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shell

胡子叭槎
 胡子叭槎
发布于 2016/10/19 20:17
字数 4345
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1.shell简介
    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。

    注意:单独地学习 Shell 是没有意义的,请先参考Unix/Linux入门教程,了解 Unix/Linux 基础。

    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。

2.几种常见的shell

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。

3.shell与编译型语言的差异

    大体上,可以将程序设计语言可以分为两类:编译型语言和解释型语言。
    编译型语言

    很多传统的程序设计语言,例如Fortran、Ada、Pascal、C、C++和Java,都是编译型语言。这类语言需要预先将我们写好的源代码(source code)转换成目标代码(object code),这个过程被称作“编译”。

    运行程序时,直接读取目标代码(object code)。由于编译后的目标代码(object code)非常接近计算机底层,因此执行效率很高,这是编译型语言的优点。

    但是,由于编译型语言多半运作于底层,所处理的是字节、整数、浮点数或是其他机器层级的对象,往往实现一个简单的功能需要大量复杂的代码。例如,在C++里,就很难进行“将一个目录里所有的文件复制到另一个目录中”之类的简单操作。
    解释型语言

    解释型语言也被称作“脚本语言”。执行这类程序时,解释器(interpreter)需要读取我们编写的源代码(source code),并将其转换成目标代码(object code),再由计算机运行。因为每次执行程序都多了编译的过程,因此效率有所下降。

    使用脚本编程语言的好处是,它们多半运行在比编译型语言还高的层级,能够轻易处理文件与目录之类的对象;缺点是它们的效率通常不如编译型语言。不过权衡之下,通常使用脚本编程还是值得的:花一个小时写成的简单脚本,同样的功能用C或C++来编写实现,可能需要两天,而且一般来说,脚本执行的速度已经够快了,快到足以让人忽略它性能上的问题。脚本编程语言的例子有awk、Perl、Python、Ruby与Shell。
4.什么时候使用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。
    10.需要数据结构的支持,比如链表或数等数据结构。
    11.需要产生或操作图形化界面 GUI。
    12.需要直接操作系统硬件。
    13.需要 I/O 或socket 接口。
    14.需要使用库或者遗留下来的老代码的接口。
    15.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)。

5.第一个Shell脚本

#!/bin/bash
    echo "Hello World !"

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

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:
    纯文本复制
    #!/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
    $

6.Shell变量:Shell变量的定义、删除变量、只读变量、变量类型
    Shell支持自定义变量。
    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)。

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
    echo ${your_name}
    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。

    推荐给所有变量加上花括号,这是个好的编程习惯。

注意,第二次赋值的时候不能写 $myUrl="http://see.xidian.edu.cn/cpp/shell/",使用变量的时候才加美元符($)。

7.Shell特殊变量:Shell $0, $#, $*, $@, $?, $$和命令行参数

    特殊变量列表
    变量    含义
    $0    当前脚本的文件名
    $n    传递给脚本或函数的参数。n 是一个数字,表示第几个参数。例如,第一个参数是$1,第二个参数是$2。
    $#    传递给脚本或函数的参数个数。
    $*    传递给脚本或函数的所有参数。
    $@    传递给脚本或函数的所有参数。被双引号(" ")包含时,与 $* 稍有不同,下面将会讲到。
    $?    上个命令的退出状态,或函数的返回值

8.Shell替换:Shell变量替换,命令替换,转义字符

    下面的转义字符都可以用在 echo 中:
    转义字符    含义
    \\    反斜杠
    \a    警报,响铃
    \b    退格(删除键)
    \f    换页(FF),将当前位置移到下页开头
    \n    换行
    \r    回车
    \t    水平制表符(tab键) 
    \v    垂直制表符 可以使用 echo 命令的 -E 选项禁止转义,默认也是不转义的;使用 -n 选项可以禁止插入换行符。
    命令替换
9.Shell运算符:Shell算数运算符、关系运算符、布尔运算符、字符串运算符等
    原生bash不支持简单的数学运算,但是可以通过其他命令来实现,例如 awk 和 expr,expr 最常用。

expr 是一款表达式计算工具,使用它能完成表达式的求值操作。

    例如,两个数相加:
    #!/bin/bash
    val=`expr 2 + 2`
    echo "Total value : $val"
    算术运算符列表
    运算符    说明    举例
    +    加法    `expr $a + $b` 结果为 30。
    -    减法    `expr $a - $b` 结果为 10。
    *    乘法    `expr $a \* $b` 结果为  200。
    /    除法    `expr $b / $a` 结果为 2。
    %    取余    `expr $b % $a` 结果为 0。
    =    赋值    a=$b 将把变量 b 的值赋给 a。
    ==    相等。用于比较两个数字,相同则返回 true。    [ $a == $b ] 返回 false。
    !=    不相等。用于比较两个数字,不相同则返回 true。    [ $a != $b ] 返回 true。
    注意:条件表达式要放在方括号之间,并且要有空格,例如 [$a==$b] 是错误的,必须写成 [ $a == $b ]。

