Shell编程

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#shell #操作系统

博客涉及shell和操作系统相关内容，shell作为操作系统的重要组成部分，在系统操作、脚本编写等方面发挥着关键作用，与操作系统紧密相连，共同影响着信息技术领域的系统使用与开发。

Shell编程

http://www.fanqiang.com (2002-01-29 20:11:53)

在DOS中，你可能会从事一些例行的重覆性工作，此时你会将这些重覆性的命令写成批次档，只要执行这个批次档就等於执行这些命令。大家会问在UNIX中是否有批次处理这个东东，答案是有的。在UNIX中不只有如DOS的批次处理，它的功能比起DOS更强大，相对地也较复杂，已经和一般的高阶语言不相上下。在UNIX中大家都不叫做批次档，而叫做ShellScript。

一般而言，ShellScript的地位和其它的可执行档（或命令）是完全相同的，只不过ShellScript是以文字档的方式储存，而非二进位档。而执行ShellScript时，必须有一个程式将其内容转成一道道的命令执行，而这个程式其实就是Shell，这也就是为什麽我们叫做ShellScript的原因（往後我们称为Script）。不同Shell的Script基本上会有一些差异，所以我们不能将写给Ashell的Script用Bshell执行。而在UNIX中大家最常使用BourneShell以及CShell，所以这堂课就介绍这两种Script的写法。

将文字档设为可执行的ShellScript

如果我们已经写好Script，如何将其设成可执行档呢？因为Script其实是一个可执行档，所以必须将其存取权设定成可执行。我们可以使用下列命令更改存取权：
chmodu+xfilename只有自己可以执行，其它人不能执行
chmodug+xfilename只有自己以及同一群可以执行，其它人不能执行
chmod+xfilename所有人都可以执行

而我们如何指定使用那一个Shell来解释所写的Script呢？几种基本的指定方式如下所述：
1.如果Script的第一个非空白字元不是"#"，则它会使用BourneShell。
2.如果Script的第一个非空白字元是"#"时，但不以"#!"开头时，则它会使用CShell。
3.如果Script以"#!"开头，则"#!"後面所写的就是所使用的Shell，而且要将整个路径名称指出来。

这里建议使用第三种方式指定Shell，以确保所执行的就是所要的。BourneShell的路径名称为/bin/sh，而CShell则为/bin/csh。

1.使用BourneShell
┌——————————┐┌——————————┐
│echoenterfilename ││#!/bin/sh │
│. │or│. │
│. ││. │
│. ││. │
└——————————┘└——————————┘

2.使用CShell
┌——————————┐┌——————————┐
│#CShellScript ││#!/bin/csh│
│. ││.│
│. ││.│
│. ││. │
└——————————┘└——————————┘

3.使用/etc/perl
┌——————————┐
│#!/etc/perl│
│.│
│.│
│.│
└——————————┘

除了在Script内指定所使用的Shell外，你也可以在命令列中强制指定。比如你要用CShell执行某个Script，你可以下这个命令：
cshfilename

此时的Script的存取权就不一定要为可执行档，其内部所指定的Shell也会无效，详细的情形後面会讨论。

□Script的基本结构及观念

Script是以行为单位，我们所写的Script会被分解成一行一行来执行。而每一行可以是命令、注解、或是流程控制指令等。如果某一行尚未完成，可以在行末加上"/"，这个时候下一行的内容就会接到这一行的後面，成为同一行，如下

┌———————————┐
│echoThemessageis/ │
│toolongsowehave/ │
│tosplititinto/ │
│severallines │
└———————————┘

