Shell編程基礎
出自Ubuntu中文
本文作者：Leal
授權許可：
編輯人員：FireHare, Dbzhang800
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腳本，它必須以如下行開始（必須放在文件的第一行）：
# !/bin/sh ...
符號#!用來告訴系統(tǒng)執(zhí)行該腳本的程序，本例使用/bin/sh。編輯結束并保存后，如果要執(zhí)行該腳本，必須先使其可執(zhí)行：
chmod +x filename
此后在該腳本所在目錄下，輸入 ./filename 即可執(zhí)行該腳本。
目錄[隱藏] |
[編輯] 變量賦值和引用
Shell編程中，使用變量無需事先聲明，同時變量名的命名須遵循如下規(guī)則：
- 首個字符必須為字母（a-z，A-Z）
- 中間不能有空格，可以使用下劃線（_）
- 不能使用標點符號
- 不能使用bash里的關鍵字（可用help命令查看保留關鍵字）
需要給變量賦值時，可以這么寫：
變量名=值
要取用一個變量的值，只需在變量名前面加一個$ ( 注意: 給變量賦值的時候，不能在"="兩邊留空格 )
#!/bin/sh # 對變量賦值： a="hello world" #等號兩邊均不能有空格存在 # 打印變量a的值： echo "A is:" $a
挑個自己喜歡的編輯器，輸入上述內容，并保存為文件first，然后執(zhí)行 chmod +x first 使其可執(zhí)行，最后輸入 ./first 執(zhí)行該腳本。其輸出結果如下：
A is: hello world
有時候變量名可能會和其它文字混淆，比如：
num=2 echo "this is the $numnd"
上述腳本并不會輸出"this is the 2nd"而是"this is the "；這是由于shell會去搜索變量numnd的值，而實際上這個變量此時并沒有值。這時，我們可以用花括號來告訴shell要打印的是num變量：
num=2
echo "this is the ${num}nd"
其輸出結果為：this is the 2nd
Shell腳本中有許多變量是系統(tǒng)自動設定的，我們將在用到這些變量時再作說明。除了只在腳本內有效的普通shell變量外，還有環(huán)境變量，即那些由export關鍵字處理過的變量。本文不討論環(huán)境變量，因為它們一般只在登錄腳本中用到。
[編輯] Shell里的流程控制
[編輯] if 語句
"if"表達式如果條件為真，則執(zhí)行then后的部分:
if ....; then .... elif ....; then .... else .... fi
大多數(shù)情況下，可以使用測試命令來對條件進行測試，比如可以比較字符串、判斷文件是否存在及是否可讀等等……通常用" [ ] "來表示條件測試，注意這里的空格很重要，要確保方括號前后的空格。
- [ -f "somefile" ] ：判斷是否是一個文件
- [ -x "/bin/ls" ] ：判斷/bin/ls是否存在并有可執(zhí)行權限
- [ -n "$var" ] ：判斷$var變量是否有值
- [ "$a" = "$b" ] ：判斷$a和$b是否相等
- [ -x "/bin/ls" ] ：判斷/bin/ls是否存在并有可執(zhí)行權限
執(zhí)行man test可以查看所有測試表達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 ${SHELL}"
fi
變量$SHELL包含有登錄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。
[編輯] && 和|| 操作符
熟悉C語言的朋友可能會喜歡下面的表達式：
[ -f "/etc/shadow" ] && echo "This computer uses shadow passwords"
這里的 && 就是一個快捷操作符，如果左邊的表達式為真則執(zhí)行右邊的語句，你也可以把它看作邏輯運算里的與操作。上述腳本表示如果/etc/shadow文件存在，則打印”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
該腳本首先判斷mailfolder是否可讀，如果可讀則打印該文件中的"From" 一行。如果不可讀則或操作生效，打印錯誤信息后腳本退出。需要注意的是，這里我們必須使用如下兩個命令：
- -打印錯誤信息
- -退出程序
我們使用花括號以匿名函數(shù)的形式將兩個命令放到一起作為一個命令使用；普通函數(shù)稍后再作說明。即使不用與和或操作符，我們也可以用if表達式完成任何事情，但是使用與或操作符會更便利很多 。
[編輯] case 語句
case表達式可以用來匹配一個給定的字符串，而不是數(shù)字（可別和C語言里的switch...case混淆）。
case ... in ...) do something here ;; esac
讓我們看一個例子，file命令可以辨別出一個給定文件的文件類型，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的腳本，該腳本可以自動解壓bzip2, gzip和zip 類型的壓縮文件：
#!/bin/sh ftype=`file "$1"` case "$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量$1，該變量包含有傳遞給該腳本的第一個參數(shù)值。也就是說，當我們運行：
smartzip articles.zip
$1 就是字符串 articles.zip。
[編輯] select 語句
select表達式是bash的一種擴展應用，擅長于交互式場合。用戶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 ....
