编程语言和shell编程基础

Posted 2020-10-14

                

                编程语言和shell编程基础

  bash的特性之多命令执行的逻辑关系：

    1.命令替换

     command1  $(command2)

    2.管道

     command1  | command2  |command3.....

    3.顺序执行结构

     command1 ;command2; command3....

    4.选择执行结构：

     如果...那么...

     要么...要么...

     逻辑运算：

（1） 与：逻辑乘法，1为真，0为假，&&

     1 && 1 = 1

     1 && 0 = 0

     0 && 1 = 0

     0 && 0 = 0

     

    COMMAND1 && COMMAND2

    表示：如果COMMAND1能够成功执行，那么将会执行COMMAND2；

        如果COMMAND1能够执行失败，那么COMMAND2不会执行；

    例： 如果qhdlink用户存在，就输出信息"hello qhdlilnk "

     [[email protected] ~]# id qhdlink && echo "hello qhdlink"

     uid=1001(qhdlink) gid=1006(qhdlink) 组=1006(qhdlink),1004(centos),1005(varnish)

     hello qhdlink

     

   与运算的短路运算法则：只要第一个操作数为FALSE，则其逻辑运算结果为FALSE

  

（2）或: 逻辑加法，||双目操作符

     1 || 1 =1

     1 || 0 =1

     0 || 1 =1

     0 || 0 =0

    COMMAND1 || COMMAND2

            

    表示：只有COMMAND1执行失败，COMMAND2才会执行；

        如果COMMAND1执行成功，COMMAND2不会执行；

    例：如果qhdlink用户存在不输出信息，否则输出信息“create user qhdlink”

    [[email protected] ~]# id qhdlink || echo "create user qhdlink"

    id: qhdlink: no such user

    create user qhdlink

   [[email protected] ~]# id qhdlink || echo "create user qhdlink"

   uid=8099(qhdlink) gid=8099(qhdlink) 组=8099(qhdlink)

   

    或运算逻辑运算法则：只要一个操作数为TURE，则其执行结果为TURE。

（3）非：逻辑取反，1为真，0为假，！，单目操作符

      ！1 = 0

      ！0 = 1

   命令的状态返回值：

    SUCCESS： 0

    FAILURE： 1-255--FALSE

      ！COMMAND1 && COMMAND2 相当于  COMMAND1 || COMMAND2

      ！COMMAND1 || COMMAND2 相当于  COMMAND1 && COMMAND2

     德.摩根定律

      !（A&&B）= (!A || !B)

      ! (A||B) = !A && !B

          

 三种逻辑运算的优先级

      ！>&&>||

   

   

 bash脚本编程：

   什么叫编程？

   使用人类自然语言或机器语言进行程序原代码书写的过程。

   为什么要编程？ 

   为了能够让用户在使用计算机的时候，可以让计算机以非交互的方式完成某些任务，此时，用户需    要将此类任务编辑成一个文件，并让计算机按照特定顺序进行任务读取，从而实现预期的功能。

   为了让计算机能够解读此类文件的内容并正确的执行，必须将程序源代码文件转换为计算机可以直    接识别并使用的二进制格式，该过程为编译，想要完成编译过程，必须使用特定的编译器工具。因    此，无论使用何种编程语言进行程序编写，都必须严格按照编译器所能够识别的特定格式和语法结    构进行程序编写。

   编程语言：

   一.高级语言：

     1. 根据源代码的处理方式分类：

        编译型语言:

        源代码-->编译器（编译）-->[链接器（链接）-->]汇编器（汇编）-->可以执行的二进制         代码文件；

        解释型语言

        源代码-->解释器（逐行解释）-->边解释边执行；

     2. 根据编程过程中的功能实现是调用库还是调用外部程序文件分类：

        完整编程语言：

        利用库或编程组件进行编程；

           

        脚本编程语言：

        利用解释器调用被选择的外部应用程序；

     

      3.根据程序编写规范分类：

        过程式语言：

        程序=指令+数据

        以指令为中心，围绕指令的功能实现设计数据和数据结构，数据为指令服务；

                  

        算法和指令的实现形式：

        顺序执行

        选择执行

        循环执行

        面向对象语言：

        程序=算法+数据结构

        以数据和数据结构为中心，将数据实例化，围绕数据的需求来部署算法；

                           

        类（Class）：被实例化的数据

        属性（Attribution）：同一类中的不同对象的区分依据；

        方法（Method）：类的正确的操作方法；

      

