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Shell.md

File metadata and controls

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shell

编程初步

  • 编程语言的分类:

    • 根据运行方式
      • 编译运行: 源代码 --> 编译器(编译) --> 程序文件: C语言
      • 解释运行: 源代码 --> 运行时启动解释器, 由解释器边解释边运行
    • 根据编程过程中, 功能实现是调用库还是调用外部的程序文件:
      • 非完整编程语言: shell脚本编程, 利用os上的命令以及编程组件进行编程
      • 完整编程语言: 其利用库或编程组建进行编程
    • 根据编程模型:
      • 面向过程编程语言: 以指令为中心来组织代码, 数据是服务于代码的
        • 三种执行逻辑: 顺序执行, 选择执行, 循环执行
      • 面向对象编程语言: 以数据为中心来组织代码, 指令是服务于数据的
        • 对象为某种数据类型或者数据模式, 实例化对象

  • shell脚本编程: 过程式, 解释运行, 依赖于外部程序文件运行

    • 如何写: 第一行: 给出shebang, 解释其路径, 用于解释执行当前甲苯的解释器程序文件
      • 常见解释器:
        • #!/bin/bash
        • #!/bin/python
      • 命令的堆积, 需要用程序逻辑来判断, 运行条件, 环境是否满足, 以避免运行中发生错误.
    • 文本编辑器: nano
      • 行编辑器: sed
      • 全屏幕编程器: nano, vi, vim
    • 运行shell脚本:
      • 赋予脚本执行权限, 并直接执行脚本: chmod u+x /path/shell_file; /pash/shell_file
      • 解释型运行脚本: bash /path/shell_file
      • shell脚本的运行是通过子shell运行的

变量

  • 变量名: 指向内存空间

  • 变量类型: 存储格式, 表示数据的范围, 参与的运算

  • shell为弱类型的变量: 把所有变量统统视作字符型, bash变量不需要实现声明

  • 变量名的规则: 由字母, 下划线, 数字组成, 不能以数字开头, 不能使用程序的保留字

  • bash的变量类型: 本地变量, 环境变量, 局部变量, 位置参数, 特殊变量:

  • 本地变量: 作用域为当前shell进程

    • 赋值: name=value
    • 引用: ${var_name}, $var_name
      • "": 变量名会替换为其值
      • '': 变量名不会替换为其值

  • 环境变量: 作用域为当前shell及其子shell

    • 赋值:
      • export name=value
      • name=value; export name
      • declear -x name=value
      • name=value; declear -x name
    • 引用: ${name}, $name
    • bash内嵌了很多环境变量, (通常为全大写字母), 用于定义bash的工作环境: PATH, HISTFILE, HISTSIZE, HISTFILESIZE, HISTCONTROL, SHELL, HOME, UID, PWD, OLDPWD...
    • 查看环境变量: export, declear -x, env, printenv
    • 撤销环境变量: unset name, 不能使用$

  • 只读变量:

    • 声明: - declear -r name - readonly name
    • 无法重新赋值, 并且不支持撤销; 存活时间为当前shell进程的生命周期, 随shell终止而终止

  • 局部变量: 作用域为某代码片段(函数上下文)

  • 位置参数: 执行脚本的shell进程传递的参数

    • myscript.sh argu1 argu2
    • 引用方式: $1, $2, ...,$9 , ${10}, ${11}, ...
    • 轮替: shift [n], 位置参数轮替;
    • 例如: 通过命令传递两个文本文件路径给脚本, 计算其空白行数之和; 
      #!/bin/bash
#
file1_lines=$(grep "^$" $1 | wc -l)
file2_lines=$(grep "^$" $2 | wc -l)
echo "Total blank lines: $[$file1_lines+$file2_lines]"

  • 特殊变量: shell内置的有特殊功用的变量

    • $?: 上以命令的执行结果: 0: 成功; 1-255: 失败
    • $0: 脚本文件路径本身;
    • $#: 脚本参数的个数;
    • $*, $@: 所有参数, 所有的位置参数;
      • 不被双引号(" ")包含时, 都以$1, $2, $3 的形式输出所有参数
      • 当它们被双引号(" ")包含时:
        • $* 会将所有的参数作为一个整体, 以$1 $2 $3 …的形式输出所有参数;
        • $@ 会将各个参数分开, 以$1, $2, $3 的形式输出所有参数

