Shell编程

水深无声 2022-09-19 14:25 140阅读 0赞

**Shell** **编程**

**作者：** **Ackarlix**

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Shell Script。  
  
一般而言，Shell Script的地位和其它的可执行档（或命令）是完全相同的，只不过Shell Script是以文字档的方式储存，而非二进位档。而执行Shell Script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Shell Script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A shell 的Script用B shell 执行。而在UNIX中大家最常使用Bourne Shell以及C Shell ，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Shell Script  
  
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：  
chmod u+x filename 只有自己可以执行，其它人不能执行  
chmod ug+x filename 只有自己以及同一群可以执行，其它人不能执行  
chmod +x filename 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Bourne Shell。  
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C Shell。  
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。Bourne Shell的路径名称为/bin/sh ，而C Shell 则为/bin/csh。  
  
  
1. 使用Bourne Shell  
┌——————————┐ ┌——————————┐  
│echo enter filename │ │\#!/bin/sh │  
│ . │ or │ . │  
│ . │ │ . │  
│ . │ │ . │  
└——————————┘ └——————————┘  
  
2. 使用C Shell  
┌——————————┐ ┌——————————┐  
│\# C Shell Script │ │\#!/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C Shell 执行某个Script，你可以下这个命令：  
csh filename  
  
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  
  
┌———————————┐  
│echo The message is / │  
│too long so we have / │  
│to split it into / │  
│several lines │  
└———————————┘  
  
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。  
  
□Bourne Shell  
  
一、变数  
  
Bourne Shell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 │  
│echo name │  
│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：  
export var  
  
┌———————┐  
│name=Tom │  
│export name │  
└———————┘  
  
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  
$MANPATH man 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：  
readonly var  
  
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 │  
│readonly name │  
│echo $name │  
│name=John │  
│readonly │  
└———————┘  
  
结果如下：  
Tom  
name: is read only  
readonly name  
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：  
set string  
  
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：this is a test  
  
┌———————————┐  
│echo Filename: $0 │  
│echo Arguments: $\* │  
│echo No. of args.: $\# │  
│echo 2nd arg.: $2 │  
│shift │  
│echo No. of args.: $\# │  
│echo 2nd arg.: $2 │  
│set hello, everyone │  
│echo Arguments: $\* │  
│echo 2nd arg.: $2 │  
└———————————┘  
结果如下：  
Filename: ex1  
Arguments: this is a test  
No. of args.: 4  
2nd arg.: is  
No. of args.: 3  
2nd arg.: a  
Arguments: hello, everyone  
2nd arg.: 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：  
read var1 var2.....  
  
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Bourne Shell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  
sh command  
这个档案必须是Bourne Shell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  
exec command  
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='Current directory is '\`pwd\`  
echo $str  
结果如下：  
Current directory is /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. if then语法以及流程图如下  
  
│ FALSE  
if (condition) ＜condition＞—┐  
then │TRUE │  
then-commands then-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 │  
│ echo Arg1: $1 │  
│fi │  
└———————————┘  
$ chkarg Hello  
Arg1: Hello  
$ chkarg  
$  
  
2. if then else语法以及流程图如下  
  
│ FALSE  
if (condition) ＜condition＞—————┐  
then │TRUE │  
then-commands then-commands else-commands  
else ├————————┘  
else-commands │  
fi  
  
3. if then elif语法以及流程图如下  
  
│ FALSE  
if (condition1) ＜condition1＞—┐  
then │TRUE │ FALSE  
commands1 commands1 ＜condition2＞—┐  
elif (condition2) │ │ TRUE │  
then │ commands2 commands3  
commands2 ├—————┴————┘  
else │  
commands3  
  
commands3  
fi  
  
  
echo 'word 1: /c'  
read word1  
echo 'word 2: /c'  
read word2  
echo 'word 3: /c'  
read word3  
if (test "$word1" = "$word2" -a "$word2" = "$word3")  
then  
echo 'Match: words 1, 2, & 3'  
elif (test "$word1" = "$word2")  
then  
echo 'Match: words 1 & 2'  
elif (test "$word1" = "$word3")  
then  
echo 'Match: words 1 & 3'  
elif (test "$word2" = "$word3")  
then  
echo 'Match: words 2 & 3'  
else  
echo 'No match'  
fi  
  
4. for in语法以及流程图如下  
  
│ FALSE  
for var in arg-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 │  
└——————┘ │  
┌———————————┐ ┌—————┘  
│for a in xx yy zz │ │  
│ do │  
│ echo $a │  
│done │  
└———————————┘  
结果如下：  
xx  
yy  
  
yy  
zz  
  
5. for语法以及流程图如下  
  
│ FALSE  
for var ┌—＜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 ┌—————┘  
┌———————————┐ │  
│for a │  
│ do │  
│ echo $a │  
│done │  
└———————————┘  
$lstarg xx yy zz  
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 $number -lt 10) │  
│ do │  
│ echo "$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  
case str in ＜str=pat1＞————commands1—┐  
pat1) commands1;; │FALSE TRUE │  
pat2) commands2;; ＜str=pat2＞————commands2—┤  
pat3) commands3;; │FALSE TRUE │  
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 'Enter A, B, or C: /c' │  
│read letter │  
│case $letter in │  
│ A|a) echo 'You entered A.';;│  
│ B|b) echo 'You entered B.';;│  
│ C|c) echo 'You entered C.';;│  
│ \*) echo 'Not A, B, or C';; │  
│esac │  
└————————

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