  二.低级语言：

     

     机器语言：二进制语言

      shell脚本编程-bash脚本编程；

     过程式编程语言:解释运行的编程语言，脚本类别（依靠外部应用程序文件运行）

     shell脚本到底是什么？

         

      1.纯文本文档--文件中所有存储或包含的指令+数据都是以字符为单位进行存储的；

      2.根据用户的需求来解决用户问题的简单或复杂的命令组合体；

      3.是一种具有“执行幂等性”的程序实体；

       执行幂等性：任何命令的一次执行结果和多次执行结果是一致的；

               

      注意：

      很多命令都不具备程序幂等性，因此在shell脚本中需要使用大量的程序逻辑来判断某个命令       是否符合其运行条件从而避免在运行过程中出现的严重错误；

     shell脚本中的代码内容如何书写？

       

      1.首行必须是shebang，即解释器程序的绝对路径，必须占据绝对行首且必须单独占据一行；

       在执行脚本时，会根据shebang的指示，启动相应的解释器以解释脚本诸多的命令：

       #!/bin/bash

       #!/bin/sh

       #!/usr/bin/python

       #!/usr/bin/perl

       ...

    例：统计/etc/grub2.cfg中的空白行行数

     [[email protected] ~]# vim 1

     #! /bin/bash

     grep ^""$ /etc/grub2.cfg | wc -l

     [[email protected] ~]# . 1

     17

           

      2.在shell脚本中，除了shebang之外，所有行首为#字符的行，均被解释为注释行；即：解释        器只会解释其内容，但不执行；

      3.解释器会忽略脚本文件中所有的空白行；空白行指的是：在一行文本中，除了空白字符，空        格字符，制表字符之外不具备其他任何类型字符的行；

      4.大量的命令和关键字

       命令：内部或外部应用程序

       关键字；内置于shell，只能在某种特定结构体中执行的命令；keyword

       如：if,else,then,do,while,for,select,until,case,fi,esac.....

      5.shell中的所有的特殊功能字符；

                

   注意：所有被编写进shell脚本文档的命令，关键字及符号必须是ASCII编写格式的字符，其他编码        的格式的字符可以出现在shell脚本文件中，但不具有任何特殊含义；

      如何编写shell脚本？

       可以利用所有的文本文档编辑工具进行脚本编写，如：

       nano,vi,vim,pico,emacs....

       通常在Linux的各发行的版本中，推荐使用vim；

       脚本文件的命名方式：

         一般情况下，会为脚本设置“.sh”的名称后缀；比较低版本的编辑工具，会根据文件的          后缀名称来识别是否为shell脚本文件，较高版本的文件工具，如：vim7，无需过多的关          心文件后缀名的问题。

       

       脚本的运行方式：

         1.为脚本文件赋予执行权限，可以直接以绝对路径或相对路径的方式运行此文件；

           #chmod +x /PATH/TO/SOME_SCRIPT_FILE

           #/PATH?TO/SOME_SCRIPT_FILE

   

     注意：如果脚本文件所在目录路径存储于PATH变量中，则直接以脚本文件名来执行即可；

         2.直接使用解释器运行脚本，将脚本文件作为解释器程序的参数；

           # bash /PATH/TO/SOME_SCRIPT_FILE

           bash命令的常用选项：

           -x：使bash在解释脚本的过程展示在标准输出上；一般用于为shell脚本排错；

           -n：对脚本文件进行预执行，以分析脚本中是否存在语法错误；如果没有错误，则不               输出任何信息；相反，则输出简洁的提示信息，具体错误定位需要自行判断；

   

     注意：此种方式中，脚本文件是否有执行权限不是很重要的属性；

  注意：以上两种方式，在执行脚本时，会在当前shell中开启一个新的子shell运行脚本；一般情况       下，当脚本运行结束，该子shell也会被随之销毁；因此，所有在脚本中定义的变量，在脚本       的末尾处最好将其明确的撤销；gc

         3.使用source命令来运行脚本

           # source /PATH/TO/SOME_FILE

           # ./PATH/TO/SOME_SCRLPT_FILE

      

     注意：

         1.source命令不会在运行脚本时开启子shell，而是在当前shell中运行；

         2.使用source命令执行的脚本中不要包括诸如exit类的命令；

     利用bash脚本程序实现算数运算：

       常用的基本算数运算符：

       +，-，*，/，%，**

    

       增强型的算数运算符：

       +=，-=，*=，/=，%=

   

