2017-11-27Linux基础知识(14)bash特性之脚本编程初步

Posted 2020-10-16

  回顾一下我们讲述了用户管理、权限管理以及还介绍了两个命令，一个是install命令，另一个是mktemp，在这里我们并不多做介绍。
  对于用户管理来说，是对权限的资源进行其隔离分配。
  而对于权限来说，是对该系统的登录用户分配给资源所应有的权限。
  那么我们在这一章节当中来讲述bash特性及bash脚本的初级编程。

一、bash是什么

  我们先来看一张图用来解释什么是bash。

  在这张图中我们可以看到，最内部的是硬件，而后是内核，内核将硬件的复杂性和区别性给隐藏起来，输出成一个统一而又简洁的接口，我们就把它称之为系统调用，在这个外层当中程序员使用该接口就可以无视底层硬件的复杂性，程序员通过系统调用接口来开发程序，但系统调用为了做的足够的简洁，所以它做的非常的底层，只是将复杂的硬件隐藏起来，而后又向外输出，由于系统调用接口太过于底层，所以程序的开发周期会非常的长，而且维护起来也是极为不便的，不过在早期确实有很大的好处，因为要换取较好的性能，不过现在的计算机性能已经大幅度的提升，为了能让程序开发的更快，即使有写冗余的代码也是无所谓的，所以在系统调用上有封装了一个库函数，使得开发程序可直接调用库函数就可以，离人又更进了一步。
  而终端是用户交互的手段，是我们用户最先接触的一个东西，我们使用该终端间接控制内核，用户是不能够对内核进行操作的，因为在这个环节链条上，最薄弱的环节无非就是人类了，而终端的界面我们也称之为shell界面，在之前的第三章我们讲述了shell接口，分别是GUI和CLI，GUI在服务器当中并不常用，而CLI界面是文本界面，是服务器中必须要用它来对系统进行操作的，我们如何查看系统支持那些shell就在/etc/shells中查看。

   # cat /etc/shells 
   /bin/sh
   /bin/bash
   /sbin/nologin
   /usr/bin/sh
   /usr/bin/bash
   /usr/sbin/nologin

二、bash特性

  除了我们之前讲过的bash中的命令补全和命令行展开等，还有其它的特性，我们现在一一列举bash特性：

   命令行展开：~, {}
   命令别名： alias, unalias
   命令历史： history
   文件名通配：glob
   命令环境变量：$PATH
   快捷键：Ctrl+a, e, u, l
   路径补全：

  我们来说一下别名，别名是将原来的命令给隐藏起来，换成用户人为的命令，它是一个shell内部命令，命令格式如下：

   alias [-p] [name[=value] ... ]

  不过在shell中设置的，一退出终端就没有了，所以我们可以写在配置文件里，例如：.bashrc退出终端后即可生效，不过这是个人，并不是全局设置。

2.1 bash特性之命令hash

  我们此前说过命令在$PATH环境变量中查找的过程，我们在shell中输入某个字符，shell会从$PATH中从左往右依次查找该命令，如果找到则停止查找，找不到shell也会提示相应的结果，hash命令就是将$PATH变量中查找到的命令给缓存下来，将命令的查找结果放到内存当中，这样的话缓存下来的命令就不用在$PATH变量中进行查找了。其存储的格式为：key-value。

   key：搜索键
   value：值

  hash命令的选项有：

   hash：列出；
   hash -d COMMAND：删除某个命令；
   hash -r：清空；

2.2 bash特性之变量

  任何一种编程语言都有变量，程序是由指令加数据组成的，指令就是由程序文件来提供，而数据的提供是由IO、文件、管道和变量来提供，所以程序又可以称之为算法加数据结构。
而变量的参与就是将文件的某个数据放入到内存中进行CPU指令运行或运算，其结果放入到另外一个内存中去，最后将其输出出来。
  变量也是提供数据的一种方式，它是内存运行申请的一块空间，而变量名称是内存运行空间的起始地址。所以变量名+指向的空间共同组成。变量的赋值方法我们之前也讲过name=value。
  变量的类型也有很多种，它是指值的存储类型，根据其存储格式(主要是数值还是字符)、表示的数据范围以及参与的运算，主要围绕这几个而展开，定义的变量类型就定义了其存储格式和其能够参与的运算。而编程语言类型来讲，根据类型的要求是否严格，我们大致分为其两类，一种是强类型变量编程语言，不能有一点违反的规则，该是数值就是数值，先编译后执行；另一种是弱类型变量编程语言，边解释边执行。而shell就是弱类型的语言，因为bash把所有的变量统统视作为字符型。而且bash的变量无需事先声明；相当于就是把声明和赋值的过程同时实现。所以说通常变量的声明也就是类型和变量名称。
  我们把变量名出现的地方转换为数据地方叫做变量替换，换句话说是把变量名出现的位置替换为其所指向的内存中的数据，而这个就叫做变量替换。
  那么变量引用就是取得一个变量名所指向的在内存空间中的数据。例如${var_name}, $var_name。
变量名的命令规定为：变量名只能包含数字、字母和下划线，但不能以数字开头。而变量名的命名我们也要尽可能做到其见名知义，命名机制遵循某种法则；不能够使用程序的保留字，例如：if, else, then, for等。