数组

  • 举例
ipInfo=(
    host1    10.0.0.1
    host2    10.0.0.2
)
len=${#ipInfo[@]}
while true; do
    for ((i=0; i<len; i+=2)); do
        hostName=${ipInfo[i]}
        ip=${ipInfo[i+1]}
        ping -c 1 -W 1 -s 5000 $ip
        nc -v -w 2 $ip -z 80
        nc -v -w 2 $ip -z 443
        date
        echo $hostName
        sleep 1
    done
done
  • 排序
len=10
for((i=0;i<$len;i++)); do
    abc[i]=$RANDOM
done
echo ${abc[*]}
for((i=0;i<$len;i++)); do
    max=$i
    for((j=i;j<$len;j++)); do
        [[ abc[max] -lt abc[j] ]] && max=$j
    done
    if [[ $max -ne $i ]]; then
        temp=${abc[$max]}
        abc[$max]=${abc[$i]}
        abc[$i]=$temp
    fi
done
echo ${abc[*]}
  • 字符串应用
#!/bin/bash
a="Hello World !"
echo ${a#*o}        # World !
echo ${a##*o}       # rld !
echo ${a%o*}        # Hello W
echo ${a%%o*}       # Hell
echo ${a/l/L}       # HeLlo World !
echo ${a//l/L}      # HeLLo WorLd !
echo ${a/l}         # Helo World !
echo ${a//l}        # Heo Word !
echo ${a^^}         # HELLO WORLD !
echo ${a,,}         # hello world !
  • 字符串处理
${var:-VALUE}       # 如果 var 为空, 则返回VALUE; 否则返回var的值;
${var:=VALUE}       # 如果 var 为空, 则返回VALUE, 并将var赋值VALUE; 否则返回var的值;
${var:+VALUE}       # 如果 var 不空, 则返回VALUE;
${var:?ERROR_INFO}  # 如果 var 为空, 或未设定, 则返回ERROR_INFO

基本运算符

算数运算

  • 算数运算有: +, -, *, /, **(次方), %(取模)

    • 乘法符号*, 有些时候需要转义

  • 几种赋值方式:

num1=5
num2=10
let sum=$num1+$num2
echo $sum
echo $[$num1*$num2]
echo $(($num2-$num1))
num3=$(expr $num2 / $num1)
echo $num3
  • 计算/etc/passwd文件中的第10个用户和第20个用户的id号之和
id1=$(head -10 /etc/passwd | tail -1 | cut -d: -f3)
id2=$(head -20 /etc/passwd | tail -1 | cut -d: -f3)
  • 计算/etc/rc.d/init.d/functions和/etc/inittab文件的空白行数之和
grep "^[[:space:]]*$" /etc/rc.d/init.d/functions | wc -l

逻辑运算

  • 运算数:
    • 真: true, yes, on, 1
    • 假: false, no, off, 0
  • 逻辑运算:
    • 与(&&), 或(||), 非(!)
    • 异或: 判断是否不同, 相同为, 不同为1
  • 命令执行结果: 执行成功为0, 不成功为1
  • 短路法则:
    • 与运算: COMMAND1 && COMMAND2, COMMAND1如果没有执行成功, 则COMMAND2不会执行;
    • 或运算: COMMAND1 || COMMAND2, COMMAND1如果执行没有成功, 则执行COMMAND2, 如: id user1 || useradd user1
    • # 为注释

条件测试

  • 如何编写测试表达式以实现所需的测试:
    • (1) 执行命令, 并利用命令状态返回值来判断;
      • 0: 成功
      • 1-255: 失败
    • (2) 测试表达式
      • test EXPRESSION
      • [ EXPRESSION ]
      • [[ EXPRESSION ]]
      • 注意: EXPRESSION两端必须有空白字符, 否则为语法错误;

bash的测试类型

  • 数值测试: 数值比较

    • -eq: 是否等于; [ $num1 -eq $num2 ]
    • -ne: 是否不等于;
    • -gt: 是否大于;
    • -ge: 是否大于等于;
    • -lt: 是否小于;
    • -le: 是否小于等于;

  • 字符串测试

    • ==, =: 是否等于;
    • !=: 是否不等于;
    • =~: 左侧字符串是否能够被右侧的PATTERN所匹配;
    • -z "STRING": 判断指定的字串是否为空; 空则为真, 不空则假;
    • -n "STRING": 判断指定的字符串是否不空; 不空则真, 空则为假;
    • $var: 判断指定字符串是否为空
    • 注意:
      • (1) 字符串要加引用;
      • (2) 要使用[[ ]];

