Linux Shell編程基礎

 
linux系統下給命令指定別名alias命令用法:  在linux系統中如果命令太長又不符合使用者的習慣，那麼我們可以為它指定一個別名。雖然可以為命令建立“連結”解決長檔名的問題，但對於帶命令列參數的命令，連結就無能為力了。而指定別名則可以解決此類所有問題。只要舉一些例子就可以了： 
alias l='ls -l' ;用 l 代替 ls -l 命令(Xenix 下就有類似的 l 命令) 
alias cd..='cd ..' ;用 cd.. 代替 cd .. 命令(對在 DOS 下使用慣了 cd.. 的人協助很大) 
alias md='mkdir' ;用 md 代替 mkdir 命令(對在 DOS 下…) 
alias c:='mount /dev/hda1 /mnt/c & cd /mnt/c' ;用 c: 命令代替命令序列：安裝 DOS 分區，再進入。 
通常我們可以將以上命令放到自己的home目錄下的.bash_prifle檔案中,在使用source .bash_profile 命令.即可使用. 

Shell編程基礎 
我們可以使用任意一種文字編輯器，比如gedit、kedit、emacs、vi等來編寫shell指令碼，它必須以如下行開始（必須放在檔案的第一行）： 
# !/bin/sh 
注意：最好使用“!/bin/bash”而不是“!/bin/sh”，如果使用tc shell改為tcsh，其他類似。 
符號#!用來告訴系統執行該指令碼的程式，本例使用/bin/sh。編輯結束並儲存後，如果要執行該指令碼，必須先使其可執行： 
chmod +x filename 
此後在該指令碼所在目錄下，輸入 ./filename 即可執行該指令碼。 

目錄 
•     1 變數賦值和引用 
2 Shell裡的流程式控制制 
o     2.1 if 語 句 
o     2.2 && 和 || 操作符 
o     2.3 case 語句 
o     2.4 select 語句 
o     2.5 while/for 迴圈 
3 Shell裡的一些特殊符號 
o     3.1 引號 
•     4 Here Document 
•     5 Shell裡的函數 
6 Shell指令碼樣本 
o     6.1 二進位到十進位的轉換 
o     6.2 檔案迴圈拷貝 
•     7 指令碼調試 

變數賦值和引用 Shell編程中，使用變數無需事先聲明，同時變數名的命名須遵循如下規則： 
1     首個字元必須為字母（a-z，A-Z） 
1     中間不能有空格，可以使用底線（_） 
1     不能使用標點符號 
1     不能使用bash裡的關鍵字（可用help命令查看保留關鍵字） 
需要給變數賦值時，可以這麼寫： 
變數名=值 

要取用一個變數的值，只需在變數名前面加一個$ ( 注意: 給變數賦值的時候，不能在"="兩邊留空格 ) 
#!/bin/sh 
# 對變數賦值： 
a="hello world"  #等號兩邊均不能有空格存在 
# 列印變數a的值： 
echo "A is:" $a 

挑個自己喜歡的編輯器，輸入上述內容，並儲存為檔案first，然後執行 chmod +x first 使其可執行，最後輸入 ./first 執行該指令碼。其輸出結果如下： 
A is: hello world 

有時候變數名可能會和其它文字混淆，比如： 
num=2 
echo "this is the $numnd" 

上述指令碼並不會輸出"this is the 2nd"而是"this is the "；這是由於shell會去搜尋變數numnd的值，而實際上這個變數此時並沒有值。這時，我們可以用花括弧來告訴shell要列印的是num變數： 
num=2 
echo "this is the ${num}nd" 

其輸出結果為：this is the 2nd 

需要注意shell的預設賦值是字串賦值。比如： 
var=1 
var=$var+1 
echo $var 

列印出來的不是2而是1＋1。為了達到我們想要的效果有以下幾種表達方式： 
let "var+=1" 
var=$[$var+1]   
var=`expr $var + 1`#注意加號兩邊的空格，否則還是按照字串的方式賦值。 