下面是一個簡單的示例：
#!/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 以上腳本運行出現(xiàn) select ：NOT FOUND 將 #!/bin/sh 改為 #!/bin/bash 找了半天才找到的答案
該腳本的運行結果如下：
What is your favourite OS? 1) Linux 2) Gnu Hurd 3) Free BSD 4) Other #? 1 You have selected Linux
[編輯] while/for 循環(huán)
在shell中，可以使用如下循環(huán)：
while ...; do .... done
只要測試表達式條件為真，則while循環(huán)將一直運行。關鍵字"break"用來跳出循環(huán)，而關鍵字”continue”則可以跳過一個循環(huán)的余下部分，直接跳到下一次循環(huán)中。
for循環(huán)會查看一個字符串行表（字符串用空格分隔），并將其賦給一個變量：
for var in ....; do .... done
下面的示例會把A B C分別打印到屏幕上：
#!/bin/sh for var in A B C ; do echo "var is $var" done
下面是一個實用的腳本showrpm，其功能是打印一些RPM包的統(tǒng)計信息：
#!/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 $rpmpackage"dcvsdsdfasdfasdfasdfasfasf fi done
這里出現(xiàn)了第二個特殊變量$*，該變量包含有輸入的所有命令行參數(shù)值。如果你運行showrpm openssh.rpm w3m.rpm webgrep.rpm，那么 $* 就包含有 3 個字符串，即openssh.rpm, w3m.rpm和 webgrep.rpm。
[編輯] Shell里的一些特殊符號
[編輯] 引號
在向程序傳遞任何參數(shù)之前，程序會擴展通配符和變量。這里所謂的擴展是指程序會把通配符（比如*）替換成適當?shù)奈募?，把變量替換成變量值。我們可以使用引號來防止這種擴展，先來看一個例子，假設在當前目錄下有兩個jpg文件：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）可以防止通配符*的擴展：
#!/bin/sh echo "*.jpg" echo '*.jpg'
其運行結果為：
*.jpg *.jpg
其中單引號更嚴格一些，它可以防止任何變量擴展；而雙引號可以防止通配符擴展但允許變量擴展：
#!/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展的方法，即使用轉義字符——反斜桿:\：
echo \*.jpg echo \$SHELL
輸出結果為：
*.jpg $SHELL
[編輯] Here documents
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。對每個腳本寫一段幫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(shù)一行行輸出。Here document以 << 開頭，后面接上一個字符串，這個字符串還必須出現(xiàn)在here document的末尾。下面是一個例子，在該例子中，我們對多個文件進行重命名，并且使用here documents打印幫助：
#!/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" "$newfile"
fi
fi
done
這個示例有點復雜，我們需要多花點時間來說明一番。第一個if表達式判斷輸入命令行參數(shù)是否小于3個 (特殊變量$# 表示包含參數(shù)的個數(shù)) 。如果輸入?yún)?shù)小于3個，則將幫助文字傳遞給cat命令，然后由cat命令將其打印在屏幕上。打印幫助文字后程序退出。如果輸入?yún)?shù)等于或大于3個，我們就將第一個參數(shù)賦值給變量OLD，第二個參數(shù)賦值給變量NEW。下一步，我們使用shift命令將第一個和第二個參數(shù)從參數(shù)列表中刪除，這樣原來的第三個參數(shù)就成為參數(shù)列表$*的第一個參數(shù)。然后我們開始循環(huán)，命令行參數(shù)列表被一個接一個地被賦值給變量$file。接著我們判斷該文件是否存在，如果存在則通過sed命令搜索和替換來產生新的文件名。然后將反短斜線內命令結果賦值給newfile。這樣我們就達到了目的：得到了舊文件名和新文件名。然后使用 mv命令進行重命名
[編輯] Shell里的函數(shù)
如果你寫過比較復雜的腳本，就會發(fā)現(xiàn)可能在幾個地方使用了相同的代碼，這時如果用上函數(shù)，會方便很多。函數(shù)的大致樣子如下：
functionname()
