SHELL脚本编程基础

Posted 2021-02-16

SHELL
?编程基础
?脚本基本格式
?变量
?运算
?条件测试
?条件判断if
?条件判断case
?配置用户环境

shell脚本基础
shell脚本:
包含一些命令或声明，并符合一定格式的文本文件
?格式要求：首行shebang机制
#!/bin/bash
#!/usr/bin/python
#!/usr/bin/perl
?shell脚本的用途有：
?自动化常用命令
?执行系统管理和故障排除
?创建简单的应用程序
?处理文本或文件

shell脚本:
包含一些命令或声明，并符合一定格式的文本文件
?格式要求：首行shebang机制
#!/bin/bash
#!/usr/bin/python
#!/usr/bin/perl
?shell脚本的用途有：
?自动化常用命令
?执行系统管理和故障排除
?创建简单的应用程序
?处理文本或文件

创建shell脚本
?第一步：使用文本编辑器来创建文本文件
?第一行必须包括shell声明序列：#!
示例：#!/bin/bash
?添加注释
注释以#开头
?第二步：运行脚本
?给予执行权限，在命令行上指定脚本的绝对或相对路径
?直接运行解释器，将脚本作为解释器程序的参数运行

脚本规范
?脚本代码开头约定
1、第一行一般为调用使用的语言
2、程序名，避免更改文件名为无法找到正确的文件
3、版本号
4、更改后的时间
5、作者相关信息
6、该程序的作用，及注意事项
7、最后是各版本的更新简要说明

脚本的基础结构
#!SHEBANG
CONFIGURATION_VARIABLES
FUNCTION_DEFINITIONS
MAIN_CODE

shell脚本示例
#!/bin/bash

------------------------------------------

Filename: hello.sh

Revision: 1.1

Date: 2017/06/01

Author: wang

Email: [email protected]

Website: www.magedu.com

Description: This is the first script

Copyright: 2017 wang

License: GPL

------------------------------------------

echo “hello world”

脚本调试
检查脚本中的语法错误
bash -n /path/to/some-script
调试执行
bash -x /path/to/some-script

变量
?变量：命名的内存空间
?变量：变量类型
作用：
1、数据存储方式
2、参与的运算
3、表示的数据范围
类型：
字符
数值：整型、浮点型

静态编译语言：使用变量前，先声明变量类型，之后类型不能改变，在编译时检查，如：java，c
?动态编译语言：不用事先声明，可随时改变类型，如bash，Python
?强类型语言：不同类型数据操作，必须经过强制转换才同一类型才能运算，如java ， c# ，python
如：以下python代码
print(‘magedu’+ 10) 提示出错，不会自动转换类型
print(‘magedu’+str(10)) 结果为magedu10，需要显示转换类型
?弱类型语言：语言的运行时会隐式做数据类型转换。无须指定类型，默认均为字符型；参与运算会自动进行隐式类型转换；变量无须事先定义可直接调用
如：bash 不支持浮点数，php，javascript

?Shell中变量命名法则：
1、不能使程序中的保留字：例如if, for
2、只能使用数字、字母及下划线，且不能以数字开头
3、见名知义
4、统一命名规则：驼峰命名法
?Shell中命名建议规则：
1、变量名大写
2、局部变量小写
3、函数名小写
4、用英文名字，并体现出实际作用

bash中变量的种类
?根据变量的生效范围等标准划分下面变量类型
局部变量：生效范围为当前shell进程；对当前shell之外的其它shell进程，包括当前shell的子shell进程均无效
环境变量：生效范围为当前shell进程及其子进程
本地变量：生效范围为当前shell进程中某代码片断，通常指函数
位置变量：$1, $2, ...来表示，用于让脚本在脚本代码中调用通过命令行传递给它的参数
特殊变量：$?, $0, $*, [email protected], $#,$$

