Linux操作系统笔记——Shell程序设计

Posted 2023-02-03 晚风(●•σ )

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• 一、Shell脚本的概念
• 二、一个Shell脚本的基本步骤
• 三、赋予Shell脚本执行权限
• • （一）Shell调用脚本
  • （二）chmod命令赋予脚本执行权限
• 四、Shell功能性语句
• • （一）read命令读入
  • （二）tput命令
  • （三）expr命令
• 五、Shell结构性语句
• • （一）if条件语句
  • （二）case语句
  • （三）for循环语句
  • （四）while循环语句
  • （五）until循环语句
  • （六）continue和break语句
• 六、test命令
• 七、Shell函数

一、Shell脚本的概念

Shell是一种程序设计语言，Shell脚本是一种用Shell编写的脚本程序，其中包含命令。Shell环境有很多种，如C Shell（/usr/bin/csh）、Bourne Again Shell（/bin/bash）、Bourne Shell（/usr/bin/sh或/bin/sh）等等，本教程使用的是Bourne Again，可以通过echo命令输出环境变量$SHELL，该变量保存的是当前用户的初始Shell的路径名称，其路径是用户登录时所启动的Shell，通过echo命令输出该变量，如下：

[yyx@yyx12 ~]$ echo $SHELL

在Linux终端中输入命令：

二、一个Shell脚本的基本步骤

我们知道可以通过vi/vim命令，用于编辑文件或新建文件，不了解的小伙伴可以看这篇文章（Linux操作系统中的vi/vim 编辑器详解），所以创建Shell脚本的方法与创建文件是一样的，它可以通过编辑器、标准输出重定向等方式来创建，但该文件的扩展名（后缀）应为.sh，一个Shell脚本第一行一般是#！，这是约定好的标记，它用于告诉该Shell脚本需要通过哪种解释器来执行。

例如创建一个Shell脚本，脚本名称为hellolinux.sh，其功能是输出一串英文“Hello Linux！”：
1、通过vi命令创建一个名称为hellolinux.sh的Shell脚本：

[yyx@yyx12 ~]$ su root
...
[root@yyx12 yyx]# vi hellolinux.sh

在Linux终端中输入命令：

2、切换模式，编辑Shell脚本，第一行为“#!/bin/bash”，通过echo命令输出“Hello Linux！”：

#!bin/bash
echo "Hello Linux!"

在文件中输入：

编写好脚本后，保存并退出，然后最后一步就是执行该Shell脚本，将会在一会讲到。
我们可以通过cat 命令查看文件内容，输出该文件内容：

[root@yyx12 yyx]# cat hellolinux.sh

在Linux终端中输入命令，如下：

注：Shell脚本中的注释（说明性语句）是通过“#”开始，被注释的语句不会被Shell解释器执行。

三、赋予Shell脚本执行权限

由于建的仅仅只是一个普通的文本文件，它没有执行权限，不能直接调用该Shell脚本使其执行，此时就要修改Shell脚本的权限，如下通过ls -l命令查看刚刚创建的Shell脚本的权限：

[root@yyx12 yyx]# ls -l hellolinux.sh

在Linux终端中输入命令，可看到该文件的权限是- rw- r- - r- -，即文件拥有者、与拥有者同组的用户和其他用户都没有执行权限：

要执行该Shell脚本，有两种方法，分别是通过Shell调用脚本和通过chmod命令赋予脚本的可执行权限。

（一）Shell调用脚本

可以直接通过bash命令后跟Shell脚本的名称，即可通过Shell调用脚本（这里的bash是针对于Bourne Again Shell，其他的调用命令不一样），如下调用hellolinux.sh该shell脚本，直接在bash后跟脚本名称：

[root@yyx12 yyx]# bash hellolinux.sh

在Linux终端中输入命令：

这种方法虽然简单，但它适用于用户跟踪调试大型、复杂的脚本。
例如，写一个Shell脚本，通过环境变量，输出自己的UID和路径。
1、首先创建一个shell脚本，名称为shell1：

2、编写shell脚本，保存后退出vi编辑器：

#!/bin/bash
echo "You are welcome to use bash."
echo "Cuttent work directory is $PWD."
echo "You are $LOGNAME."

