Linux Shell進階技巧(一)

      該系列將重點介紹Linux Shell中的進階提示，其主要面向有一定經驗的Shell開發人員、Linux系統管理員，以及Linux的愛好者。部落格中的樣本主要來源於網路和一些經典書籍，在經過本人的收集和整理之後，以系列部落格的形式呈現給諸位。如果大家有更多更好的Shell指令碼經典樣本，且願意在這裡與我們一同分享的話，可以以郵件、部落格回複等形式與我聯絡，我將會盡量保證該系列的持續更新。

一、將輸入資訊轉換為大寫字元後再進行條件判斷：

      我們在讀取使用者的正常輸入後，很有可能會將這些輸入資訊用於條件判斷，那麼在進行比較時，我們將不得不考慮這些資訊的大小寫匹配問題。

      /> cat > test1.sh
      #!/bin/sh
      echo -n "Please let me know your name. "
      read name
      #將變數name的值通過管道輸出到tr命令，再由tr命令進行大小寫轉換後重新賦值給name變數。
      name=`echo $name | tr [a-z] [A-Z]`
      if [[ $name == "STEPHEN" ]]; then
          echo "Hello, Stephen."
      else
          echo "You are not Stephen."
      fi
      CTRL+D
      /> ./test1.sh
      Please let me know your name. stephen
      Hello, Stephen.

二、為調試資訊設定輸出層級：
    
      我們經常在調試指令碼時添加一些必要的調試資訊，以便跟蹤到程式中的錯誤。在完成調試後，一般都會選擇刪除這些額外的調試資訊，在過了一段時間之後，如果指令碼需要添加新的功能，那麼我們將不得不重新進行調試，這樣又有可能需要添加這些調試資訊，在調試成功之後，這些資訊可能會被再次刪除。如果我們能夠為我們的調試資訊添加調試層級，使其只在必要的時候輸出，我想這將會是一件非常愜意的事情。
      /> cat > test2.sh
      #!/bin/sh
      if [[ $# == 0 ]]; then
          echo "Usage: ./test2.sh -d debug_level"
          exit 1
      fi
      #1. 讀取指令碼的命令列選項參數，並將選項賦值給變數argument。
      while getopts d: argument
      do
          #2. 只有到選項為d(-d)時有效，同時將-d後面的參數($OPTARG)賦值給變數debug，表示當前指令碼的調試層級。
          case $argument in
          d) debug_level=$OPTARG ;;
          \?) echo "Usage: ./test2.sh -d debug_level"
              exit 1
              ;;
          esac
      done
      #3. 如果debug此時的值為空白或者不是0-9之間的數字，給debug變數賦預設值0.
      if [[ -z $debug_level ||  $debug_level != [0-9] ]]; then
          debug_level=0
      fi
      echo "The current debug_level level is $debug_level."
      echo -n "Tell me your name."
      read name
      name=`echo $name | tr [a-z] [A-Z]`
      if [ $name = "STEPHEN" ];then
          #4. 根據當前指令碼的調試層級判斷是否輸出其後的調試資訊，此時當debug_level > 0時輸出該調試資訊。
          test $debug_level -gt 0 && echo "This is stephen."
          #do something you want here.
      elif [ $name = "ANN" ]; then
          #5. 當debug_level > 1時輸出該調試資訊。
          test $debug_level -gt 1 && echo "This is ann."
          #do something you want here.
      else
          #6. 當debug_level > 2時輸出該調試資訊。
          test $debug_level -gt 2 && echo "This is others."
          #do any other else.
      fi
      CTRL+D
      /> ./test2.sh
      Usage: ./test2.sh -d debug_level
      /> ./test2.sh -d 1
      The current debug level is 1.
      Tell me your name. ann
      /> ./test2.sh -d 2
      The current debug level is 2.
      Tell me your name. ann
      This is ann.

三、判斷參數是否為數字：

      有些時候我們需要驗證指令碼的參數或某些變數的值是否為數字，如果不是則需要需要給出提示，並退出指令碼。
      /> cat > test3.sh
      #!/bin/sh
      #1. $1是指令碼的第一個參數，這裡作為awk命令的第一個參數傳入給awk命令。
      #2. 由於沒有輸入檔案作為輸入資料流，因此這裡只是在BEGIN塊中完成。
      #3. 在awk中ARGV數組表示awk命令的參數數組，ARGV[0]表示命令本身，ARGV[1]表示第一個參數。
      #4. match是awk的內建函數，傳回值為匹配的Regex在字串中(ARGV[1])的起始位置，沒有找到返回0。
      #5. Regex的寫法已經保證了匹配的字串一定是十進位的正整數，如需要浮點數或負數，僅需修改正則即可。
      #6. awk執行完成後將結果返回給isdigit變數，並作為其初始化值。
      #7. isdigit=`echo $1 | awk '{ if (match($1, "^[0-9]+$") != 0) print "true"; else print "false" }' `
      #8. 上面的寫法也能實現該功能，但是由於有多個進程參與，因此效率低於下面的寫法。
      isdigit=`awk 'BEGIN { if (match(ARGV[1],"^[0-9]+$") != 0) print "true"; else print "false" }' $1`
      if [[ $isdigit == "true" ]]; then
          echo "This is numeric variable."
          number=$1
      else
          echo "This is not numeric variable."
          number=0
      fi
      CTRL+D
      /> ./test3.sh 12
      This is numeric variable.
      /> ./test3.sh 12r
      This is not numeric variable.