注意：前兩種方式在bash下有效，在sh下會出錯。 
let表示數學運算，expr用於整數值運算，每一項用空格隔開，$[]將中括弧內的運算式作為數學運算先計算結果再輸出。 
Shell指令碼中有許多變數是系統自動設定的，我們將在用到這些變數時再作說明。除了只在指令碼內有效普通shell變數外，還有環境變數，即那些由export關鍵字處理過的變數。本文不討論環境變數，因為它們一般只在登入指令檔中用到。 

Shell裡的流程式控制制 if 語 句 
"if"運算式如果條件為真，則執行then後的部分: 
if ....; then 
  .... 
elif ....; then 
  .... 
else 
  .... 
fi 

大多數情況下，可以使用測試命令來對條件進行測試，比如可以比較字串、判斷檔案是否存在及是否可讀等等……通常用" [ ] "來表示條件測試，注意這裡的空格很重要，要確保方括弧前後的空格。 
[ -f "somefile" ] ：判斷是否是一個檔案 
[ -x "/bin/ls" ] ：判斷/bin/ls是否存在並有可執行許可權 
[ -n "$var" ] ：判斷$var變數是否有值 
[ "$a" = "$b" ] ：判斷$a和$b是否相等 
執行man test可以查看所有測試運算式可以比較和判斷的類型。下面是一個簡單的if語句： 
#!/bin/sh 

if [ ${SHELL} = "/bin/bash" ]; then 
   echo "your login shell is the bash (bourne again shell)" 
else 
   echo "your login shell is not bash but ${SHELL}" 
fi 

變數$SHELL包含有登入shell的名稱，我們拿它和/bin/bash進行比較以判斷當前使用的shell是否為bash。 

還可以使用 test 選項 檔案名稱  來測試，而測試結果使用echo $?來查看 
選項有： -d  -f  -w -r -x -L 
數值測試的選項有： -eq =  -ne        -qt  >     -lt <             -le  <=             -ge    >= 

&& 和 || 操作符 
熟悉C語言的朋友可能會喜歡下面的運算式： 
[ -f "/etc/shadow" ] && echo "This computer uses shadow passwords" 

這裡的 && 就是一個快捷操作符，如果左邊的運算式為真則執行右邊的語句，你也可以把它看作邏輯運算裡的與操作。上述指令碼表示如果/etc/shadow檔案存在，則列印”This computer uses shadow passwords”。同樣shell編程中還可以用或操作(||)，例如： 
#!/bin/sh 

mailfolder=/var/spool/mail/james 
[ -r "$mailfolder" ] || { echo "Can not read $mailfolder" ; exit 1; } 
echo "$mailfolder has mail from:" 
grep "^From " $mailfolder 

該指令碼首先判斷mailfolder是否可讀，如果可讀則列印該檔案中的"From" 一行。如果不可讀則或操作生效，列印錯誤資訊後指令碼退出。需要注意的是，這裡我們必須使用如下兩個命令： 
-列印錯誤資訊 
-退出程式 
我們使用花括弧以匿名函數的形式將兩個命令放到一起作為一個命令使用；普通函數稍後再作說明。即使不用與和或操作符，我們也可以用if運算式完成任何事情，但是使用與或操作符會更便利很多。 

case 語句 
case運算式可以用來匹配一個給定的字串，而不是數字（可別和C語言裡的switch...case混淆）。 
case ... in 
   ...) do something here 
     ;; 
  … 
     ;; 
esac 

file命令可以辨別出一個給定檔案的檔案類型，如：file lf.gz，其輸出結果為： 
lf.gz: gzip compressed data, deflated, original filename, 
last modified: Mon Aug 27 23:09:18 2001, os: Unix 