局部变量
?变量赋值：name=‘value’
?可以使用引用value
(1) 可以是直接字串：name=“root"
(2) 变量引用：name="$USER"
(3) 命令引用：name=COMMAND
name=$(COMMAND)
?变量引用：${name} 或者 $name
" " 弱引用，其中的变量引用会被替换为变量值
‘ ‘ 强引用，其中的变量引用不会被替换为变量值，而保持原字符串
?显示已定义的所有变量：set
?删除变量：unset name

环境变量
?变量声明、赋值：
export name=VALUE
declare -x name=VALUE
?变量引用：
$name, ${name}
?显示所有环境变量：
env
printenv
export
declare -x
?删除变量：
unset name

?bash内建的环境变量
?PATH
?SHELL
?USER
?UID
?HOME
?PWD
?SHLVL
?LANG
?MAIL
?HOSTNAME
?HISTSIZE
?_ 下划线

只读和位置变量
?只读变量：只能声明，但不能修改和删除
?声明只读变量：
readonly name
declare -r name
?查看只读变量：
readonly -p
?位置变量：在脚本代码中调用通过命令行传递给脚本的参数
$1, $2, ... 对应第1、第2等参数，shift [n]换位置
$0 命令本身
$ 传递给脚本的所有参数，全部参数合为一个字符串
[email protected] 传递给脚本的所有参数，每个参数为独立字符串
$# 传递给脚本的参数的个数
注意：[email protected] $ 只在被双引号包起来的时候才会有差异
set -- 清空所有位置变量

退出状态
?进程使用退出状态来报告成功或失败
0 代表成功，1－255代表失败
$? 变量保存最近的命令退出状态
?例如：
ping -c1 -W1 hostdown &> /dev/null
echo $?

?bash自定义退出状态码
exit [n]：自定义退出状态码
注意：脚本中一旦遇到exit命令，脚本会立即终止；终止退出状态取决于exit命令后面的数字
注意：如果未给脚本指定退出状态码，整个脚本的退出状态码取决于脚本中执行的最后一条命令的状态码

算术运算
?bash中的算术运算:help let
+, -, *, /, %取模（取余）, **（乘方），乘法符号有些场景中需要转义
实现算术运算：
(1) let var=算术表达式
(2) var=$[算术表达式]
(3) var=$((算术表达式))
(4) var=$(expr arg1 arg2 arg3 ...)
(5) declare –i var = 数值
(6) echo ‘算术表达式’ | bc
?bash有内建的随机数生成器变量：$RANDOM（0-32767）
示例：生成 0 - 49 之间随机数
echo $[$RANDOM%50]

赋值
?增强型赋值：
+=, -=, *=, /=, %=
?let varOPERvalue
例如:let count+=3
自加3后自赋值
?自增，自减：
let var+=1
let var++
let var-=1
let var--

逻辑运算：与或非
?true, false
1, 0
?与
1 与 1 = 1
1 与 0 = 0
0 与 1 = 0
0 与 0 = 0
?或
1 或 1 = 1
1 或 0 = 1
0 或 1 = 1
0 或 0 = 0
?非：！
! 1 = 0 ! true
! 0 = 1 ! false
?短路运算
短路与
第一个为0，结果必定为0
第一个为1，第二个必须要参与运算
短路或
第一个为1，结果必定为1
第一个为0，第二个必须要参与运算
?异或：^
异或的两个值，相同为假，不同为真

条件测试
?判断某需求是否满足，需要由测试机制来实现
专用的测试表达式需要由测试命令辅助完成测试过程
?评估布尔声明，以便用在条件性执行中
?若真，则返回0
?若假，则返回1
?测试命令：
?test EXPRESSION
?[ EXPRESSION ]
?[[ EXPRESSION ]]
注意：EXPRESSION前后必须有空白字符

bash的数值测试
?-v VAR
变量VAR是否设置
?数值测试：
-gt 是否大于
-ge 是否大于等于
-eq 是否等于
-ne 是否不等于
-lt 是否小于
-le 是否小于等于

bash的字符串测试
?字符串测试：
= 是否等于

ascii码是否大于ascii码
< 是否小于
!= 是否不等于
=~ 左侧字符串是否能够被右侧的PATTERN所匹配
注意: 此表达式一般用于[[ ]]中；扩展的正则表达式
-z "STRING“ 字符串是否为空，空为真，不空为假
-n "STRING“ 字符串是否不空，不空为真，空为假
? 注意：用于字符串比较时的用到的操作数都应该使用引号