       特殊的增强型算术运算符：

       ++，--

             

     算数运算方法：

     1.$[expression]  

     其中的表达式可以是纯数字组成的，也可以是变量引用的变量值；在使用变量时，可以将$符号      省略；

   例：

    [[email protected] ~]# echo $[3*4]

    12

     2.let var=expression

     根据算数表达式完成算术运算并赋值给指定的变量；

   例：

   [[email protected] ~]# let h=‘3*4‘

   [[email protected] ~]# echo $h

   12

     3.$((expression))

     其中的表达式可以是纯数字组成的，也可以使用变量引用变量值；在使用变量时，也可将$符号      省略；

     4.expr ARGU1  ARGU2  ARGU3

      其中ARGU1和ARGU3必须是整数数值；ARGUE2是算数运算符；

   例：

    [[email protected] ~]# expr $[3*4]

    12

     5.echo "expression" | bc

  例：

  [[email protected] ~]# echo "3*4" | bc

  12

    

  

     6.bc <<<expression

  例：

  [[email protected] ~]# bc <<< 3*4

  12

  文本处理工具：

     全屏编辑器：vim,nano

     行编辑器：

     文本处理三剑客： grep系， sed, awk

     grep系：grep, egrep, fgrep,文本搜索工具；基于PATTERN（模式）对于给定的文本文件进行      模糊搜索， grep系所有命令默认工作于贪婪搜索模式；

     sed:Stream EDitor， 流编辑器 ，文本编辑工具；

     awk:文本格式化工具，文件报告生成器，文件处理的编程语言；

      

     grep系：

     grep：Global  Search Regular Expression and Print out the line

         利用正则表达式进行全局搜索并将匹配到的行显示出来；

     

     格式：

         grep [options] PATTERN [FILE...]

         grep [options][-e PATTERN  | -f FILE] [FILE...]

   

     PATTERN:过滤匹配条件，是由没有特殊意义的文本字符或者是正则表达式元字符组成；

     正则表达式的元字符：会被正则表达式处理引擎解释为特殊含义的字符；

      pcre:正则表达式处理引擎，prel语言的正则表达式引擎；

     

     正则表达式的元字符：

     基本的正则表达式元字符：BRE

     字符匹配类：

     .：匹配任意单个字符；

     []：匹配任意指定范围内的单个字符；

     [^]：匹配任意指定范围以外的单个字符；

     下列所有的字符集都可以放置于[]之中用于匹配字符集范围内的单个字符：

     [:lower:]：所有的小写字母；

     [:upper:]：所有的大写字母；

     [:alpha:]：所有字母包括大小写；

     [:digit:]：所有单个的十进制数字；

     [:xdigit:]：

     [:alnum:]：所有的字母和十进制数字；

     [:punct:]：所有的符号；

     [:space:]：表示空白字符，包括空格和制表符；

     [a-z]：仅表示所有的小写字母

     [A-Z]：仅表示所有的大写字母

     [0-9]：仅表示所有的十进制数码

     次数匹配类：该类字符前面的一个字符可以出现的次数；

     *：其前面的字符可以出现任意次，即：0次，1次或多次；

     \?：其前面的字符可有可无，即：0次或1次；

     \+：其前面的字符至少出现一次；

     \{m,n\}：其前面的字符至少出现m次，最多不超过n次；

     \{m\}：其前面的字符必须出现m次；

     \{m,\}：其前面的字符至少出现m次；

     \{,n\}：其前面的字符出现至少出现0次，最多不超n次；

注意：在正则表达式中，表示任意长度的任意字符：.*

    位置锚定字符：

   1. 行锚定：

    行首锚定：^

    行尾锚定：$

   2. 字锚定：

    字首锚定：\<或\b

    字尾锚定：\>或\b

例：找出/proc/meminfo中以S或s开头的行

[[email protected] ~]# grep "^S\|^s" /proc/meminfo

SwapCached:            0 kB

SwapTotal:       1999868 kB

SwapFree:        1999868 kB

Shmem:             13624 kB

Slab:             107464 kB

SReclaimable:      52816 kB

SUnreclaim:        54648 kB

   分组与前向引用字符：

    \(\)：将小括号中包含的内容作为一个不可分割的整体来处理；

    \1, \2, \3,...：前向引用

   正则表达式处理引擎的内置变量，\1表示前面所出现的第一组小括号中括选的内容；\2表示前面所    出现的第二组小括号中括选的内容；...