关系运算符

关系运算符只支持数字,不支持字符串,除非字符串的值是数字。

关系运算符列表
    运算符    说明    举例
    -eq    检测两个数是否相等,相等返回 true。    [ $a -eq $b ] 返回 true。
    -ne    检测两个数是否相等,不相等返回 true。    [ $a -ne $b ] 返回 true。
    -gt    检测左边的数是否大于右边的,如果是,则返回 true。    [ $a -gt $b ] 返回 false。
    -lt    检测左边的数是否小于右边的,如果是,则返回 true。    [ $a -lt $b ] 返回 true。
    -ge    检测左边的数是否大等于右边的,如果是,则返回 true。    [ $a -ge $b ] 返回 false。
    -le    检测左边的数是否小于等于右边的,如果是,则返回 true。    [ $a -le $b ] 返回 true。
    布尔运算符

字符串运算符列表
    运算符    说明    举例
    =    检测两个字符串是否相等,相等返回 true。    [ $a = $b ] 返回 false。
    !=    检测两个字符串是否相等,不相等返回 true。    [ $a != $b ] 返回 true。
    -z    检测字符串长度是否字为0,为0返回 true。    [ -z $a ] 返回 false。
    -n    检测字符串长度是否为0,不为0返回 true。    [ -z $a ] 返回 true。
    str    检测字符串是否为空,不为空返回 true。    [ $a ] 返回 true。

文件测试运算符列表
    操作符    说明    举例
    -b file    检测文件是否是块设备文件,如果是,则返回 true。    [ -b $file ] 返回 false。
    -c file    检测文件是否是字符设备文件,如果是,则返回 true。    [ -b $file ] 返回 false。
    -d file    检测文件是否是目录,如果是,则返回 true。    [ -d $file ] 返回 false。
    -f file    检测文件是否是普通文件(既不是目录,也不是设备文件),如果是,则返回 true。    [ -f $file ] 返回 true。
    -g file    检测文件是否设置了 SGID 位,如果是,则返回 true。    [ -g $file ] 返回 false。
    -k file    检测文件是否设置了粘着位(Sticky Bit),如果是,则返回 true。    [ -k $file ] 返回 false。
    -p file    检测文件是否是具名管道,如果是,则返回 true。    [ -p $file ] 返回 false。
    -u file    检测文件是否设置了 SUID 位,如果是,则返回 true。    [ -u $file ] 返回 false。
    -r file    检测文件是否可读,如果是,则返回 true。    [ -r $file ] 返回 true。
    -w file    检测文件是否可写,如果是,则返回 true。    [ -w $file ] 返回 true。
    -x file    检测文件是否可执行,如果是,则返回 true。    [ -x $file ] 返回 true。
    -s file    检测文件是否为空(文件大小是否大于0),不为空返回 true。    [ -s $file ] 返回 true。
    -e file    检测文件(包括目录)是否存在,如果是,则返回 true。    [ -e $file ] 返回 true。

11.Shell字符串

    拼接字符串

    your_name="qinjx"
    greeting="hello, "$your_name" !"
    greeting_1="hello, ${your_name} !"

获取字符串长度

    string="abcd"
    echo ${#string} #输出 4
    提取子字符串

    纯文本复制
    string="alibaba is a great company"
    echo ${string:1:4} #输出liba

12.Shell数组:shell数组的定义、数组长度

    在Shell中,用括号来表示数组,数组元素用“空格”符号分割开。定义数组的一般形式为:
        array_name=(value1 ... valuen)
    例如:
    array_name=(value0 value1 value2 value3)
    或者
    array_name=(
    value0
    value1
    value2
    value3
    )

    还可以单独定义数组的各个分量:
    array_name[0]=value0
    array_name[1]=value1
    array_name[2]=value2
    可以不使用连续的下标,而且下标的范围没有限制。
    读取数组

    读取数组元素值的一般格式是:
        ${array_name[index]}

    使用@ 或 * 可以获取数组中的所有元素,例如:
    ${array_name[*]}
    ${array_name[@]}

    # 取得数组元素的个数
    length=${#array_name[*]}

    # 取得数组单个元素的长度
    lengthn=${#array_name[n]}

14.shell printf命令:格式化输出语句

    printf 不像 echo 那样会自动换行,必须显式添加换行符(\n)。

15.Shell if else语句

最后必须以 fi 来结尾闭合 if,fi 就是 if 倒过来拼写,后面也会遇见。

    if ... else 语句也经常与 test 命令结合使用对变量进行算术运算,如下所示:
    num1=$[2*3]
    num2=$[1+5]