四、判斷整數變數的奇偶性：

      為了簡化問題和突出重點，這裡我們假設指令碼的輸入參數一定為合法的整數類型，因而在指令碼內部將不再進行參數的合法性判斷。
      /> cat > test4.sh
      #!/bin/sh
      #1. 這裡的重點主要是sed命令中Regex的寫法，它將原有的數字拆分為兩個模式(用圓括弧拆分)，一個前面的所有高位元字，另一個是最後一位低位元字，之後再用替換符的方式(\2)，將原有數字替換為只有最後一位的數字，最後將結果返回為last_digit變數。
      last_digit=`echo $1 | sed 's/\(.*\)\(.\)$/\2/'`
      #2. 如果last_digit的值為0,2,4,6,8，就表示其為偶數，否則為奇數。
      case $last_digit in
      0|2|4|6|8)
          echo "This is an even number." ;;
      *)
          echo "This is not an even number." ;;
      esac
      CTRL+D
      /> ./test4.sh 34
      This is an even number.
      /> ./test4.sh 345
      This is not an even number.
       
五、將Shell命令賦值給指定變數，以保證指令碼的移植性：

      有的時候當我們在指令碼中執行某個命令時，由於作業系統的不同，可能會導致命令所在路徑的不同，甚至是命令名稱或選項的不同，為了保證指令碼具有更好的平台移植性，我們可以將該功能的命令賦值給指定的變數，之後再使用該命令時，直接使用該變數即可。這樣在今後增加更多OS時，我們只需為該變數基於新系統賦予不同的值即可，否則我們將不得不修改更多的地方，這樣很容易導致因誤修改而引發的Bug。
      /> cat > test5.sh
      #!/bin/sh
      #1. 通過uname命令擷取當前的系統名稱，之後再根據OS名稱的不同，給PING變數賦值不同的ping命令的全稱。
      osname=`uname -s`
      #2. 可以在case的條件中添加更多的作業系統名稱。
      case $osname in
      "Linux")
          PING=/usr/sbin/ping ;;
      "FreeBSD")
          PING=/sbin/ping ;;
      "SunOS")
          PING=/usr/sbin/ping ;;
      *)
          ;;
      esac
      CTRL+D
      /> . ./test5.sh
      /> echo $PING
      /usr/sbin/ping
   
六、擷取目前時間距紀元時間(1970年1月1日)所經過的天數：

      在擷取兩個時間之間的差值時，需要考慮很多問題，如閏年、月份中不同的天數等。然而如果我們能夠確定兩個時間點之間天數的差值，那麼再計算時分秒的差值時就非常簡單了。在系統提供的C語言函數中，擷取的時間值是從1970年1月1日0點到目前時間所流經的秒數，如果我們基於此計算兩個時間之間天數的差值，將會大大簡化我們的計算公式。
      /> cat > test6.sh
      #!/bin/sh
      #1. 將date命令的執行結果(秒 分 小時 日 月 年)賦值給陣列變數DATE。
      declare -a DATE=(`date +"%S %M %k %d %m %Y"`)
      #2. 為了提高效率，這個直接給出1970年1月1日到新紀元所流經的天數常量。
      epoch_days=719591
      #3. 從數組中提取各個時間部分值。
      year=${DATE[5]}
      month=${DATE[4]}
      day=${DATE[3]}
      hour=${DATE[2]}
      minute=${DATE[1]}
      second=${DATE[0]}
      #4. 當月份值為1或2的時候，將月份變數的值加一，否則將月份值加13，年變數的值減一，這樣做主要是因為後面的公式中取月平均天數時的需要。
      if [ $month -gt 2 ]; then
          month=$((month+1))
      else
          month=$((month+13))
          year=$((year-1))
      fi
      #5. year變數參與的運算是需要考慮閏年問題的，該問題可以自行去google。
      #6. month變數參與的運算主要是考慮月平均天數。
      #7. 計算結果為當前日期距新世紀所流經的天數。
      today_days=$(((year*365)+(year/4)-(year/100)+(year/400)+(month*306001/10000)+day))
      #8. 總天數減去紀元距離新世紀的天數即可得出我們需要的天數了。
      days_since_epoch=$((today_days-epoch_days))
      echo $days_since_epoch
      seconds_since_epoch=$(((days_since_epoch*86400)+(hour*3600)+(minute*60)+second))
      echo $seconds_since_epoch
      CTRL+D
      /> . ./test6.sh
      15310
      1322829080
      需要說明的是，推薦將該指令碼的內容放到一個函數中，以便於我們今後計算類似的時間資料時使用。