Bourne Shell及shell编程(1) zt

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作者：何斌武，[email protected],大连理工大学网络中心，April 1999.

URL: ftp://ftp.dlut.edu.cn/pub/PEOPLE/albin/



------------------------------------------------------------------------------
Bourne Shell
  
介绍：Bourne Shell 基础及其他很多有用的特性，shell编程及组织。
  
主要内容：
.shell基础      基本介绍，环境，选项，特殊字符
.shell变量      用户定义变量，环境变量，位置变量(shell 参数)
.shell script编程
        条件测试，循环及重复控制
.shell定制
  
1.shell基础知识
  作者：Stephen Bourne 在Bell实验室开发
  建议：man sh  查看相关UNIX上的改进或特性
  
(1)shell提示符及其环境
   /etc/passwd文件
   提示符：$
   /etc/profile $HOME/.profile
(2)shell执行选项
   -n   测试shell script语法结构，只读取shell script但不执行
   -x   进入跟踪方式，显示所执行的每一条命令，用于调度
   -a   Tag all variables for export
   -c "string"  从strings中读取命令
   -e   非交互方式
   -f   关闭shell文件名产生功能
   -h   locate and remember functions as defind
   -i   交互方式
   -k   从环境变量中读取命令的参数
   -r   限制方式
   -s   从标准输入读取命令
   -t   执行命令后退出(shell exits)
   -u   在替换中如使用未定义变量为错误
   -v   verbose,显示shell输入行
  
   这些选项可以联合使用，但有些显然相互冲突，如-e和-i.
  
(3)受限制shell(Restircted Shell)
    sh -r 或 /bin/rsh
  
    不能执行如下操作：cd, 更改PATH,指定全路径名，输出重定向，因此可以提供一个较
    好的控制和安全机制。通常rsh用于应用型用户及拨号用户，这些用户通常是看不到提
    示符的。通常受限制用户的主目录是不可写的。
  
    不足：如果用户可以调用sh,则rsh的限制将不在起作用，事实上如果用户在vi及more
        程序中调用shell,而这时rsh的限制将不再起作用。
  
(4)用set改变 shell选项
   用户可以在$提示符下用set命令来设置或取消shell的选项。使用-设置选项，+取消相应
   选项，大多数UNIX系统允许a,e,f,h,k,n,u,v和x的开关设置/取消。
  
   set -xv
        启动跟踪方式;显示所有的命令及替换，同样显示输入。
   set -tu
        关闭在替换时对未定义变量的检查。
  
   使用echo $-显示所有已设置的shell选项。
  
  
(5)用户启动文件 .profile
        PATH=$PATH:/usr/loacl/bin; export PATH
  
(6)shell环境变量
        CDPATH  用于cd命令的查找路径
        HOME    /etc/passwd文件中列出的用户主目录
        IFS     Internal Field Separator,默认为空格，tab及换行符
        MAIL    /var/mail/$USERNAME     mail等程序使用
        PATH
        PS1，PS2        默认提示符($)及换行提示符(>)
        TERM    终端类型，常用的有vt100,ansi,vt200,xterm等
  
        示例：$PS1="test:";export PS1
              test: PS1="\$";export PS1
              $echo $MAIL
              /var/mail/username
(7)保留字符及其含义
$      shell变量名的开始，如$var
   |    管道，将标准输出转到下一个命令的标准输入
   #    注释开始
   &    在后台执行一个进程
   ？   匹配一个字符
   *    匹配0到多个字符(与DOS不同，可在文件名中间使用，并且含.)
   $-   使用set及执行时传递给shell的标志位
   $!   最后一个子进程的进程号
   $#   传递给shell script的参数个数
   $*   传递给shell script的参数
   $@   所有参数，个别的用双引号括起来
   $?   上一个命令的返回代码
   $0   当前shell的名字
   $n    (n:1-) 位置参数
   $$   进程标识号(Process Identifier Number, PID)
   >file        输出重定向
   <file        输入重定向
   `command`    命令替换，如    filename=`basename /usr/local/bin/tcsh`
   >>fiile      输出重定向，append
  