16.Shell case esac语句

case 值 in
    模式1)
        command1
        command2
        command3
        ;;

注意:后面有两个分号

17.Shell for循环

显示主目录下以 .bash 开头的文件:
    #!/bin/bash
    for FILE in $HOME/.bash*
    do
       echo $FILE
    done
    运行结果:
    /root/.bash_history
    /root/.bash_logout
    /root/.bash_profile
    /root/.bashrc

20.Shell break和continue命令

在循环过程中,有时候需要在未达到循环结束条件时强制跳出循环,像大多数编程语言一样,Shell也使用 break 和 continue 来跳出循环。
    break命令

    break命令允许跳出所有循环(终止执行后面的所有循环)。

    continue命令

    continue命令与break命令类似,只有一点差别,它不会跳出所有循环,仅仅跳出当前循环

21.Shell函数:Shell函数返回值、删除函数、在终端调用函数
    函数可以让我们将一个复杂功能划分成若干模块,让程序结构更加清晰,代码重复利用率更高。像其他编程语言一样,Shell 也支持函数。Shell 函数必须先定义后使用。

    Shell 函数的定义格式如下:
    function_name () {
        list of commands
        [ return value ]
    }
    如果你愿意,也可以在函数名前加上关键字 function:
    function function_name () {
        list of commands
        [ return value ]
    }
    函数返回值,可以显式增加return语句;如果不加,会将最后一条命令运行结果作为返回值。

    Shell 函数返回值只能是整数,一般用来表示函数执行成功与否,0表示成功,其他值表示失败。如果 return 其他数据,比如一个字符串,往往会得到错误提示:“numeric argument required”。

    如果一定要让函数返回字符串,那么可以先定义一个变量,用来接收函数的计算结果,脚本在需要的时候访问这个变量来获得函数返回值。
 

22.Shell函数参数
    在Shell中,调用函数时可以向其传递参数。在函数体内部,通过 $n 的形式来获取参数的值,例如,$1表示第一个参数,$2表示第二个参数...

    注意,$10 不能获取第十个参数,获取第十个参数需要${10}。当n>=10时,需要使用${n}来获取参数。

    另外,还有几个特殊变量用来处理参数,前面已经提到:
    特殊变量    说明
    $#    传递给函数的参数个数。
    $*    显示所有传递给函数的参数。
    $@    与$*相同,但是略有区别,请查看Shell特殊变量。
    $?    函数的返回值。

23.Shell输入输出重定向:Shell Here Document,/dev/null文件

Unix 命令默认从标准输入设备(stdin)获取输入,将结果输出到标准输出设备(stdout)显示。一般情况下,标准输入设备就是键盘,标准输出设备就是终端,即显示器。
    输出重定向

    命令的输出不仅可以是显示器,还可以很容易的转移向到文件,这被称为输出重定向。

    命令输出重定向的语法为:
    $ command > file
    这样,输出到显示器的内容就可以被重定向到文件。

    例如,下面的命令在显示器上不会看到任何输出:
    $ who > users
    打开 users 文件,可以看到下面的内容:
    $ cat users
    oko         tty01   Sep 12 07:30
    ai          tty15   Sep 12 13:32
    ruth        tty21   Sep 12 10:10
    pat         tty24   Sep 12 13:07
    steve       tty25   Sep 12 13:03
    $
    输出重定向会覆盖文件内容,请看下面的例子:
    $ echo line 1 > users
    $ cat users
    line 1
    $
    如果不希望文件内容被覆盖,可以使用 >> 追加到文件末尾,例如:
    $ echo line 2 >> users
    $ cat users
    line 1
    line 2
    $
    输入重定向

    和输出重定向一样,Unix 命令也可以从文件获取输入,语法为:
    command < file
    这样,本来需要从键盘获取输入的命令会转移到文件读取内容。

    注意:输出重定向是大于号(>),输入重定向是小于号(<)。

    例如,计算 users 文件中的行数,可以使用下面的命令:
    $ wc -l users
    2 users
    $
    也可以将输入重定向到 users 文件:
    $ wc -l < users
    2
    $
    注意:上面两个例子的结果不同:第一个例子,会输出文件名;第二个不会,因为它仅仅知道从标准输入读取内容。

 

© 著作权归作者所有

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