当Script中出现"#"时，再它後面的同一行文字即为注解，Shell不会对其翻译。

在Script中要执行一个命令的方法和在命令列中一样，你可以前景或背景执行，执行命令时也会需要设定一些环境变数。

Script的流程控制和一般高阶语言的流程控制没有什麽两样，也和高阶语言一样有副程式。这些使得Script的功能更加强大。

为了达到与高阶语言相同的效果，我们也可以在Script中设定变数，如此使Script成为一个名付其实的高阶语言。

□BourneShell

一、变数

BourneShell的变数型态只有字串变数，所以要使用数值运算则必须靠外部命令达成目的。而其变数种类有下列几种：

1.使用者变数

这是最常使用的变数，我们可以任何不包含空白字元的字串来当做变数名称。设定变数值时则用下列方式：
var=string

取用变数时则在变数名称前加上一"$"号。

┌———————┐
│name=Tom │
│echoname │
│echo$name │
└———————┘
结果如下：
name
Tom

2.系统变数（环境变数）

和使用者变数相似，只不过此种变数会将其值传给其所执行的命令。要将一使用者变数设定为系统变数，只要加上：
exportvar

┌———————┐
│name=Tom │
│exportname │
└———————┘

以下是使用者一进入系统之後就已设定好的系统变数：
$HOME使用者自己的目录
$PATH执行命令时所搜寻的目录
$TZ时区
$MAILCHECK每隔多少秒检查是否有新的信件
$PS1在命令列时的提示号
$PS2当命令尚未打完时，Shell要求再输入时的提示号
$MANPATHman指令的搜寻路径

3.唯读的使用者变数

和使用者变数相似，只不过这些变数不能被改变。要将使用者变数设成唯读的，只要加上：
readonlyvar

而若只打readonly则会列出所有唯读的变数。还有一点，系统变数不可以设定成唯读的。

┌———————┐
│name=Tom │
│readonlyname │
│echo$name │
│name=John │
│readonly │
└———————┘

结果如下：
Tom
name:isreadonly
readonlyname
readonly......

4.特殊变数

有些变数是一开始执行Script时就会设定，并且不以加以修改，但我们不叫它唯读的系统变数，而叫它特殊变数（有些书会叫它唯读的系统变数），因为这些变数是一执行程式时就有了，况且使用者无法将一般的系统变数设定成唯读的。以下是一些等殊变数：
$0这个程式的执行名字
$n这个程式的第n个参数值，n=1..9
$*这个程式的所有参数
$#这个程式的参数个数
$$这个程式的PID
$!执行上一个背景指令的PID
$?执行上一个指令的返回值

当你执行这个程式时的参数数目超过9个时，我们可以使用shift命令将参数往前移一格，如此即可使用第10个以後的参数。除此之外，吾人可以用set命令改变$n及$*，方法如下：
setstring

如此$*的值即为string，而分解後则会放入$n。如果set命令後面没有参数，则会列出所有已经设定的变数以及其值。

档名：ex1参数：thisisatest

┌———————————┐
│echoFilename:$0│
│echoArguments:$*│
│echoNo.ofargs.:$#│
│echo2ndarg.:$2│
│shift│
│echoNo.ofargs.:$#│
│echo2ndarg.:$2│
│sethello,everyone│
│echoArguments:$*│
│echo2ndarg.:$2│
└———————————┘
结果如下：
Filename:ex1
Arguments:thisisatest
No.ofargs.:4
2ndarg.:is
No.ofargs.:3
2ndarg.:a
Arguments:hello,everyone
2ndarg.:everyone

值得一提的是，当你想从键盘输入一变数值时，你可以使用下面的命令：
readvar1var2.....

这时read会将一个字分给一个变数。如果输入的字比变数还多，最後一个变数会将剩下的字当成其值。如果输入的字比变数还少，则後面的变数会设成空字串。如果需要处理数值运算，我们可以使用expr命令。其参数及输出列於附录Ａ。

二、执行命令

在BourneShell中有五种方法执行一个命令，而这五种方式所产生的果有些许的不同。

1.直接下命令
这个方式和在命令列中直接下命令的效果一样。

2.使用sh命令
shcommand
这个档案必须是BourneShell的Script，但这个档案并不一定要设成可执行。除此之外和直接下命令的方式一样。

3.使用"."命令
.command

这时和使用sh命令相似，只不过它不像sh一般会产生新的process，相反地，它会在原有的process下完成工作。

4.使用exec命令
execcommand
此时这个Script将会被所执行的命令所取代。当这个命令执行完毕之後，这个Script也会随之结束。

5.使用命令替换
这是一个相当有用的方法。如果想要使某个命令的输出成为另一个命令的参数时，就一定要使用这个方法。我们将命令列於两个"`"号之间，而Shell会以这个命令执行後的输出结果代替这个命令以及两个"`"符号。

str='Currentdirectoryis'`pwd`
echo$str
结果如下：
Currentdirectoryis/users/cc/mgtsai
这个意思是pwd这个命令输出"/users/cc/mgtsai"，而後整个字串代替原来的`pwd`设定str变数，所以str变数的内容则会有pwd命令的输出。

number=`expr$number+1`
这就是先前所提要作数值运算的方法，基本上expr命令只将运算式解，而後输出到标准输出上。如果要将某变数设定成其值，非得靠命令替换的方式不可。这个例子是将number变数的值加1後再存回number变数。