   转义符及单引号：
        $echo "$HOME $PATH"
        /home/hbwork /opt/kde/bin:/usr/local/bin:/bin:/usr/bin:/usr/X11R6/bin:
        $echo '$HOME $PATH'
        $HOME $PATH
        $echo \$HOME $PATH
        $HOME /opt/kde/bin:/usr/local/bin:/bin:/usr/bin:/usr/X11R6/bin:/home/hbw
ork/bin
  
   其他：
        $dir=ls
        $$dir
        $alias dir ls
        $dir
  
        ls > filelist
        ls >> filelist
        wc -l < filelist
        wc -l filelist
        sleep 5; echo 5 seconds reaches; ls -l
        ps ax |egrep inetd
        find / -name core -exec rm {} \; &
        filename=`date "+%Y%m%d"`.log
  
2. shell变量
  变量：代表某些值的符号，如$HOME,cd命令查找$HOME,在计算机语言中可以使用变量可以
        进行多种运算和控制。
  
  Bourne Shell有如下四种变量：
        .用户自定义变量
        .位置变量即 shell script之参数
        .预定义变量（特殊变量）
        .环境变量(参考shell定制部分)
(1)用户自定义变量（数据的存储）
        $ COUNT=1
        $ NAME="He Binwu"
  
     技巧：因为大部分UNIX命令使用小写字符，因此在shell编程中通常使用全大写变量，
        当然这并不是强制性的，但使用大写字符可以在编程中方便地识别变量。
  
     变量的调用：在变量前加$
        $ echo $HOME
        /home/hbwork
        $ WEEK=Satur
        $ echo Today is $WEEKday
        Today is
        $echo Today is ${WEEK}day
        Today is Saturday
  
     Shell变量赋值从右从左进行(Linux Shell/bash从左向右赋值!)
     $ X=$Y Y=y
     $ echo $X
     y
     $ Z=z Y=$Z
     $ echo $Y
  
     $
  
     使用unset命令删除变量的赋值
     $ Z=hello
     $ echo $Z
     hello
     $ unset Z
     $ echo $Z
  
     $
  
     有条件的命令替换
        在Bourne Shell中可以使变量替换在特定条件下执行，即有条件的环境变量替换。
        这种变量替换总是用大括号括起来的。
  
        .设置变量的默认值
            在变量未赋值之前其值为空。Bourne Shell允许对变量设置默认值，其格式如
下：
            ${variable:-defaultvalue}
            例：
                $ echo Hello $UNAME
                Hello
                $ echo Hello ${UNAME:-there}
                Hello there
                $ echo $UNAME   #变量值并未发生变化
  
                $ UNAME=hbwork
                $ echo Hello ${UNAME:-there}
                Hello hbwork
                $
        .另一种情况：改变变量的值，格式如下：
            ${variable:=value}
  
            例：
                $ echo Hello $UNAME
                Hello
                $ echo Hello ${UNAME:=there}
                Hello there
                $ echo $UNAME   #变量值并未发生变化
                there
                $
        .变量替换中使用命令替换
                $USERDIR=${$MYDIR:-`pwd`}
  
        .在变量已赋值时进行替换  ${variable:+value}
        .带有错误检查的有条件变量替换
          ${variablevalue}
          例：
          $ UNAME=
          $ echo ${UNAME"UNAME has not been set"}
          UNAME: UNAME has not been set
          $ echo ${UNAME}
          UNAME: parameter null or not set
  
  (2)位置变量(Shell参数)
  在shell script中位置参数可用$1..$9表示，$0表示内容通常为当前执行程序的文件名。
  .防止变量值被替换 readonly variable
  .使用export命令输出变量，使得变量对子shell可用，当shell执行一下程序时，shell
   将为其设置一个新的环境让其执行，这称之了subshell.  在Bourne Shell中变量通常
   被认为是本地变量，也就是说在对其赋值之外的shell环境之外是不认识此变量的。使
   用export对subshell可用。
  
