linux下的shell脚本编程

介绍

Shell本身是一个用C语言编写的程序,它是用户使用Unix/Linux的桥梁,用户的大部分工作都是通过Shell完成的。Shell既是一种命令语言,又是一种程序设计语言。作为命令语言,它交互式地解释和执行用户输入的命令;作为程序设计语言,它定义了各种变量和参数,并提供了许多在高级语言中才具有的控制结构,包括循环和分支。

它虽然不是Unix/Linux系统内核的一部分,但它调用了系统核心的大部分功能来执行程序、建立文件并以并行的方式协调各个程序的运行。因此,对于用户来说,shell是最重要的实用程序,深入了解和熟练掌握shell的特性极其使用方法,是用好Unix/Linux系统的关键。

可以说,shell使用的熟练程度反映了用户对Unix/Linux使用的熟练程度。

Shell有两种执行命令的方式:

交互式(Interactive):解释执行用户的命令,用户输入一条命令,Shell就解释执行一条。 批处理(Batch):用户事先写一个Shell脚本(Script),其中有很多条命令,让Shell一次把这些命令执行完,而不必一条一条地敲命令。 Shell脚本和编程语言很相似,也有变量和流程控制语句,但Shell脚本是解释执行的,不需要编译,Shell程序从脚本中一行一行读取并执行这些命令,相当于一个用户把脚本中的命令一行一行敲到Shell提示符下执行。

Unix/Linux上常见的Shell脚本解释器有bash、sh、csh、ksh等,习惯上把它们称作一种Shell。我们常说有多少种Shell,其实说的是Shell脚本解释器。由于bash是最常见的脚本解释器,如无特殊说明,本课程中使用的shell默认都是bash shell。

注意:bash是linux标准的默认shell,bash完全兼容sh,也就是说,用sh写的脚本可以不加修改的在bash中执行。

什么时候使用shell

因为Shell似乎是各UNIX系统之间通用的功能,并且经过了POSIX的标准化。因此,Shell脚本只要“用心写”一次,即可应用到很多系统上。因此,之所以要使用Shell脚本是基于:

  • 简单性:Shell是一个高级语言;通过它,你可以简洁地表达复杂的操作。
  • 可移植性:使用POSIX所定义的功能,可以做到脚本无须修改就可在不同的系统上执行。
  • 开发容易:可以在短时间内完成一个功能强大又实用的脚本。

但是,考虑到Shell脚本的命令限制和效率问题,下列情况一般不使用Shell:

  1. 资源密集型的任务,尤其在需要考虑效率时(比如,排序,hash等等)。
  2. 需要处理大任务的数学操作,尤其是浮点运算,精确运算,或者复杂的算术运算(这种情况一般使用C++或FORTRAN 来处理)。
  3. 有跨平台(操作系统)移植需求(一般使用C 或Java)。
  4. 复杂的应用,在必须使用结构化编程的时候(需要变量的类型检查,函数原型,等等)。
  5. 对于影响系统全局性的关键任务应用。
  6. 对于安全有很高要求的任务,比如你需要一个健壮的系统来防止入侵、破解、恶意破坏等等。
  7. 项目由连串的依赖的各个部分组成。
  8. 需要大规模的文件操作。
  9. 需要多维数组的支持。 需要数据结构的支持,比如链表或数等数据结构。
  10. 需要产生或操作图形化界面 GUI。
  11. 需要直接操作系统硬件。
  12. 需要 I/O 或socket 接口。
  13. 需要使用库或者遗留下来的老代码的接口。
  14. 私人的、闭源的应用(shell 脚本把代码就放在文本文件中,全世界都能看到)。

如果你的应用符合上边的任意一条,那么就考虑一下更强大的语言吧——或许是Perl、Tcl、Python、Ruby——或者是更高层次的编译语言比如C/C++,或者是Java。即使如此,你会发现,使用shell来原型开发你的应用,在开发步骤中也是非常有用的。

第一个shell脚本

打开文本编辑器vim,新建一个文件test,扩展名为sh(sh代表shell),全名是 test.sh 。扩展名并不影响脚本执行,见名知意就好,如果你用 php 写shell 脚本,扩展名就用 php 好了。

输入一些代码:

#!/bin/sh
#echo "123456"
echo "Hello World !"