Bash的文件测试
?存在性测试
-a FILE：同-e
-e FILE: 文件存在性测试，存在为真，否则为假
?存在性及类别测试
-b FILE：是否存在且为块设备文件
-c FILE：是否存在且为字符设备文件
-d FILE：是否存在且为目录文件
-f FILE：是否存在且为普通文件
-h FILE 或 -L FILE：存在且为符号链接文件
-p FILE：是否存在且为命名管道文件
-S FILE：是否存在且为套接字文件

Bash的文件权限测试
?文件权限测试：
-r FILE：是否存在且可读
-w FILE: 是否存在且可写
-x FILE: 是否存在且可执行
?文件特殊权限测试：
-u FILE：是否存在且拥有suid权限
-g FILE：是否存在且拥有sgid权限
-k FILE：是否存在且拥有sticky权限

Bash的文件属性测试
?文件大小测试：
-s FILE: 是否存在且非空
?文件是否打开：
-t fd: fd 文件描述符是否在某终端已经打开
-N FILE：文件自从上一次被读取之后是否被修改过
-O FILE：当前有效用户是否为文件属主
-G FILE：当前有效用户是否为文件属组
双目测试：
FILE1 -ef FILE2: FILE1是否是FILE2的硬链接
FILE1 -nt FILE2: FILE1是否新于FILE2（mtime）
FILE1 -ot FILE2: FILE1是否旧于FILE2

Bash的组合测试条件
?第一种方式：
EXPRESSION1 -a EXPRESSION2 并且
EXPRESSION1 -o EXPRESSION2 或者
! EXPRESSION
必须使用测试命令进行，[[ ]] 不支持
?第二种方式：
COMMAND1 && COMMAND2 并且，短路与，代表条件性的AND THEN
COMMAND1 || COMMAND2 或者，短路或，代表条件性的OR ELSE
! COMMAND 非
如：[ -f “$FILE” ] && [[ “$FILE”=~ .*.sh$ ]]

条件性的执行操作符
?示例：
grep -q no_such_user /etc/passwd || echo ‘No such user‘
No such user
ping -c1 -W2 station1 &> /dev/null

&& echo "station1 is up"
|| (echo ‘station1 is unreachable‘; exit 1)
station1 is up

Bash的组合测试条件
?示例：
test "$A" = "$B" && echo "Strings are equal"
test “$A”-eq “$B” && echo "Integers are equal“
[ "$A" = "$B" ] && echo "Strings are equal"
[ "$A" -eq "$B" ] && echo "Integers are equal“
[ -f /bin/cat -a -x /bin/cat ] && cat /etc/fstab
[ -z “$HOSTNAME” -o $HOSTNAME "=="localhost.localdomain" ]
&& hostname www.magedu.com

短路与和短路或
[ $RANDOM%6 –eq 0 ] && rm –rf /* || echo “click”

使用read命令来接受输入
?使用read来把输入值分配给一个或多个shell变量
-p 指定要显示的提示
-s 静默输入，一般用于密码
-n N 指定输入的字符长度N
-d ‘字符’ 输入结束符
-t N TIMEOUT为N秒
read 从标准输入中读取值，给每个单词分配一个变量
所有剩余单词都被分配给最后一个变量
read -p “Enter a filename: “ FILE