2.3 bash变量类型

  这里的bash的变量类型是指的它的作用域的变量类型，共有三类，分别是本地变量、环境变量和局部变量，还有位置参数变量以及特殊变量。总结如下：

   本地变量：作用域仅限为当前shell；
   环境变量：作用域为当前shell进程及其子shell进程；
   局部变量：作用域仅为某代码片段(通常用于函数上下文当中)；

   位置参数变量：向执行脚本的shell进程传递参数；
   特殊变量：shell内置的有特殊功用的变量；
	   例如：$?
	  	  0：成功
		  1-255：失败

  我们现在来看一下本地变量的使用方法，主要查看如何变量赋值和引用，以及查看变量和撤销变量。

   变量赋值：name=value
   变量引用：${name}, $name
	   ""：变量名会替换其值；
	   ''：变量名不会替换为其值；
   查看变量：set
   撤销变量：unset name
	   注意：此处非变量引用；

  而环境变量的使用方法也是和本地变量也是基本相同的，不过在作用域上范围比本地变量大一些。

   变量赋值：
	   (1) export name=value
	   (2) name=value
	     export name
	   (3) declare -x name=value
	   (4) name=value
	     declare -x name
	
	   注意：导出时不要在变量前加$，因为这是一种处理机制，而不是应用。
       变量引用：${name}, $name

   注意：bash内嵌了许多环境变量(通常为全大写字符)，用于定义bash的工作环境
	   PATH, HISTFILE, HISTFILESIZE, HISTCONTROL, SHELL, HOME, UID, PWD, OLDPWD等；

   查看环境变量：export, declare -x, printenv, env

  我们还可以定义只读变量，但只读变量是无非重新赋值，并且也不支持撤销；存活时间为当前shell进程的生命周期，说明它是随着shell进程而终止的。

   (2) readonly name

2.4 bash特性之多命令执行

  多命令执行是指在同一个命令行当中执行多条命令，如果你的命令没有什么逻辑关系，只是先后依次运行，用;分隔开即可；无论执行正确或错误，将所有的命令依次执行完成。

   # COMMAND1; COMMAND2; COMMAND3; ...

  还有就是根据逻辑运算之间来进行多命令执行，根据布尔型来得到其结果，就是真或假。

   真(true, yes, on, 1)
   假(false, no, off, 0)

  不过，对于命令的状态返回结果来讲，真表示为0，所以说逻辑的运算结果：0表示真。有以下逻辑表达运算方式，分别是与、或、非，那么与就是乘法，除以任何数都等于0，非就是加法，1加上0等于1，而非就是取反。

   与：(乘法)
	   1 && 1 = 1
	   1 && 0 = 0
	   0 && 1 = 0
	   0 && 0 = 0
   或：(加法)
	   1 || 1 = 1
	   1 || 0 = 1
	   0 || 1 = 1
	   0 || 0 = 0
   非：
	   ! 1 = 0
	   ! 0 = 1

  那么我们说一下短路法则，我们以一下案例来说明：

   # COMMAND1 && COMMAND2

  这个意思就是COMMAND1的执行结果如果为真，就必须执行COMMAND2；如果COMMAND1执行状态结果为假时，则COMMAND2不会执行，这个我们称之为串联。

   # COMMAND1 || COMMAND2

  这个就是COMMAND1执行状态结果为真时，则COMMAND2不会被执行，但如果COMMAND1执行状态结果为假时，COMMAND2就会被执行。这个我们称之为并联。
  示例：

   id $username || useradd  $username