在vi编辑器中输入：

3、执行该shell脚本：

（二）chmod命令赋予脚本执行权限

另一种方法是通过chmod命令的字母形式来进行更改，例如这里我们只修改文件拥有者（User）的权限，即通过增加权限（+）符号以及x（可执行）即可完成，另外修改后再通过ls -l命令查看该文件信息：

[root@yyx12 yyx]# chmod u+x hellolinux.sh
[root@yyx12 yyx]# ls -l hellolinux.sh

在Linux终端中输入命令，可见更改权限后的该脚本文件（绿色为可执行文件）：

此时，文件所有者就有了执行该Shell脚本的权限，通过在./后跟调该脚本的名称来执行，这里的./表示的是当前工作目录，这样可以省略路径名称。

[root@yyx12 yyx]# ./hellolinux.sh

四、Shell功能性语句

（一）read命令读入

• read命令用于读入一行数据，即从键盘读取输入，在使用重定向时，可以读取文件中的一行数据。

1、例如创建一个Shell脚本，其功能是用户输入用户名后，显示用户名，Shell脚本如下：

#!bin/bash
echo -e "Input your name:\\c"
read username
echo "Your name is $username"

echo命令带参数-e，表示开启反斜线的转义功能，使命令行中以反斜线引导的转义符有效，\\c表示禁止回车符。
在Linux终端中输入命令，例如我们输入“xiaoming”，此时输入的内容被存放至变量username中，再通过echo命令输出，返回的结果如下：

2、当然也可以read多个变量，然后输入多个字符串使其传入对应的变量中【这里输入的字符串间隔符由环境变量$IFS确实，通常情况下是空格】，若传入的变量少于变量个数，则剩下的未传入的变量值为空；若传入的变量多于变量个数，首先会依次按照顺序传入对应的变量，而将剩下的未传入的变量全部传至最后一个变量，例如shell脚本：

#!bin/bash
echo -e "please input your name and ID!"
read username ID
echo "Your name is $username,ID is $ID"
#inputing quantity is less than required quantity!
read first second third
echo -e "The first is:$first\\nThe second is:$second\\nThe third is:$third\\n"
#inputing quantity is more than required quantity!
read four five
echo -e "$four\\n$five\\n"

在Linux终端中输入命令，输入username和ID的值为“xiaoming”、123；first、second、third三个参数只输入前两个参数，然后输出这三个变量；four、five两个参数输入三个参数，然后输出这两个变量：

例如，编写一个shell脚本，要求用户从屏幕输入数值 X,Y，比较这两个数的大小，如果(x > y ，输出 “x is larger than y”；如果 x = y，则输出"x is equal to y"；否则输出 “x is less than y”（这里运用到Shell结构性语句中的if条件语句，后面会有详细讲解），如下创建一个shell脚本，其内容如下：

#!/bin/bash
read X Y
if(($X>$Y))
then
        echo "x is larger than y"
elif(($X==$Y))
then
        echo "x is equal to y"
else
        echo "x is less than y"
fi

在vi编辑器中编辑内容：

在Linux终端中输入命令，执行该shell脚本：

3、另外通过在read命令后跟参数-s，可以使输入的数据不显示在终端上，常用于输入密码等，后跟-p参数，可以允许在read命令行中直接指定参数。
例如，创建一个shell脚本，其目的是输入用户的登陆密码：

#!/bin/bash
echo "your username is:yyx"
read -s -p "Please enter your password:" password
echo -e "\\nyour password is $password"