   例：对变量PS1的export操作，shell的提示符将发生变化。
   $ PS1=`hostname`$
        peony$sh
        $ echo $PS1
        $  <-输出结果
        $ exit
        peony$export PS1
        peony$sh
        peony$ echo $PS1
        peony$  <-输出结果
        peony$
  
  
3.Shell Script编程
目的：使用UNIX所提供的最常用工具来完成所需复杂任务的强大功能。
  
(1)最简单的Shell 编程
   $ls -R / |grep myname |more
  
   每天数据的备份：
   $ cd /usr/yourname; ls * |cpio -o > /dev/rmt/0h
  
   书写程序的目的是一次编程，多次使用（执行）！
  
   $ cat > backup.sh
   cd /home/hbwork
   ls * | cpio -o > /dev/rmt/0h
   ^D
  
   执行：
   $ sh backup.sh
  
   或：
   $ chmod +x backup.sh
   $ ./backup.sh
  
   技巧：在shell script中加入必要的注释，以便以后阅读及维护。
  
(2)shell是一个（编程）语言
  同传统的编程语言一样，shell提供了很多特性，这些特性可以使你的shell script
  编程更为有用，如：数据变量、参数传递、判断、流程控制、数据输入和输出，子
  程序及以中断处理等。
  
  . 在shell编程中使用数据变量可以将程序变量更为通用，如在上面backup.sh中：
    cd $WORKDIR
    ls * | cpio -o > /dev/rmt/0h
  
  . Shell编程中的注释以#开头
  . 对shell变量进行数字运算，使用expr命令
        expr integer operator integer
        其中operator为+ - * / %, 但对*的使用要用转义符\,如：
        $expr 4 \* 5
        20
        $int=`expr 5 + 7`
        $echo $int
        12
  
(3)Shell编程的参数传递, 可通过命令行参数以及交互式输入变量(read)
  
     restoreall.sh 对backup.sh程序的备份磁带进行恢复
        $cat > restoreall.sh
        cd $WORKDIR
        cpio -i < /dev/rmt/0h
        ^D
     restore1.sh:只能恢复一个文件
        #restore1 --program to restore a single file
        cd $WORKDIR
        cpio -i $i < /dev/rmt/0h
  
        $restore1 file1
  
        恢复多个文件restoreany :
        #restoreany --program to restore a single file
        cd $WORKDIR
        cpio -i $* < /dev/rmt/0h
  
        $ restoreany file1 file2 file3
  
  
(4)条件判断
   . if-then语句,格式如下:
        if command_1
        then
                command_2
                command_3
        fi
        command_4
  
   在if-then语句中使用了命令返回码$?,即当command_1执行成功时才执行command_2和
   command_3,而command_4总是执行.
  
   示例程序unload: 在备份成功时删除原始文件,带有错误检查
  
        cd $1
        #备份时未考虑不成功的情况!
        ls -a | cpio -o > /dev/rmt/0h
        rm -rf *
  
        改进如下:
  
        #当使用了管道命令时,管理命令的返回代码为最后一个命令的返回代码
        if ls -a | cpio -o > /dev/rmt/0h
        then
                rm -rf *
        fi
  
   . if-then-else语句
        if command_1
        then
                command_2
        else
                command_3
        fi
  
        技巧: 由于shell对命令中的多余的空格不作任何处理,一个好的程序员会用这一特
性
              对自己的程序采用统一的缩进格式,以增强自己程序的可读性.
  
