Linux的shell编程（上）

 

Shell本身是一个用C语言编写的程序，它是用户使用Linux的桥梁。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Linux系统核心的一部分，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Linux系统的关键。可以说，shell使用的熟练程度反映了用户对Linux使用的熟练程度。

　　一、什么是shell

　　当一个用户登录Linux系统之后，系统初始化程序init就为每一个用户运行一个称为shell(外壳)的程序。那么，shell是什么呢？确切一点说，shell就是一个命令行解释器，它为用户提供了一个向Linux内核发送请求以便运行程序的界面系统级程序，用户可以用shell来启动、挂起、停止甚至是编写一些程序。

　　当用户使用Linux时是通过命令来完成所需工作的。一个命令就是用户和shell之间对话的一个基本单位，它是由多个字符组成并以换行结束的字符串。shell解释用户输入的命令，就象DOS里的command.com所做的一样，所不同的是，在DOS中，command.com只有一个，而在Linux下比较流行的shell有好几个，每个shell都各有千秋。一般的Linux系统都将bash作为默认的shell。

　　二、几种流行的shell

　　目前流行的shell有ash、bash、ksh、csh、zsh等，你可以用下面的命令来查看你自己的shell类型：

　　 #echo $SHELL

　　 $SHELL是一个环境变量，它记录用户所使用的shell类型。你可以用命令：

　　 #shell-name

　　来转换到别的shell，这里shell-name是你想要尝试使用的shell的名称，如ash等。这个命令为用户又启动了一个shell，这个shell在最初登录的那个shell之后，称为下级的shell或子shell。使用命令：

　　 $exit

　　可以退出这个子shell。

　　使用不同的shell的原因在于它们各自都有自己的特点，下面作一个简单的介绍：

　　 1.ash

　　 ash shell是由Kenneth Almquist编写的，Linux中占用系统资源最少的一个小shell，它只包含24个内部命令，因而使用起来很不方便。

　　 2.bash

　　 bash是Linux系统默认使用的shell，它由Brian Fox和Chet Ramey共同完成，是Bourne Again Shell的缩写，内部命令一共有40个。Linux使用它作为默认的shell是因为它有诸如以下的特色：

　　 (1)可以使用类似DOS下面的doskey的功能，用方向键查阅和快速输入并修改命令。

　　 (2)自动通过查找匹配的方式给出以某字符串开头的命令。

　　 (3)包含了自身的帮助功能，你只要在提示符下面键入help就可以得到相关的帮助。

　　 3.ksh

　　 ksh是Korn shell的缩写，由Eric Gisin编写，共有42条内部命令。该shell最大的优点是几乎和商业发行版的ksh完全兼容，这样就可以在不用花钱购买商业版本的情况下尝试商业版本的性能了。

　　 4.csh

　　 csh是Linux比较大的内核，它由以William Joy为代表的共计47位作者编成，共有52个内部命令。该shell其实是指向/bin/tcsh这样的一个shell，也就是说，csh其实就是tcsh。

　　 5.zch

　　 zch是Linux最大的shell之一，由Paul Falstad完成，共有84个内部命令。如果只是一般的用途，是没有必要安装这样的shell的。

 

      

  三. shell程序设计(基础部分)

　　其实作为命令语言交互式地解释和执行用户输入的命令只是shell功能的一个方面，shell还可以用来进行程序设计，它提供了定义变量和参数的手段以及丰富的程序控制结构。使用shell编程类似于DOS中的批处理文件，称为shell script，又叫shell程序或shell命令文件。

　　 1.shell基本语法

　　 shell的基本语法主要就是如何输入命令运行程序以及如何在程序之间通过shell的一些参数提供便利手段来进行通讯。

　　 (1)输入输出重定向

　　在Linux中，每一个进程都有三个特殊的文件描述指针：标准输入(standard input，文件描述指针为0)、标准输出(standard output，文件描述指针为1)、标准错误输出(standard error，文件描述指针为2)。这三个特殊的文件描述指针使进程在一般情况下接收标准输入终端的输入，同时由标准终端来显示输出，Linux同时也向使用者提供可以使用普通的文件或管道来取代这些标准输入输出设备。在shell中，使用者可以利用“>”和“<”来进行输入输出重定向。如：

　　 command>file：将命令的输出结果重定向到一个文件。

　　 command>&file：将命令的标准错误输出一起重定向到一个文件。

　　 command>>file：将标准输出的结果追加到文件中。

　　 command>>&file：将标准输出和标准错误输出的结构都追加到文件中。

　　 command

　　 (2)管道pipe

　　 pipe同样可以在标准输入输出和标准错误输出间做代替工作，这样一来，可以将某一个程序的输出送到另一个程序的输入，其语法如下：

　　 command1| command2[| command3...]

　　也可以连同标准错误输出一起送入管道：

　　 command1| &command2[|& command3...]