三、流程控制

在介绍流程控制之前，我们先来看看test命令。test命令的参数是条件判断式，当条件为真时则传回非零值，而条件为伪时则传回零。在所有的流程控制都必须用到test命令来判断真伪。而test命令的使用方法则列於附录Ｂ。

test$#=0

如果执行这个程式没有参数时，会传回非零值代表"$#=0"这个条件成立。反之则会传回零。

以下介绍各种流程控制：

1.ifthen语法以及流程图如下

│FALSE
if(condition)＜condition＞—┐
then│TRUE│
then-commandsthen-commands│
fi├————┘
│

condition是一个test命令。往後所介绍的各种流程中的condition都是test命令。
档名：chkarg

┌———————————┐
│if(test$#!=0)│
│then│
│echoArg1:$1│
│fi│
└———————————┘
$chkargHello
Arg1:Hello
$chkarg
$

2.ifthenelse语法以及流程图如下

│FALSE
if(condition)＜condition＞—————┐
then│TRUE│
then-commandsthen-commandselse-commands
else├————————┘
else-commands│
fi

3.ifthenelif语法以及流程图如下

│FALSE
if(condition1)＜condition1＞—┐
then│TRUE│FALSE
commands1commands1＜condition2＞—┐
elif(condition2)││TRUE│
then│commands2commands3
commands2├—————┴————┘
else│
commands3

commands3
fi

echo'word1:/c'
readword1
echo'word2:/c'
readword2
echo'word3:/c'
readword3
if(test"$word1"="$word2"-a"$word2"="$word3")
then
echo'Match:words1,2,&3'
elif(test"$word1"="$word2")
then
echo'Match:words1&2'
elif(test"$word1"="$word3")
then
echo'Match:words1&3'
elif(test"$word2"="$word3")
then
echo'Match:words2&3'
else
echo'Nomatch'
fi

4.forin语法以及流程图如下

│FALSE
forvarinarg-list┌—＜arg-list还有东西吗？＞—┐
do││TRUE│
commands│从arg-list取得一项│
done│放到变数var│
│││
│commands│
└——————┘│
┌———————————┐┌—————┘
│forainxxyyzz││
│do│
│echo$a│
│done│
└———————————┘
结果如下：
xx
yy

yy
zz

5.for语法以及流程图如下

│FALSE
forvar┌—＜参数中还有东西吗？＞—┐
do││TRUE│
commands│从参数中取得一项│
done│放到变数var│
│││
│commands│
└—————┘│
档名：lstarg┌—————┘
┌———————————┐│
│fora│
│do│
│echo$a│
│done│
└———————————┘
$lstargxxyyzz
xx
yy

yy
zz

6.while语法以及流程图如下

│FALSE
while(condition)┌—＜condition＞—┐
do││TRUE│
commands│commands│
done└————┘│
┌————┘
│

┌———————————————┐
│number=0│
│while(test$number-lt10)│
│do│
│echo"$number/c"│
│number=`expr$number+1`│
│done│
│echo│
└———————————————┘
结果如下：
0123456789

7.until语法以及流程图如下

│TRUE
until(condition)┌—＜condition＞—┐
do││FALSE│
commands│commands│
done└————┘│
┌————┘
│

它和while的不同只在於while是在条件为真时执行回圈，而until是在条件为假时执行回圈。

8.break及continue
这两者是用於for,while,until等回圈控制下。break会跳至done後方执行，而continue会跳至done执行，继续执行回圈。

9.case语法以及流程图如下

│TRUE
casestrin＜str=pat1＞————commands1—┐
pat1)commands1;;│FALSETRUE│
pat2)commands2;;＜str=pat2＞————commands2—┤
pat3)commands3;;│FALSETRUE│
esac＜str=pat3＞————commands3—┤
│FALSE│
├————————————┘
│

而pat除了可以指定一些确定的字串，也可以指定字串的集合，如下
*任意字串
?任意字元
[abc]a,b,或c三字元其中之一
[a-n]从a到n的任一字元
|多重选择

┌———————————————┐
│echo'EnterA,B,orC:/c'│
│readletter│
│case$letterin│
│A|a)echo'YouenteredA.';;│
│B|b)echo'YouenteredB.';;│
│C|c)echo'YouenteredC.';;│
│*)echo'NotA,B,orC';;│
│esac│
└————————