    . 使用test命令进行进行条件测试
      格式: test conditions
  
      test在以下四种情况下使用: a. 字符比较 b.两个整数值的比较
                c. 文件操作,如文件是否存在及文件的状态等
                d. 逻辑操作,可以进行and/or,与其他条件联合使用
  
      a. 测试字符数据: shell变量通常民政部下均作为字符变量
        str1 = str2     二者相长,相同
        str1 != str2    不同
        -n string       string不为空(长度不为零)
        -z string       string为空
        string          string不为空
  
        例:
                $ str1=abcd     #在含有空格时必须用引号括起来
                $ test $str1=abcd
                $ echo $?
                0
                $ str1="abcd "
                $ test $str1=abcd
                $ echo $?
                1
        Note: 在test处理含有空格的变量时最好用引号将变量括起来,否则会出现错误的
结果,
              因为shell在处理命令行时将会去掉多余的空格,而用引号括起来则可以防止
              shell去掉这些空格.
              例:
                $ str1="    "
                $ test $str1
                $ echo $?
                1
                $ test "$str1"
                $ echo $?
                0
                $ test -n $str1
                test: argument expected
                $ test -n "$str1"
                $ echo $?
                0
                $
  
      b. 整数测试: test与expr相同,可以将字符型变量转换为整数进行操作,expr进行
         整数的算术运算,而test则进行逻辑运算.
  
         表达式                 说明
         ---------------------------------------
         int1 -eq int2          相等?
         int1 -ne int2          不等?
         int1 -gt int2          int1 > int2 ?
         int1 -ge int2          int1 >= int2 ?
         int1 -lt int2          int1 < int2 ?
         int1 -le int2          int1 <= int2 ?
  
         例:
                $ int1=1234
                $ int2=01234
                $ test $int1 -eq $int2
                $ echo $?
                0
  
      c. 文件测试:检查文件状态如存在及读写权限等
  
         -r filename     用户对文件filename有读权限?
         -w filename     用户对文件filename有写权限?
         -x filename     用户对文件filename有可执行权限?
         -f filename     文件filename为普通文件?
         -d filename     文件filename为目录?
         -c filename     文件filename为字符设备文件?
         -b filename     文件filename为块设备文件?
         -s filename     文件filename大小不为零?
         -t fnumb        与文件描述符fnumb(默认值为1)相关的设备是一个终端设备?
  
      d. 测试条件之否定,使用!
        例:
                $ cat /dev/null > empty
                $ test -r empty
                $ echo $?
                0
                $ test -s empty
                1
                $ test ! -s empty
                $ echo $?
                0
      e. 测试条件之逻辑运算
        -a      And
        -o      Or
  
        例: $ test -r empty -a -s empty
            $ echo $?
            1
      f. 进行test测试的标准方法
         因为test命令在 shell编程中占有很重要的地位,为了使shell能同其他编程语言
一样
         便于阅读和组织, Bourne Shell在使用test测试时使用了另一种方法:用方括号将
整个
         test测试括起来:
  
         $ int1=4
         $ [ $int1 -gt 2 ]
         $ echo $?
         0
  
         例: 重写unload程序,使用test测试
         #!/bin/sh
         #unload - program to backup and remove files
         #syntax: unload directory
  
         #check arguments
         if [ $# -ne 1 ]
         then
                echo "usage: $0 directory"
                exit 1
         fi
  
         #check for valid directory name
         if [ ! -d "$1" ]
         then
                echo "$1 is not a directory"
                exit 2
         fi
  
         cd $1
  
         ls -a | cpio -o > /dev/rmt/0h
  
         if [ $? -eq 0 ]
         then
                rm -rf *
         else
                echo "A problem has occured in creating backup"
                echo "The directory will not be ereased"
                echo "Please check the backup device"
                exit 3
         fi
         # end of unload
  
         在如上示例中出现了exit, exit有两个作用:一是停止程序中其他命令的执行,二
是
         设置程序的退出状态
  
      g. if嵌套及elif结构
        if command
        then
                command
        else
                if command
                then
                        command
                else
                        if command
                        then
                                command
                        fi

                fi
        fi
  
        改进:使用elif结构
        if command
        then
                command
        elif    command
        then
                command
        elif    command
        then
                command
        fi
  
        elif结构同if结构类似,但结构更清淅,其执行结果完全相同.



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