 環境變數設定成任何值，所以 C 程式得到一個Null 字元串。讓我們試著將它設定成特定值：

$ EDITOR=xemacs $ ./myenv The editor environment variable is set to (null)

雖然希望 myenv 列印值 "xemacs"，但是因為還沒有匯出環境變數，所以它卻沒有很好地工作。這次讓它正確工作：

$ export EDITOR $ ./myenv The editor environment variable is set to xemacs

現在，如您親眼所見：不匯出環境變數，另一個進程（在本例中是樣本 C 程式）就看不到環境變數。順便提一句，如果願意，可以在一行定義並匯出環境變數，如下所示：

$ export EDITOR=xemacs

這與兩行版本的效果相同。現在該示範如何使用 unset 來除去環境變數：

$ unset EDITOR $ ./myenv The editor environment variable is set to (null)

截斷字串概述

截斷字串是將初始字串截斷成較小的獨立塊，它是一般 shell 指令碼每天執行的任務之一。很多時候，shell 指令碼需要採用全限定路徑，並找到結束的檔案或目錄。雖然可以用 bash 編碼實現（而且有趣），但標準 basename UNIX 可執行程式可以極好地完成此工作：

$ basename /usr/local/share/doc/foo/foo.txt foo.txt $ basename /usr/home/drobbins drobbins

Basename 是一個截斷字串的極簡便工具。它的相關命令 dirname 返回 basename 丟棄的“另”一部分路徑。

$ dirname /usr/local/share/doc/foo/foo.txt /usr/local/share/doc/foo $ dirname /usr/home/drobbins/ /usr/home

命令替換

需要知道一個簡便操作：如何建立一個包含可執行命令結果的環境變數。這很容易：

$ MYDIR=`dirname /usr/local/share/doc/foo/foo.txt` $ echo $MYDIR /usr/local/share/doc/foo

上面所做的稱為“命令替換”。此例中有幾點需要指出。在第一行，簡單地將要執行的命令以 反引號 括起。那不是標準的單引號，而是鍵盤中通常位於 Tab 鍵之上的單引號。可以用 bash 備用命令替換文法來做同樣的事：

$ MYDIR=$(dirname /usr/local/share/doc/foo/foo.txt) $ echo $MYDIR /usr/local/share/doc/foo

如您所見，bash 提供多種方法來執行完全一樣的操作。使用命令替換可以將任何命令或命令管道放在 ` ` 或 $( ) 之間，並將其分配給環境變數。真方便！下面是一個例子，示範如何在命令替換中使用管道：

MYFILES=$(ls /etc | grep pa) bash-2.03$ echo $MYFILES pam.d passwd

象專業人員那樣截斷字串

儘管 basename 和 dirname 是很好的工具，但有時可能需要執行更進階的字串“截斷”，而不只是標準的路徑名操作。當需要更強的說服力時，可以利用 bash 內建的變數擴充功能。已經使用了類似於 ${MYVAR} 的標準類型的變數擴充。但是 bash 自身也可以執行一些便利的字串截斷。看一下這些例子：

$ MYVAR=foodforthought.jpg $ echo ${MYVAR##*fo} rthought.jpg $ echo ${MYVAR#*fo} odforthought.jpg

 

在第一個例子中，輸入了 ${MYVAR##*fo}。它的確切含義是什嗎？基本上，在 ${ } 中輸入環境變數名稱，兩個 ##，然後是萬用字元 ("*fo")。然後，bash 取得 MYVAR，找到從字串 "foodforthought.jpg" 開始處開始、且匹配萬用字元 "*fo" 的 最長 子字串，然後將其從字串的開始處截去。剛開始理解時會有些困難，為了感受一下這個特殊的 "##" 選項如何工作，讓我們一步步地看看 bash 如何完成這個擴充。首先，它從 "foodforthought.jpg" 的開始處搜尋與 "*fo" 萬用字元匹配的子字串。以下是檢查到的子字串：

f fo MATCHES *fo foo food foodf foodfo MATCHES *fo foodfor foodfort foodforth foodfortho foodforthou foodforthoug foodforthought foodforthought.j foodforthought.jp foodforthought.jpg

 

在搜尋了匹配的字串之後，可以看到 bash 找到兩個匹配。它選擇最長的匹配，從初始字串的開始處除去，然後返回結果。

上面所示的第二個變數擴充形式看起來與第一個相同，但是它只使用一個 "#" -- 並且 bash 執行 幾乎 同樣的過程。它查看與第一個例子相同的子字串系列，但是 bash 從初始字串除去 最短 的匹配，然後返回結果。所以，一查到 "fo" 子字串，它就從字串中除去 "fo"，然後返回 "odforthought.jpg"。