我們利用這點寫了一個名為smartzip的指令碼，該指令碼可以自動解壓bzip2, gzip和zip 類型的壓縮檔： 
#!/bin/sh 

ftype=`file "$1"`   # Note ' and ` is different 
case "$ftype" in 
"$1: Zip archive"*) 
    unzip "$1" ;; 
"$1: gzip compressed"*) 
    gunzip "$1" ;; 
"$1: bzip2 compressed"*) 
    bunzip2 "$1" ;; 
*) echo "File $1 can not be uncompressed with smartzip";; 
esac 

你可能注意到上面使用了一個特殊變數$1，該變數包含有傳遞給該指令碼的第一個參數值。也就是說，當我們運行： 
smartzip articles.zip 

$1 就是字串 articles.zip。 

select 語句 
select運算式是bash的一種擴充應用，擅長於互動式場合。使用者可以從一組不同的值中進行選擇： 
select var in ... ; do 
break; 
done 
.... now $var can be used .... 

下面是一個簡單的樣本： 
#!/bin/sh 

echo "What is your favourite OS?" 
select var in "Linux" "Gnu Hurd" "Free BSD" "Other"; do 
  break; 
done 
echo "You have selected $var" 

如果以上指令碼運行出現 select ：NOT FOUND 將 #!/bin/sh 改為 #!/bin/bash 該指令碼的運行結果如下： 
What is your favourite OS? 
1) Linux 
2) Gnu Hurd 
3) Free BSD 
4) Other 
#? 1 
You have selected Linux 

while/for 迴圈 
在shell中，可以使用如下迴圈： 
while ...; do 
   .... 
done 

只要測試運算式條件為真，則while迴圈將一直運行。關鍵字"break"用來跳出迴圈，而關鍵字”continue”則可以跳過一個迴圈的餘下部分，直接跳到下一次迴圈中。 
for迴圈會查看一個字串行表（字串用空格分隔），並將其賦給一個變數： 
for var in ....; do 
   .... 
done 

下面的樣本會把A B C分別列印到螢幕上： 
#!/bin/sh 

for var in A B C ; do 
   echo "var is $var" 
done 

下面是一個實用的指令碼showrpm，其功能是列印一些RPM包的統計資訊： 
#!/bin/sh 

# list a content summary of a number of RPM packages 
# USAGE: showrpm rpmfile1 rpmfile2 ... 
# EXAMPLE: showrpm /cdrom/RedHat/RPMS/*.rpm 
for rpmpackage in $*; do 
   if [ -r "$rpmpackage" ];then 
      echo "=============== $rpmpackage ==============" 
      rpm -qi -p $rpmpackage 
   else 
      echo "ERROR: cannot read file $rpmpackage" 
   fi 
done 

這裡出現了第二個特殊變數$*，該變數包含有輸入的所有命令列參數值。如果你運行showrpm openssh.rpm w3m.rpm webgrep.rpm，那麼 $* 就包含有 3 個字串，即openssh.rpm, w3m.rpm和 webgrep.rpm。 

Shell裡的一些特殊符號 

引號 
在向程式傳遞任何參數之前，程式會擴充萬用字元和變數。這裡所謂的擴充是指程式會把萬用字元（比如*）替換成適當的檔案名稱，把變數替換成變數值。我們可以使用引號來防止這種擴充，先來看一個例子，假設在目前的目錄下有兩個jpg檔案：mail.jpg和tux.jpg。 
#!/bin/sh 

echo *.jpg 

運行結果為： 
mail.jpg tux.jpg 

引號（單引號和雙引號）可以防止萬用字元*的擴充： 
#!/bin/sh 

echo "*.jpg" 
echo '*.jpg' 

其運行結果為： 
*.jpg 
*.jpg 

其中單引號更嚴格一些，它可以防止任何變數擴充；而雙引號可以防止萬用字元擴充但允許變數擴充： 
#!/bin/sh 

echo $SHELL 
echo "$SHELL" 
echo '$SHELL' 