在vi编辑器中编辑内容：

在Linux终端中输入命令，执行该shell脚本，输入密码，可看到在终端上是不显示的：

（二）tput命令

• tput命令可使在对整数进行运算时，使其按照四则运算的规则。

例如，创建一个shell脚本，其目的是计算6-5*2的值：

#!/bin/bash
expr 6 - 5 \\* 2

在vi编辑器中编辑内容，由于“*”是具有特殊含义的字符，所以在进行乘法运算时，需在其前加上反斜线来消除其含义进行运算：

在Linux终端中输入命令，执行该shell脚本：

（三）expr命令

• expr命令用于控制字符页面的显示格式。

其常用的终端显示参数有如下：

参数	功能
bel	终端响铃
bold	字体粗体显示
clear	终端清屏
cup x y	移动光标至x行y列
smso	启动高亮显示模式
rmso	结束高亮显示模式
smul	启动下划线模式
rmul	结束下划线模式
sgr0	关闭所有设置的模式
例如，下列shell脚本，执行后终端字体粗体显示，然后清屏：

#!/bin/bash
tput bold
tput clear
echo "end!"

在Linux终端执行，执行后可见终端字体粗体显示且屏幕上其他内容都被清除：

通过tput命令后跟sgr0关闭所有模式：

[yyx@yyx12 ~]$ tput sgr0

在linux终端输入命令，可见恢复原样：

五、Shell结构性语句

（一）if条件语句

1、if……then……fi语句
if……then……fi语句，是if条件语句的单支语句，以if开始，以fi结束（fi只是一个结束标志），其格式如下：

if 条件表达式
then
	命令行
	……
fi

2、if……then……else……fi语句
if……then……else……fi语句也就是常用的if-else语句，若条件表达式成立，则执行命令行1中的命令；若不成立，则执行命令行2的命令，其格式如下：

if 条件表达式
then
	命令行1
	……
else
	命令行2
	……
fi

3、if……then……elif……then……else……fi语句
if……then……elif……then……else……fi语句也就是常用的if-else if-else语句，其中else if语句可以有多个，其格式如下：

if 条件表达式
then
	命令行
	……
elif 条件表达式
then
	命令行
	……
…………
else
	命令行2
	……
fi

例如，创建一个shell脚本，通过用户输入两个数值，然后比较两个数值大小，根据不同结果输出不同的内容，如下：

#!/bin/bash
read X Y
if(($X>$Y))
then
  echo "The first value is greater than the second!"
elif(($X==$Y))
then
  echo "The first value is equal to the second!"
else
  echo "The first value is smaller than the second!"
fi

在vi编辑器中编辑内容：

在Linux终端输入命令，执行三次，每次输入不同的数值：

（二）case语句

case语句测试多种取值的变量，通常后跟字符串，然后根据不同的取值进行分支运行，它是以case开始的，以esac结束的，其格式如下：

case 字符串 in
	分支1)
		命令行
		;;
	分支2)
		命令行
		;;
	……
esac

例如，编写一个Shell脚本，名称为shell1.sh，实现输入不同的英文字母，从而输出不同的提示，若没有输入规定的英文字母则输出错误提示，如下表：

输入	输出
m、M、moring、Moring	Good morning!
a、A、afternoon、Afternoon	Good afternoon!
无以上内容	Your answer is error!

shell脚本如下：

#!/bin/bash
read user_input
case "$user_input" in
  m|M|moring|Moring)
    echo "Good moring!"
    ;;
  a|A|afernoon|Afternoon)
    echo "Good afternoon!"
    ;;
  *)
    echo "Your answer is error!"
    ;;
esac

编写shell脚本，这里注意其他情况直接使用“*）”的形式：

运行shell脚本，测试结果：

（三）for循环语句

for循环的格式如下，以done结束语句：

for 变量名称 in 列表
do
	命令行
	……
done

例如，创建一个shell脚本，其作用是打印1-10数字循环输出：

#!/bin/bash
for i in `seq 10`
do
  echo "The number is $i"
done

在vi编辑器中编辑该脚本：

运行该shell脚本：

例如创建一个Shell脚本，其作用是新建一个工作组，名称为class1，并向该工作组添加50个用户，用户名称依次为user1，user2，……，user50，主要就要用到for循环和if语句，for循环内每次新创建一个用户，且名称每次加1，如下：