第一行“#!” 是一个约定的标记,它告诉系统这个脚本需要什么解释器来执行,即使用哪一种Shell。通常/bin/sh是指向/bin/bash的。

但后面的字符 # 表示注释,#后面的内容将被忽略。

echo命令用于向窗口输出文本。

运行Shell脚本有两种方法。

作为可执行程序 将上面的代码保存为test.sh,并 cd 到相应目录:

$ chmod +x ./test.sh  #使脚本具有执行权限
$ ./test.sh  #执行脚本
Hello World !

注意,一定要写成./test.sh,而不是test.sh。运行其它二进制的程序也一样,直接写test.sh,linux系统会去PATH里寻找有没有叫test.sh的,而只有/bin, /sbin, /usr/bin,/usr/sbin等在PATH里,你的当前目录通常不在PATH里,所以写成test.sh是会找不到命令的,要用./test.sh告诉系统说,就在当前目录找。

通过这种方式运行bash脚本,第一行一定要写对,好让系统查找到正确的解释器。

作为解释器参数 这种运行方式是,直接运行解释器,其参数就是shell脚本的文件名,如:

$ /bin/sh test.sh
$ /bin/php test.php

这种方式运行的脚本,不需要在第一行指定解释器信息,写了也没用。

再看一个例子。下面的脚本使用 read 命令从 stdin 获取输入并赋值给 PERSON 变量,最后在 stdout 上输出:

#!/bin/bash
# Author : mozhiyan
# Copyright (c) http://see.xidian.edu.cn/cpp/linux/
# Script follows here:
echo "What is your name?"
read PERSON
echo "Hello, $PERSON"

运行脚本:

$ chmod +x ./test.sh
$ ./test.sh
What is your name?
mozhiyan
Hello, mozhiyan

定义变量

Shell支持自定义变量。

定义变量时,变量名不加美元符号($),如:

variableName="value"

注意,变量名和等号之间不能有空格,这可能和你熟悉的所有编程语言都不一样。同时,变量名的命名须遵循如下规则:

首个字符必须为字母(a-z,A-Z)。 中间不能有空格,可以使用下划线(_)。 不能使用标点符号。 不能使用bash里的关键字(可用help命令查看保留关键字)。 变量定义举例:

$ myUrl="http://see.xidian.edu.cn/cpp/linux/"
$ myNum=100

使用变量

使用一个定义过的变量,只要在变量名前面加美元符号($)即可,如:

$ your_name="mozhiyan"
$ echo $your_name
mozhiyan
$ echo ${your_name}
mozhiyan

变量名外面的花括号是可选的,加不加都行,加花括号是为了帮助解释器识别变量的边界,比如下面这种情况:

$ for skill in Ada Coffe Action Java \
do \
    echo "I am good at ${skill}Script" \
done

如果不给skill变量加花括号,写成echo "I am good at $skillScript",解释器就会把$skillScript当成一个变量(其值为空),代码执行结果就不是我们期望的样子了。

注:推荐给所有变量加上花括号,这是个好的编程习惯。

重新定义变量

已定义的变量,可以被重新定义,如:

$ myID="Im a bird"
$ echo ${myID}
$ myID="Im a monkey"
$ echo ${myID}

这样写是合法的,但注意,第二次赋值的时候不能写 $myID="Im a monkey",使用变量的时候才加美元符($)。

只读变量

使用 readonly 命令可以将变量定义为只读变量,只读变量的值不能被改变。

下面的例子尝试更改只读变量,结果报错:

#!/bin/bash
myUrl="http://see.xidian.edu.cn/cpp/shell/"
readonly myUrl
myUrl="http://see.xidian.edu.cn/cpp/danpianji/"

运行脚本,结果如下:

./test.sh: line 7: myUrl: readonly variable

删除变量

使用 unset 命令可以删除变量。语法:

$ unset variable_name

变量被删除后不能再次使用;unset 命令不能删除只读变量。

举个例子:

#!/bin/sh
myUrl="http://see.xidian.edu.cn/cpp/u/xitong/"
unset myUrl
echo $myUrl

上面的脚本没有任何输出。

如果觉得不过瘾可以到这里来看看,可以边学边练习的参考资料...

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