運行結果為： 
/bin/bash 
/bin/bash 
$SHELL 

此外還有一種防止這種擴充的方法，即使用逸出字元——反斜杆:\： 
echo \*.jpg 
echo \$SHELL 

輸出結果為： 

*.jpg 
$SHELL 

Here Document 當要將幾行文字傳遞給一個命令時，用here documents是一種不錯的方法。對每個指令碼寫一段協助性的文字是很有用的，此時如果使用here documents就不必用echo函數一行行輸出。Here document以 << 開頭，後面接上一個字串，這個字串還必須出現在here document的末尾。下面是一個例子，在該例子中，我們對多個檔案進行重新命名，並且使用here documents列印協助： 
#!/bin/sh 

# we have less than 3 arguments. Print the help text: 
if [ $# -lt 3 ] ; then 
cat << HELP 

ren -- renames a number of files using sed regular expressions USAGE: ren 'regexp' 'replacement' files... 

EXAMPLE: rename all *.HTM files in *.html: 
   ren 'HTM$' 'html' *.HTM 

HELP 
   exit 0 
fi 
OLD="$1" 
NEW="$2" 
# The shift command removes one argument from the list of 
# command line arguments. 
shift 
shift 
# $* contains now all the files: 
for file in $*; do 
   if [ -f "$file" ] ; then 
      newfile=`echo "$file" | sed "s/${OLD}/${NEW}/g"` 
      if [ -f "$newfile" ]; then 
   echo "ERROR: $newfile exists already" 
      else 
         echo "renaming $file to $newfile ..." 
         mv "$file" "$newfile" 
      fi 
   fi 
done 

這個樣本有點複雜，我們需要多花點時間來說明一番。第一個if運算式判斷輸入命令列參數是否小於3個 (特殊變數$# 表示包含參數的個數) 。如果輸入參數小於3個，則將協助文字傳遞給cat命令，然後由cat命令將其列印在螢幕上。列印協助文字後程式退出。如果輸入參數等於或大於3個，我們就將第一個參數賦值給變數OLD，第二個參數賦值給變數NEW。下一步，我們使用shift命令將第一個和第二個參數從參數列表中刪除，這樣原來的第三個參數就成為參數列表$*的第一個參數。然後我們開始迴圈，命令列參數列表被一個接一個地被賦值給變數$file。接著我們判斷該檔案是否存在，如果存在則通過sed命令搜尋和替換來產生新的檔案名稱。然後將反短斜線內命令結果賦值給newfile。這樣我們就達到了目的：得到了舊檔案名稱和新檔案名稱。然後使用 mv命令進行重新命名 

Shell裡的函數 如果你寫過比較複雜的指令碼，就會發現可能在幾個地方使用了相同的代碼，這時如果用上函數，會方便很多。函數的大致樣子如下： 
functionname() 
{ 
# inside the body $1 is the first argument given to the function 
# $2 the second ... 
body 
} 

你需要在每個指令碼的開始對函數進行聲明。 
下面是一個名為xtitlebar的指令碼，它可以改變終端視窗的名稱。這裡使用了一個名為help的函數，該函數在指令碼中使用了兩次： 
#!/bin/sh 
# vim: set sw=4 ts=4 et: 
help() 
{ 
cat << HELP 
xtitlebar -- change the name of an xterm, gnome-terminal or kde konsole 
USAGE: xtitlebar [-h] "string_for_titelbar" 
OPTIONS: -h help text 
EXAMPLE: xtitlebar "cvs" 
HELP 
exit 0 
} 
# in case of error or if -h is given we call the function help: 
[ -z "$1" ] && help 
[ "$1" = "-h" ] && help 
# send the escape sequence to change the xterm titelbar: 
echo -e "33]0;$107" 
# 
在指令碼中提供協助是一種很好的編程習慣，可以方便其他使用者（和自己）使用和理解指令碼。 