#!/bin/bash
#by authors yyx
groupadd class1
for((i=1;i<=50;i++))
do
if [$i -lt 10]
then
  username="User0"$i
else
  username="User"$i
fi
useradd -G class1 $username
done

编写Shell脚本：

运行该shell脚本，并查看/etc/passwd和/etc/group的内容改变：


另外若对该题进行改变，创建后再编写一个Shell脚本实现自动删除创建的50个用户的功能，如下代码即可实现：

#!/bin/bash
for((i=1;i<51;i++))
do
	userdel -r user$i
done

（四）while循环语句

while循环的格式如下，while后跟条件表达式，也是以done结束语句：

while 条件表达式
do
	命令行
	……
done

while循环后跟true，则表示无限循环：

while true
do
	命令行
	……
done

（五）until循环语句

until循环的格式如下，until语句只有当条件表达式的值为假时，until语句才执行其循环体内的命令，否则退出循环，它也是以done结束语句：

until 条件表达式
do
	命令行
	……
done

（六）continue和break语句

continue和break语句与其他语言中的一样，它们都用于循环语句内，当遇到continue语句则退出本次循环，而break语句则跳出整个循环。

六、test命令

test命令用于计算条件表达式，其返回值为真或假（条件成立返回退出状态值为0，不成立则为1）。

表达式结果	真或假	代表
条件成立	真	0
条件不成立	假	1

【注：这里要注意，与c/c++等编程语言中不一样，刚好相反。】
整数test测试如下表：

参数	作用
-eq	=为真
-ne	!=为真
-gt	>为真
-ge	≥ 为真
-lt	<为真
-le	≤为真
文件test测试如下表：
参数	作用
–	–
-b	文件存在且为块设备文件
-c	文件存在且为字符设备文件
-d	存在且为目录
-e	文件存在
-f	文件存在且为普通文件
-p	文件存在且为管道文件
-r	文件存在且可读
-w	文件存在且可写
-x	文件存在且可执行
-s	文件存在且大小不为0

例1、例如，创建一个shell脚本，用户输入两个字符串，比较两个字符串，若相同则输出“The two strings are equal！”，不相同则输出“The two strings are different！”，如下：

#!/bin/bash
read str1 str2
if test $str1 = $str2
then
  echo "The two strings are equal！"
else
  echo "The two strings are different！"
fi

在vi编辑器中编辑内容：

在Linux终端输入命令，执行两次，第一次输入不同的字符串，第二次输入相同的字符串：

• test命令后跟-z参数和字符串，它表示当字符串的内容长度为零时表达式为真，另外还有-n参数和字符串，则表示不为零时表达式为真。

test -z string
test -n string

例2、例如，我们对刚刚的shell脚本修改，用户输入一个字符串，若输入内容为空则输出“The string is null!”，否则输出“The string is not null!”，如下：

#!/bin/bash
read str
if test -z $str
then
  echo "The string is null!"
else
  echo "The string is not null!"
fi

在vi编辑器中编辑内容：

在Linux终端输入命令：

七、Shell函数

在Shell语言中，用户可自定义函数，函数的定义如下（其中return语句可以用于函数的返回值）：

函数名称()

	命令行
	……
	[return语句]

另外要注意调用时，并不是像其他语言中，以“函数名称()”的形式调用，是直接通过函数名称调用。

例1、例如，创建一个Shell脚本，其中包含一个函数，函数名称为hellofun()，其作用是用户输入用户名称，输出所输入的用户名以及“Hello linux！”，并在该脚本末尾调用该函数，如下：

#!/bin/bash
hellofun()
  echo "please input your name:"
  read username
  echo "Your name is $username"
  echo "Hello linux!"

echo "The function call starts here:"
hellofun

在vi编辑器中编辑内容：

在Linux终端输入命令：

例2、例如，创建一个Shell脚本，其中包含一个函数，函数名称为Numfun()，其作用是用户输入两个数值，通过return语句返回这两个数的和，如下：

#!/bin/bash
Numfun()
    read num1 num2
    return $(($num1+$num2))

Numfun
echo "The result is $? "

在vi编辑器中编辑内容：

在Linux终端输入命令：