条件选择if语句
?选择执行：
?注意：if语句可嵌套
?单分支
if 判断条件;then
条件为真的分支代码
fi
?双分支
if 判断条件; then
条件为真的分支代码
else
条件为假的分支代码
fi

if 语句
?多分支
if 判断条件1; then
条件1为真的分支代码
elif 判断条件2; then
条件2为真的分支代码
elif 判断条件3; then
条件3为真的分支代码
else
以上条件都为假的分支代码
fi
?逐条件进行判断，第一次遇为“真”条件时，执行其分支，而后结束整个if语句

if示例
?根据命令的退出状态来执行命令
if ping -c1 -W2 station1 &> /dev/null; then
echo ‘Station1 is UP‘ elif grep "station1" ~/maintenance.txt &> /dev/null; then
echo ‘Station1 is undergoing maintenance‘
else
echo ‘Station1 is unexpectedly DOWN!‘
exit 1
fi

条件判断：case语句
case 变量引用 in
PAT1)
分支1
;;
PAT2)
分支2
;;
...
)
默认分支
;;
esac
case支持glob风格的通配符：
: 任意长度任意字符
?: 任意单个字符
[]：指定范围内的任意单个字符
a|b: a或b

bash如何展开命令行：
?把命令行分成单个命令词
?展开别名
?展开大括号的声明（{}）
?展开波浪符声明（~）
?命令替换$() 和 ``）
?再次把命令行分成命令词
?展开文件通配（*、?、[abc]等等）
?准备I/0重导向（<、>）
?运行命令

防止扩展
?反斜线（）会使随后的字符按原意解释
echo Your cost: $5.00
Your cost: $5.00
?加引号来防止扩展
?单引号（’’）防止所有扩展
?双引号（”“）也可防止扩展，但是以下情况例外：
$（美元符号） 变量扩展
(反引号） 命令替换
（反斜线） 禁止单个字符扩展
!（叹号） 历史命令替换

bash的配置文件
?按生效范围划分，存在两类：
?全局配置：
/etc/profile
/etc/profile.d/*.sh
/etc/bashrc
?个人配置：
~/.bash_profile
~/.bashrc

shell登录两种方式
?交互式登录：
(1)直接通过终端输入账号密码登录
(2)使用“su - UserName” 切换的用户
执行顺序：/etc/profile --> /etc/profile.d/.sh --> ~/.bash_profile --> ~/.bashrc --> /etc/bashrc
?非交互式登录：
(1)su UserName
(2)图形界面下打开的终端
(3)执行脚本
(4)任何其它的bash实例
执行顺序： /etc/profile.d/.sh --> /etc/bashrc -->~/.bashrc

Profile类
?按功能划分，存在两类：
profile类和bashrc类
?profile类：为交互式登录的shell提供配置
全局：/etc/profile, /etc/profile.d/*.sh
个人：~/.bash_profile
功用：
(1) 用于定义环境变量
(2) 运行命令或脚本
Bashrc类
?bashrc类：为非交互式和交互式登录的shell提供配置
全局：/etc/bashrc
个人：~/.bashrc
功用：
(1) 定义命令别名和函数
(2) 定义本地变量

编辑配置文件生效
?修改profile和bashrc文件后需生效
两种方法:
1重新启动shell进程
2 . 或source
例:
. ~/.bashrc
Bash 退出任务
?保存在~/.bash_logout文件中（用户）
?在退出登录shell时运行
?用于
?创建自动备份
?清除临时文件

set 命令
?$- 变量
?h：hashall，打开这个选项后，Shell 会将命令所在的路径hash下来，避免每次都要查询。通过set +h将h选项关闭
?i：interactive-comments，包含这个选项说明当前的 shell 是一个交互式的 shell。所谓的交互式shell,在脚本中，i选项是关闭的。
?m：monitor，打开监控模式，就可以通过Job control来控制进程的停止、继续，后台或者前台执行等。
?B：braceexpand，大括号扩展
?H：history，H选项打开，可以展开历史列表中的命令，可以通过!感叹号来完成，例如“!!”返回上最近的一个历史命令，“!n”返回第 n 个历史命令
?set 命令
-u 在扩展一个没有设置的变量时，显示错误信息，等同set –o nounset
-e 如果一个命令返回一个非0退出状态值(失败)就退出，等同set –o errexit