{
# inside the body $1 is the first argument given to the function
# $2 the second ...
body
}
你需要在每個腳本的開始對函數(shù)進行聲明。
下面是一個名為xtitlebar的腳本，它可以改變終端窗口的名稱。這里使用了一個名為help的函數(shù)，該函數(shù)在腳本中使用了兩次：
#!/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;$107"
#
在腳本中提供幫助是一種很好的編程習慣，可以方便其他用戶（和自己）使用和理解腳本。
[編輯] 命令行參數(shù)
我們已經見過$* 和 $1, $2 ... $9 等特殊變量，這些特殊變量包含了用戶從命令行輸入的參數(shù)。迄今為止，我們僅僅了解了一些簡單的命令行語法（比如一些強制性的參數(shù)和查看幫助的-h選項）。但是在編寫更復雜的程序時，您可能會發(fā)現(xiàn)您需要更多的自定義的選項。通常的慣例是在所有可選的參數(shù)之前加一個減號，后面再加上參數(shù)值 (比如文件名)。
有好多方法可以實現(xiàn)對輸入?yún)?shù)的分析，但是下面的使用case表達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"
你可以這樣運行該腳本：
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
這個腳本是如何工作的呢？腳本首先在所有輸入命令行參數(shù)中進行循環(huán)，將輸入?yún)?shù)與case表達式進行比較，如果匹配則設置一個變量并且移除該參數(shù)。根據(jù)unix系統(tǒng)的慣例，首先輸入的應該是包含減號的參數(shù)。
[編輯] Shell腳本示例
[編輯] 一般編程步驟
現(xiàn)在我們來討論編寫一個腳本的一般步驟。任何優(yōu)秀的腳本都應該具有幫助和輸入?yún)?shù)。寫一個框架腳本（framework.sh），該腳本包含了大多數(shù)腳本需要的框架結構，是一個非常不錯的主意。這樣一來，當我們開始編寫新腳本時，可以先執(zhí)行如下命令：
cp framework.sh myscript
然后再插入自己的函數(shù)。
讓我們來看看如下兩個示例。
[編輯] 二進制到十進制的轉換
腳本 b2d 將二進制數(shù) (比如 1101) 轉換為相應的十進制數(shù)。這也是一個用expr命令進行數(shù)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(shù)，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"
#
該腳本使用的算法是利用十進制和二進制數(shù)權值 (1,2,4,8,16,..)，比如二進制"10"可以這樣轉換成十進制：
0 * 1 + 1 * 2 = 2
為了得到單個的二進制數(shù)我們是用了lastchar 函數(shù)。該函數(shù)使用wc –c計算字符個數(shù)，然后使用cut命令取出末尾一個字符。Chop函數(shù)的功能則是移除最后一個字符。
[編輯] 文件循環(huán)拷貝
你可能有這樣的需求并一直都這么做：將所有發(fā)出郵件保存到一個文件中。但是過了幾個月之后，這個文件可能會變得很大以至于該文件的訪問速度變慢；下面的腳本 rotatefile 可以解決這個問題。這個腳本可以重命名郵件保存文件（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
這個腳本是如何工作的呢？在檢測到用戶提供了一個文件名之后，首先進行一個9到1的循環(huán)；文件名.9重命名為文件名.10，文件名.8重命名為文件名. 9……等等。循環(huán)結束之后，把原始文件命名為文件名.1，同時創(chuàng)建一個和原始文件同名的空文件（touch $filen）
[編輯] 腳本調試
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打印變量值，這也是大部分shell程序員花費80%的時間用于調試的原因。Shell腳本的好處在于無需重新編譯，而插入一個echo命令也不需要多少時間。
shell也有一個真正的調試模式，如果腳本"strangescript"出錯，可以使用如下命令進行調試：
sh -x strangescript
上述命令會執(zhí)行該腳本，同時顯示所有變量的值。
shell還有一個不執(zhí)行腳本只檢查語法的模式，命令如下：
sh -n your_script
這個命令會返回所有語法錯誤。
我們希望你現(xiàn)在已經可以開始編寫自己的shell腳本了，盡情享受這份樂趣吧！ :)