== 命令列參數 ==  我們已經見過$* 和 $1, $2 ... $9 等特殊變數，這些特殊變數包含了使用者從命令列輸入的參數。迄今為止，我們僅僅瞭解了一些簡單的命令列文法（比如一些強制性的參數和查看協助的-h選項）。但是在編寫更複雜的程式時，您可能會發現您需要更多的自訂的選項。通常的慣例是在所有可選的參數之前加一個減號，後面再加上參數值 (比如檔案名稱)。 
有好多方法可以實現對輸入參數的分析，但是下面的使用case運算式的例子無疑是一個不錯的方法。 
#!/bin/sh 

help() 
{ 
   cat << HELP 
   This is a generic command line parser demo. 
   USAGE EXAMPLE: cmdparser -l hello -f -- -somefile1 somefile2 
HELP 
   exit 0 
} 

while [ -n "$1" ]; do 
case $1 in 
   -h) help;shift 1;; # function help is called 
   -f) opt_f=1;shift 1;; # variable opt_f is set 
   -l) opt_l=$2;shift 2;; # -l takes an argument -> shift by 2 
   --) shift;break;; # end of options 
   -*) echo "error: no such option $1. -h for help";exit 1;; 
   *) break;; 
esac 
done 

echo "opt_f is $opt_f" 
echo "opt_l is $opt_l" 
echo "first arg is $1" 
echo "2nd arg is $2" 

你可以這樣運行該指令碼： 
cmdparser -l hello -f -- -somefile1 somefile2 

返回結果如下： 
opt_f is 1 
opt_l is hello 
first arg is -somefile1 
2nd arg is somefile2 

這個指令碼是如何工作的呢？指令碼首先在所有輸入命令列參數中進行迴圈，將輸入參數與case運算式進行比較，如果匹配則設定一個變數並且移除該參數。根據unix系統的慣例，首先輸入的應該是包含減號的參數。 

Shell指令碼樣本 === 一般編程步驟=== xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
現在我們來討論編寫一個指令碼的一般步驟。任何優秀的指令碼都應該具有協助和輸入參數。寫一個架構指令碼（framework.sh），該指令碼包含了大多數指令碼需要的架構結構，是一個非常不錯的主意。這樣一來，當我們開始編寫新指令碼時，可以先執行如下命令： 
cp framework.sh myscript 

然後再插入自己的函數。 
讓我們來看看如下兩個樣本。 

二進位到十進位的轉換 
指令碼 b2d 將位元 (比如 1101) 轉換為相應的十進位數。這也是一個用expr命令進行數學運算的例子： 
#!/bin/sh 
# vim: set sw=4 ts=4 et: 
help() 
{ 
   cat << HELP 
  
b2d -- convert binary to decimal 

USAGE: b2d [-h] binarynum 

OPTIONS: -h help text 

EXAMPLE: b2d 111010 
will return 58 
HELP 
   exit 0 
} 

error() 
{ 
   # print an error and exit 
   echo "$1" 
   exit 1 
} 

lastchar() 
{ 
   # return the last character of a string in $rval 
   if [ -z "$1" ]; then 
      # empty string 
      rval="" 
      return 
   fi 
   # wc puts some space behind the output this is why we need sed: 
   numofchar=`echo -n "$1" | wc -c | sed 's/ //g' ` 
   # now cut out the last char 
   rval=`echo -n "$1" | cut -b $numofchar` 
} 

chop() 
{ 
   # remove the last character in string and return it in $rval 
   if [ -z "$1" ]; then 
      # empty string 
      rval="" 
      return 
   fi 
   # wc puts some space behind the output this is why we need sed: 
   numofchar=`echo -n "$1" | wc -c | sed 's/ //g' ` 
   if [ "$numofchar" = "1" ]; then 
      # only one char in string 
      rval="" 
      return 
   fi 
   numofcharminus1=`expr $numofchar "-" 1` 
   # now cut all but the last char: 
   rval=`echo -n "$1" | cut -b -$numofcharminus1` 
   #原來的 rval=`echo -n "$1" | cut -b 0-${numofcharminus1}`運行時出錯. 
   #原因是cut從1開始計數，應該是cut -b 1-${numofcharminus1} 
} 

while [ -n "$1" ]; do 
case $1 in 
   -h) help;shift 1;; # function help is called 
   --) shift;break;; # end of options 
   -*) error "error: no such option $1. -h for help";; 
   *) break;; 
esac 
done 