這樣說可能會令人十分困惑，下面以一簡單方式記住這個功能。當搜尋最長相符時，使用 ##（因為 ## 比 # 長）。當搜尋最短匹配時，使用 #。看，不難記吧！等一下，怎樣記住應該使用 '#' 字元來從字串開始部分除去？很簡單！注意到了嗎：在美國鍵盤上，shift-4 是 "$"，它是 bash 變數擴充字元。在鍵盤上，緊靠 "$" 左邊的是 "#"。這樣，可以看到："#" 位於 "$" 的“開始處”，因此（根據我們的記憶法），"#" 從字串的開始處除去字元。您可能要問：如何從字串末尾除去字元。如果猜到我們使用美國鍵盤上緊靠 "$" 右邊 的字元 ("%)，那就猜對了。這裡有一些簡單的例子，解釋如何截去字串的末尾部分：

$ MYFOO="chickensoup.tar.gz" $ echo ${MYFOO%%.*} chickensoup $ echo ${MYFOO%.*} chickensoup.tar

 

正如您所見，除了將匹配萬用字元從字串末尾除去之外，% 和 %% 變數擴充選項與 # 和 ## 的工作方式相同。請注意：如果要從末尾除去特定子字串，不必使用 "*" 字元：

MYFOOD="chickensoup" $ echo ${MYFOOD%%soup} chicken

 

在此例中，使用 "%%" 或 "%" 並不重要，因為只能有一個匹配。還要記住：如果忘記了應該使用 "#" 還是 "%"，則看一下鍵盤上的 3、4 和 5 鍵，然後猜出來。

可以根據特定字元位移和長度，使用另一種形式的變數擴充，來選擇特定子字串。試著在 bash 中輸入以下行：

$ EXCLAIM=cowabunga $ echo ${EXCLAIM:0:3} cow $ echo ${EXCLAIM:3:7} abunga

 

這種形式的字串截斷非常簡便，只需用冒號分開來指定起始字元和子字串長度。

 

 

 

應用字串截斷

現在我們已經學習了所有截斷字串的知識，下面寫一個簡單短小的 shell 指令碼。我們的指令碼將接受一個檔案作為自變數，然後列印：該檔案是否是一個 tar 檔案。要確定它是否是 tar 檔案，將在檔案末尾尋找模式 ".tar"。如下所示：

mytar.sh -- 一個簡單的指令碼

#!/bin/bash if [ "${1##*.}" = "tar" ] then echo This appears to be a tarball. else echo At first glance, this does not appear to be a tarball. fi

要運行此指令碼，將它輸入到檔案 mytar.sh 中，然後輸入 "chmod 755 mytar.sh"，產生可執行檔。然後，如下做一下 tar 檔案實驗：

$ ./mytar.sh thisfile.tar This appears to be a tarball. $ ./mytar.sh thatfile.gz At first glance, this does not appear to be a tarball.

好，成功運行，但是不太實用。在使它更實用之前，先看一下上面使用的 "if" 語句。語句中使用了一個布林運算式。在 bash 中，"=" 比較子檢查字串是否相等。在 bash 中，所有布林運算式都用方括弧括起。但是布林運算式實際上測試什嗎？讓我們看一下左邊。根據前面所學的字串截斷知識，"${1##*.}" 將從環境變數 "1" 包含的字串開始部分除去最長的 "*." 匹配，並返回結果。這將返迴文件中最後一個 "." 之後的所有部分。顯然，如果檔案以 ".tar" 結束，結果將是 "tar"，條件也為真。

您可能會想：開始處的 "1" 環境變數是什麼。很簡單 -- $1 是傳給指令碼的第一個命令列自變數，$2 是第二個，以此類推。好，已經回顧了功能，下面來初探 "if" 語句。

 

If 語句

與大多數語言一樣，bash 有自己的條件形式。在使用時，要遵循以上格式；即，將 "if" 和 "then" 放在不同行，並使 "else" 和結束處必需的 "fi" 與它們水平對齊。這將使代碼易於閱讀和調試。除了 "if,else" 形式之外，還有其它形式的 "if" 語句：

if [ condition ] then action fi

只有當 condition 為真時，該語句才執行操作，否則不執行操作，並繼續執行 "fi" 之後的任何行。

if [ condition ] then action elif [ condition2 ] then action2 . . . elif [ condition3 ] then else actionx fi

以上 "elif" 形式將連續測試每個條件，並執行符合第一個 真 條件的操作。如果沒有條件為真，則將執行 "else" 操作，如果有一個條件為真，則繼續執行整個 "if,elif,else" 語句之後的行。

 

下一次

我們已經學習了最基本的 bash 功能，現在要加快腳步，準備編寫一些實際指令碼。在下一篇中，將講述迴圈概念、函數、名稱空間和其它重要主題。然後，將準備好編寫一些更複雜的指令碼。在第三篇中，將重點講述一些非常複雜的指令碼和功能，以及幾個 bash 指令碼設計選項。再見！

轉自：http://blogold.chinaunix.net/u1/34831/showart_1071865.html