  • 文件测试:

    • 存在性测试: 存在则为真, 否则则为假;
      • -a FILE
      • -e FILE
    • 存在性及类型测试:
      • -b FILE: 是否存在并且为 块设备 文件;
      • -c FILE: 是否存在并且为 字符设备 文件;
      • -d FILE: 是否存在并且为 目录文件;
      • -f FILE: 是否存在并且为 普通文件;
      • -h or -L FILE: 是否存在并且为 符号链接文件;
      • -p FILE: 是否存在且为 命名管道文件;
      • -S FILE: 是否存在且为 套接字文件;
    • 文件权限测试:
      • -r FILE: 是否存在并且 对当前用户可读;
      • -w FILE: 是否存在并且 对当前用户可写;
      • -x FILE: 是否存在并且 对当前用户可执行;
    • 特殊权限测试:
      • -u FILE: 是否存在并且 拥有suid权限;
      • -g FILE: 是否存在并且 拥有sgid权限;
      • -k FILE: 是否存在并且 拥有sticky权限;
    • 文件是否有内容:
      • -s FILE: 是否有内容;
    • 时间戳:
      • -N FILE: 文件自从上一次读操作后是否被修改过;
    • 从属关系测试:
      • -O FILE: 当前用户是否为文件的属主;
      • -G FILE: 当前用户是否属于文件的属组;
    • 双目测试:
      • FILE1 -ef FILE2: FILE1与FILE2是否指向同一个文件系统的相同inode的硬链接;
      • FILE1 -nt FILE2: FILE1是否新于FILE2;
      • FILE1 -ot FILE2: FILE1是否旧于FILE2;

  • 组合测试条件: 逻辑运算:

    • 第一种方式:
      • COMMAND1 && COMMAND2
      • COMMAND1 || COMMAND2
      • ! COMMAND
      • [ -O FILE ] && [ -r FILE ]
    • 第二种方式:
      • EXPRESSION1 -a EXPRESSION2
      • EXPRESSION1 -o EXPRESSION2
      • ! EXPRESSION
      • [ -O FILE -a -x FILE ]

流程控制

if, for, while, until, case

  • if-then-fi, if-then-else-if, if-then-elif-...-else-fi

  • for-do-done

  • while-do-done

  • until-do-done

  • break; continue

  • case-esac

https://www.runoob.com/linux/linux-shell-process-control.html

用户交互

  • 通过键盘输入数据, 从而完成变量赋值操作, 用法
read [option]... [name ...]
    -p 'PROMPT'
    -t TIMEOUT
  • 练习: 根据菜单提示用户给出自己的选择, 而后显示对应其选择的相应系统信息, 菜单如下
disk) show disks info;
mem) show memory info;
cpu) show cpu info;
*) quit;

#!/bin/bash
#
cat << EOF
disk) show disks info
mem) show memory info
cpu) show cpu info
*) QUIT
EOF
read -p "Your choice: " option
if [[ "$option" == "disk" ]]; then
    fdisk -l /dev/[sh]d[a-z]
elif [[ "$option" == "mem" ]]; then
    free -m
elif [[ "$option" == "cpu" ]];then
    lscpu
else
    echo "Unkown option."
    exit 3
fi

printf

https://www.runoob.com/linux/linux-shell-printf.html

函数

  • 返回斐波那契数列
FibonacciSequence() {
    if [[ $1 -lt 0 ]]; then
        echo "error $1"
        exit 1
    elif [[ $1 -le 1 ]]; then
        echo -n "$1 "
    else
        a=$(FibonacciSequence $(($1-1)))
        b=$(FibonacciSequence $(($1-2)))
        echo -n "$(($a+$b)) "
    fi
}
for i in $(seq 0 $1); do
    FibonacciSequence $i
done
echo

信号

  • trap: Trap signals and other events.
    • trap [-lp] [[arg] signal_spec ...]
function mytrap() {
    echo "\n\033[5mInterrupt by keyboard\033[0m"
    echo $c
    exit 1
}

trap 'mytrap' INT
# trap 'mytrap' 2
c=0
while true; do
    c=$(($c+1))
    echo "hahaha"
    sleep 1
done
  • xargs: build and execute command lines from standard input
echo '--help' | cat
# --help
echo '--help' | xargs cat
# Usage: cat [OPTION]... [FILE]...
# <omitted>
# For complete documentation, run: info coreutils 'cat invocation'

颜色