　　 (3)前台和后台

　　在shell下面，一个新产生的进程可以通过用命令后面的符号“；”和“&”来分别以前台和后台的方式来执行，语法如下：

　　 command

　　产生一个前台的进程，下一个命令须等该命令运行结束后才能输入。

　　 command &

　　产生一个后台的进程，此进程在后台运行的同时，可以输入其他的命令。

　　 2。shell程序的变量和参数

　　像高级程序设计语言一样，shell也提供说明和使用变量的功能。对shell来讲，所有变量的取值都是一个字符串，shell程序采用$var的形式来引用名为var的变量的值。

　　 Shell有以下几种基本类型的变量：

　　 (1)shell定义的环境变量

　　 shell在开始执行时就已经定义了一些和系统的工作环境有关的变量，这些变量用户还可以重新定义，常用的shell环境变量有：

　　 HOME：用于保存注册目录的完全路径名。

　　 PATH：用于保存用冒号分隔的目录路径名，shell将按PATH变量中给出的顺序搜索这些目录，找到的第一个与命令名称一致的可执行文件将被执行。

　　 TERM：终端的类型。

　　 UID：当前用户的标识符，取值是由数字构成的字符串。

　　 PWD：当前工作目录的绝对路径名，该变量的取值随cd命令的使用而变化。

　　 PS1：主提示符，在特权用户下，缺省的主提示符是“#”，在普通用户下，缺省的主提示符是“$”。

　　 PS2：在shell接收用户输入命令的过程中，如果用户在输入行的末尾输入“”然后回车，或者当用户按回车键时shell判断出用户输入的命令没有结束时，显示这个辅助提示符，提示用户继续输入命令的其余部分，缺省的辅助提示符是“>”。

　　 (2)用户定义的变量

　　用户可以按照下面的语法规则定义自己的变量：

　　变量名=变量值

　　要注意的一点是，在定义变量时，变量名前不应加符号“$”，在引用变量的内容时则应在变量名前加“$”；在给变量赋值时，等号两边一定不能留空格，若变量中本身就包含了空格，则整个字符串都要用双引号括起来。

　　在编写shell程序时，为了使变量名和命令名相区别，建议所有的变量名都用大写字母来表示。

　　有时我们想要在说明一个变量并对它设定为一个特定值后就不在改变它的值，这可以用下面的命令来保证一个变量的只读性：

　　 readly 变量名

　　在任何时候，建立的变量都只是当前shell的局部变量，所以不能被shell运行的其他命令或shell程序所利用，export命令可以将一局部变量提供给shell执行的其他命令使用，其格式为：

　　 export 变量名

　　也可以在给变量赋值的同时使用export命令：

　　 export 变量名=变量值

　　使用export说明的变量，在shell以后运行的所有命令或程序中都可以访问到。

　　 (3)位置参数

　　位置参数是一种在调用shell程序的命令行中按照各自的位置决定的变量，是在程序名之后输入的参数。位置参数之间用空格分隔，shell取第一个位置参数替换程序文件中的$1，第二个替换$2，依次类推。$0是一个特殊的变量，它的内容是当前这个shell程序的文件名，所以，$0不是一个位置参数，在显示当前所有的位置参数时是不包括$0的。

　　 (4)预定义变量

　　预定义变量和环境变量相类似，也是在shell一开始时就定义了的变量，所不同的是，用户只能根据shell的定义来使用这些变量，而不能重定义它。所有预定义变量都是由$符和另一个符号组成的，常用的shell预定义变量有：

　　 $#：位置参数的数量

　　 $*：所有位置参数的内容

　　 $?：命令执行后返回的状态

　　 $$：当前进程的进程号

　　 $!：后台运行的最后一个进程号

　　 $0：当前执行的进程名

　　其中，“$?”用于检查上一个命令执行是否正确(在Linux中，命令退出状态为0表示该命令正确执行，任何非0值表示命令出错)。

　　 “$$”变量最常见的用途是用作临时文件的名字以保证临时文件不会重复。

　　 (5)参数置换的变量

　　 shell提供了参数置换能力以便用户可以根据不同的条件来给变量赋不同的值。参数置换的变量有四种，这些变量通常与某一个位置参数相联系，根据指定的位置参数是否已经设置类决定变量的取值，它们的语法和功能分别如下。

　　 a. 变量=${参数-word}：如果设置了参数，则用参数的值置换变量的值，否则用word置换。即这种变量的值等于某一个参数的值，如果该参数没有设置，则变量就等于word的值。

　　 b. 变量=${参数=word}：如果设置了参数，则用参数的值置换变量的值，否则把变量设置成word然后再用word替换参数的值。注意，位置参数不能用于这种方式，因为在shell程序中不能为位置参数赋值。

　　 c. 变量=${参数？word}：如果设置了参数，则用参数的值置换变量的值，否则就显示word并从shell中退出，如果省略了word，则显示标准信息。这种变量要求一定等于某一个参数的值，如果该参数没有设置，就显示一个信息，然后退出，因此这种方式常用于出错指示。

　　 d. 变量=${参数+word}：如果设置了参数，则用word置换变量，否则不进行置换。

　　所有这四种形式中的“参数”既可以是位置参数，也可以是另一个变量，只是用位置参数的情况比较多