# The main program 
sum=0 
weight=1 
# one arg must be given: 
[ -z "$1" ] && help 
binnum="$1" 
binnumorig="$1" 

while [ -n "$binnum" ]; do 
   lastchar "$binnum" 
   if [ "$rval" = "1" ]; then 
      sum=`expr "$weight" "+" "$sum"` 
   fi 
   # remove the last position in $binnum 
   chop "$binnum" 
   binnum="$rval" 
   weight=`expr "$weight" "*" 2` 
done 

echo "binary $binnumorig is decimal $sum" 
# 

該指令碼使用的演算法是利用十進位和位元權值 (1,2,4,8,16,..)，比如二進位"10"可以這樣轉換成十進位： 
0 * 1 + 1 * 2 = 2 

為了得到單個的位元我們是用了lastchar 函數。該函數使用wc –c計算字元個數，然後使用cut命令取出末尾一個字元。Chop函數的功能則是移除最後一個字元。 

檔案迴圈拷貝 
你可能有這樣的需求並一直都這麼做：將所有發出郵件儲存到一個檔案中。但是過了幾個月之後，這個檔案可能會變得很大以至於該檔案的訪問速度變慢；下面的指令碼 rotatefile 可以解決這個問題。這個指令碼可以重新命名郵件儲存檔案（假設為outmail）為outmail.1，而原來的outmail.1就變成了 outmail.2 等等... 
#!/bin/sh 
# vim: set sw=4 ts=4 et: 

ver="0.1" 
help() 
{ 
   cat << HELP 
   rotatefile -- rotate the file name 
   USAGE: rotatefile [-h] filename 
   OPTIONS: -h help text 
   EXAMPLE: rotatefile out 

   This will e.g rename out.2 to out.3, out.1 to out.2, out to out.1[BR] 
   and create an empty out-file 

   The max number is 10 

   version $ver 
   HELP 

   exit 0 
} 

error() 
{ 
   echo "$1" 
   exit 1 
} 

while [ -n "$1" ]; do 
   case $1 in 
      -h) help;shift 1;; 
      --) break;; 
      -*) echo "error: no such option $1. -h for help";exit 1;; 
      *) break;; 
   esac 
done 

# input check: 
if [ -z "$1" ] ; then 
   error "ERROR: you must specify a file, use -h for help" 
fi 

filen="$1" 
# rename any .1 , .2 etc file: 
for n in 9 8 7 6 5 4 3 2 1; do 
   if [ -f "$filen.$n" ]; then 
      p=`expr $n + 1` 
      echo "mv $filen.$n $filen.$p" 
      mv $filen.$n $filen.$p 
   fi 
done 

# rename the original file: 
if [ -f "$filen" ]; then 
   echo "mv $filen $filen.1" 
   mv $filen $filen.1 
fi 

echo touch $filen 
touch $filen 

這個指令碼是如何工作的呢？在檢測到使用者提供了一個檔案名稱之後，首先進行一個9到1的迴圈；檔案名稱.9重新命名為檔案名稱.10，檔案名稱.8重新命名為檔案名稱. 9……等等。迴圈結束之後，把原始檔案命名為檔案名稱.1，同時建立一個和原始檔案同名的空檔案（touch $filen） 

指令碼調試 
最簡單的調試方法當然是使用echo命令。你可以在任何懷疑出錯的地方用echo列印變數值，這也是大部分shell程式員花費80%的時間用於調試的原因。Shell指令碼的好處在於無需重新編譯，而插入一個echo命令也不需要多少時間。 
shell也有一個真正的偵錯模式，如果指令碼"strangescript"出錯，可以使用如下命令進行調試： 
sh -x strangescript 

上述命令會執行該指令碼，同時顯示所有變數的值。 
shell還有一個不執行指令碼只檢查文法的模式，命令如下： 
sh -n your_script