   \(string1\(string2\)\)： \1表示string1，\2表示string2；

   \(string1\).*\(string2\)：\1表示string1，\2表示string2；

例：找出其用户名与shell名相同的用户信息；

[[email protected] ~]# grep "^\<\(.*\)\>.*\1$" /etc/passwd

sync:x:5:0:sync:/sbin:/bin/sync

shutdown:x:6:0:shutdown:/sbin:/sbin/shutdown

halt:x:7:0:halt:/sbin:/sbin/halt

bash:x:8093:8093::/home/bash:/bin/bash

nologin:x:8096:8096::/home/nologin:/sbin/nologin

   或者：

   \|：将其左右的字符或字符串当做整体对待；

   "C\|cat"  C  cat

例：找出ifconfig命令执行结果中的两位或三位整数；

# ifconfig | grep "\<[1-9][0-9]\>\|\<[1-9][0-9][0-9]\>"

   

 扩展的正则表达式元字符：ERE

   字符匹配类：

   .：匹配任意单个字符；

   []：匹配任意指定范围内的单个字符；

   [^]：匹配任意指定范围以外的单个字符；

   下列所有的字符集都可以放置于[]之中用于匹配字符集范围内的单个字符：

   [:lower:]：所有的小写字母；

   [:upper:]：所有的大写字母；

   [:alpha:]：所有的字母，包括大小写；

   [:digit:]：所有单个的十进制数字；

   [:xdigit:]：

   [:alnum:]：所有的字母和十进制数字；

   [:punct:]：所有的符号；

   [:space:]：表示空白字符，包括空格和制表符；

   [a-z]：仅表示所有的小写字母

   [A-Z]：仅表示所有的大写字母

   [0-9]：仅表示所有的十进制数码

   次数匹配类：该类字符前面的一个字符可以出现的次数；

   *：其前面的字符可以出现任意次，即：0次，1次或多次；

   ?：其前面的字符可有可无，即：0次或1次；

   +：其前面的字符至少出现一次；

   {m,n}：其前面的字符至少出现m次，最多不超过n次；

   {m}：其前面的字符必须出现m次；

   {m,}：其前面的字符至少出现m次；

   {,n}：其前面的字符出现至少出现0次，最多不超n次；

 注意：在正则表达式中，表示任意长度的任意字符：.*

  位置锚定字符：

  行锚定：

  行首锚定：^

  行尾锚定：$

  字锚定：

  字首锚定：\<或\b

  字尾锚定：\>或\b

  分组与前向引用字符：

  ()：将小括号中包含的内容作为一个不可分割的整体来处理；

  \1, \2, \3,...：前向引用

 正则表达式处理引擎的内置变量，\1表示前面所出现的第一组小括号中括选的内容；\2表示前面所出  现的第二组小括号中括选的内容；...

  (string1(string2))： \1表示string1，\2表示string2；

 （string1).*(string2)：\1表示string1，\2表示string2；

  或者：

  |：将其左右的字符或字符串当做整体对待；

  "C|cat"  C  cat

 grep系：

 grep：仅支持基本正则表达式元字符

 egrep：可以支持扩展正则表达式元字符

 fgrep：不支持任何形式的正则表达式元字符，将所有的字符都视为没有任何特殊意义的普通文本字       符；

 常用选项：

 -A num：同时显示被PATTERN匹配到的行及其后续num行；

 -B num：同时显示被PATTERN匹配到的行及其前面num行；

 -C num：同时显示被PATTERN匹配到的行及其前后num行；

 --color[=WHEN]：以高亮颜色显示被匹配到的内容；

 -c, --count：不输出被PATTERN匹配的行的内容，而是输出被PATTERN匹配到的行数；

 -E, --extended-regexp：可以使grep命令支持扩展正则表达式元字符；相当于执行了egrep命令；

 -F, --fixed-strings：相当于fgrep；

 -e PATTERN, --regexp=PATTERN：指定多个PATTERN在一个命令行中生效；

 -f FILE, --file=FILE：从指定的文件中读取多个PATTERN用于一次搜索；

 -i, --ignore-case：忽略文件中的字符的大小写；

 -o, --only-matching：仅显示被PATTERN匹配到的部分，关闭贪婪模式；

 -q, --quiet, --silent：安静模式；相当于 grep > /dev/null

 -v, --invert-match：显示没有被PATTERN匹配到的行；

例：输出/etc/passwd中的bin

  [[email protected] ~]# egrep -o "bin" /etc/passwd 

 

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