算法及shell脚本编程基础

Posted 2020-09-08

bash存在多命令执行的特性，例如：# COMMAND1 $(COMMAND2)；还有进程之间的通信（IPC）：# COMMAND1 | COMMAND2…

一、命令执行结构与算法

命令执行中，存在顺序执行结构：分号分隔 # COMMAND1 ; COMMAND2 ; …。同时存在选择执行结构：逻辑运算与、或、非、异或，其中最主要的为选择执行结构，具体讨论如下。

1、与：逻辑乘法 &&

状态返回值：0对应TRUE，1-255对应FALSE

具体算法为：True &&true == true

            True && false == false

            False &&true == false

            False && false == false

与运算存在短路逻辑运算：只要第一个逻辑操作数为假，则其逻辑操作结果一定为假。例如COMMAND1 && COMMAND2，解释为：如果COMMAND1能够成功执行，则COMMAND2会被执行；如果COMMAND1能够成功执行，则COMMAND2会被执行

2、或：逻辑加法 ||

具体算法为：True || true == true

            True || false == true

            False || true == true

            False || false == false

或的短路逻辑运算：主要有一个逻辑操作数为true，则其逻辑运算结果一定为true。例如COMMAND1 || COMMAND2，解释为：如果COMMAND1能够成功执行，则COMMAND2就没有必要执行；如果COMMAND1执行失败，则COMMAND2不会被执行

3、非：逻辑取反  ！  

具体算法为： ！COMMAND （！true = false、！false = true）

综合以上三点，可以得到：

逻辑运算符优先级： ！> && > || 

 ！COMMAND1 &&COMMAND2相当于 COMMAND1 ||COMMAND2，解释为：如果COMMAND1能够成功执行，则COMMAND2就没有必要执行；如果COMMAND1执行失败，则COMMAND2不会被执行 

 ！COMMAND1 || COMMAND2相当于 COMMAND1 && COMMAND2，解释为： 如果COMMAND1能够成功执行，则COMMAND2会被执行；如果COMMAND1执行失败，则COMMAND2不会被执行

 德摩根定律：!(A&&B)==!A||!B 

             !(A||B)==!A&&!B 

  德摩根定律的例子为：!(COMMAND1 &&COMMAND2）|| COMMAND3，解释为：COMMAND1 与COMMAND2同时执行成功才执行COMMAND3

算法或指令的实现形式：顺序执行、选择执行、循环执行

  4、异或

  比对两个操作数是否不同。如果不同，则逻辑运算结果为真，如果相同，逻辑运算结果为假   

二、Shell脚本编程

Shell脚本编程的编程即编写程序源代码。为了能够让用户在使用计算机的时候，能以非交互式的方式完成某些任务，所以我们需要把这些任务编制为一个文件，让计算机顺序读取，从而实现功能；Shell脚本编程的动态编译即调用库文件。

shell脚本是根据用户的需求解释用户问题的大量命令组合体，为纯文本文档；调用shell程序，其次调用需要的外部命令文件，命令解释器。 Shell脚本编程为过程式编程语言，解释运行，依赖于外部程序文件运行 提供了单一功能的单程接口，过程式编程逻辑的支持。

很多命令都不具备“执行幂等性”，在shell脚本中就需要使用大量的程序逻辑来判断某个目命令是否满足其运行条件，以避免在运行过程中出现严重错误

编程语言分为高级语言和低级语言，具体解释如下。

1、高级语言

（1）、根据源代码的处理方式分为：编译运行语言、解释运行语言

编译运行语言具体过程为：源代码----->编译器（汇编）-----> [连接器（完成库的链接行为）]------->可以直接执行的二进制文件

解释运行语言具体过程为：源代码------->直接启动跟源代码对应的解释器程序，由解释器边解释边执行

（2）、根据编程过程中功能的实现是调用库还是调用外部程序分为：完整编程语言、脚本编程语言

  完整编程语言具体为：利用库或编程组件进行编程

  脚本编程语言具体为：解释器编程

（3）、根据程序的编写范式分为：过程式编程语言、对象式编程语言

 过程式编程语言具体为：围绕指令（算法）的实现设计数据和数据结构，数据为指令服务

 对象式编程语言具体为：以数据（数据结构）为中心，将数据实例化为类，围绕数据的需求来部署指令  类、属性、方法

2、低级语言：汇编语言。

Shell脚本中的代码内容有如下要求和解释：

1、首行必须是shebang，解释器路径，必须占据绝对行首；在执行时，启动相应的解释器以解释脚本内诸多的命令

例如：#!/bin/bash ；#!/bin/sh ；#!/usr/bin/python

2、在shell脚本中，除了shebang之外，以#占据绝对行首的内容，均为注释行，解释器会会忽略这样行的内容

3、解释会忽略脚本中所有的空白行

4、大量的命令和关键字（if, else, then, do, while, for……）

注意：shell脚本一旦运行，是在当前的shell中根据shebang的指示，开启一个指示器（子shell）解释执行代码内容，shell脚本的内容是在一个子shell中实现的

脚本的运行方法部分方法如下：

1、为文本文件赋予执行权限，直接运行此文件；如果在执行脚本时，只写脚本文件名不给出路径的话，必须确保PATH变量中保存的路径下，能找到该文本文件

 例如：chmod +x /PATH/TO/SCRIPT_FILE

       ~]# /PATH/TO/SCRIPT_FILE

2、直接使用解释器运行脚本，将脚本作为解释器命令的参数

 例如：bash /PATH/TO/SCRIPT_FILE