系统基础之shell脚本编程详解及练习题

shell脚本编程:

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编程基础 

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程序：指令+数据

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

   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；

根据其编程过程中功能的实现是调用库还是调用外部的程序文件

   shell脚本编程

     利用系统上的命令及编程组件进行编程

   完整编程;

      利用库或编程组件进行编程

编程模式：

  面向过程的编程语言

    以指令为中心来组织代码，数据是服务于代码的;  

    顺序执行

    选择执行

    循环执行

 代表：c bash

  面向对象的编程语言

以数据为中心来组织代码，围绕数据开组织指令；

类（class）：实例化对象，method；

代表：java c++ python

shell脚本编程：过程式编程，解释运行，依赖于外部程序文件运行；

作用:

自动化常用命令

执行系统管理和故障排除

创建简单的应用程序

处理文本或文件

1如何写shell脚本

    脚本文件第一行，顶格；给出shell类型，解释器路径，用于指明执行当前脚本的解释器程序文件

      常见解释器：

      #！/bin/bash

      #！/bin/python

      #！/bin/perl

    第二步,写脚本正文

      #author:创作者

      #Version:版本号

      #Description:功能描述

      #time:时间

    第三步：运行脚本

      给予执行权限，在命令行上指定脚本的绝对或相对路径 chmod+x

       直接运行解释器，将脚本作为解释器程序的参数运行     ./file

2语法检查

bash -n /path/to/some_script

3脚本调试执行(显示执行过程)

bash -x /path/to/some_script

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变量

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程序：指令+程序

    指令：有程序文件提供

    数据：IO设备给出标准输入 ，文件，管道，变量

程序：算法+数据结构

变量：变量名+指向的空间空间

  作用:

    1,数据存储格式;

    2.参与的运算

    3.表示的数据范围

  数据存储方式(类型):

    字符:

    数值: 整型,浮点型

数值类型	所占字符数	取值范围
byte	1	0-255
short	2	65535
int	4	40亿
booleam
long	4
float	4
double	8
chart

变量类型：存储格式，表示数据范围，参与的运算

编程语言：

  强类型变量：

   定义变量时必须指定类型,参与运算必须符合类型

    要求, 调用未声明变量会产生错误

    例:   C  C++ java python

  弱类型变量：

无需指定类型,默认均为字符型,;参与运算时会自动进行隐形类型转换,连梁无需事先定义可直接调用

bash 把所有变量统统是做字符类型；

bash不支持浮点类型数据

bash中变量无需事先声明,相当于，把声明和赋值过程同时实现。

声明：类型 变量名

（shell）变量赋值：name=value（值）

变量替换;把变量名出现的位置替换为其所指向的内存空间中数据；

变量引用：${var_name},$var_name

变量名命名方式：

   1.变量只能包含数字，字母和下划线;不能以数字开头；

   2 不能使用程序关键字，if else

   3.见名知意

   4,统一命名法:驼峰命名法

bash变量类型：pstree 进程树    

本地变量：作用域为当前shell进程,对当前shell外的其他shell进程,包括当前shell的子shell进场June无效

变量赋值：name=value（值）

变量引用：${name}，$nameo

"":变量名会替换为其值

'':变量名不会替换为其值

查看变量：set

撤销变量：unset name (释放是个良好的习惯,编写脚本主动释放)

注意：此处非变量引用

echo 变量(命令) 默认显示为一行       echo "变量(命令)" 显示命令原有的输出格式

环境变量：作用域为当前shell进程及子进程

变量赋值：

 （1）export name=value（值）

 （2）name=value（值）

         export name}

 （3）declare -x name=value（值）

 （4）name=value（值）

     declare -x name

变量引用:${name},$name

注意：bash内嵌了许多环境变量（通常为全大写字符），用于定义bash的工作环境

系统自带变量(可直接引用):PWD USER OLDPWD HISTSIZE HISTCONTROL PATH, SHELL,UID,HOME,OLDPWD, HISTFILE, PS1

查看环境变量：export  declare -x   printenv       env

撤销变量：unset name

只读变量：

（1）declare – r name=value

       declare – rx name =value   定义常量

（2）readonly name

只读变量无法重新赋值，并且不支持撤销，存活时间为当前shell进程的生命周期，随shell的终止而撤销

局部变量：作用域为当前shell进场中某代码片段（函数） 

位置参数变量：

   向执行脚本的shell进程传递的参数   $1, $2, …来表示，用于让脚本在脚本代码

    $0,:命令 本身

    $*: 传递给脚本的所有参数,全部参数合为一个整体

$@,传递给脚本的所有参数,每个参数为独立字符串

    注: $@ $* 只有在被双引号包起来的时候有区别 

$#:传递给脚本的参数的个数

轮替：

 shift [n]: 位置变量轮替，踢掉参数的值，后面的值移动到前一位位置参数

 示例：判断给出的文件的行数
 linecount="$(wc -l $1| cut -d' ' -f1)"
 echo "$1 has $linecount lines."

    中调用通过命令行传递给它的参数

特殊变量：shell内置的有特殊功用的变量

$?：执行状态返回值

  0：成功

  1-255：失败

默认是脚本中执行的最后一条命令的状态返回值

自定义站台返回值：

exit [n]:n为自己指定的状态码

注意：shell进程遇到exit是，会终止，整个脚本执行即为结束

例：id user3 &>/dev/null &&exit 0|useradd user3

算数运算

bash中的算术运算:help let
+, -, *, /, %取模（取余） , **（乘方）
实现算术运算：
(1) let var=算术表达式
(2) var=$[算术表达式]
(3) var=$((算术表达式))
(4) var=$(expr arg1 arg2 arg3 …)
(5) declare –i var = 数值
(6) echo ‘算术表达式’ | bc

 expr $var+0 判断数值是否是整数

expr 运算乘法 乘法符号需要加转义字符 例 expr 2 \* 3
乘法符号有些场景中需要转义， 如*
 bash有内建的随机数生成器： $RANDOM（ 1-32767）
       echo $[$RANDOM%50] ： 0-49之间随机数

赋值:

增强型赋值：

+=, -=, *=, /=, %=

    let varOPERvalue

例如:let count+=3

自加3后自赋值

   自增，自减： 符号在前,先执行运算操作,相反则是

let var+=1

let var++

let var-=1

let var–

逻辑运算:

true, false
1, 0

与：
1 与 1 = 1
1 与 0 = 0
0 与 1 = 0
0 与 0 = 0

或:
  1 或 1 = 1
  1 或 0 = 1
 0 或 1 = 1
 0 或 0 = 0

非：！
  ! 1 = 0
  ! 0 = 1

短路运算：
 短路与：
   第一个为0，结果必定为0；
   第一个为1，第二个必须要参与运算；
 短路或：
   第一个为1，结果必定为1；
   第一个为0，第二个必须要参与运算；
 异或： ^
   异或的两个值,相同为假，不同为真

聚集命令:

 有两种聚集命令的方法：
   • 复合式： date; who | wc -l
 命令会一个接一个地运行
   • 子shell： (date; who | wc -l ) >>/tmp/trace
 所有的输出都被发送给单个STDOUT和STDERR

退出状态:

 进程使用退出状态来报告成功或失败
  • 0 代表成功， 1－255代表失败
  • $? 变量保存最近的命令退出状态
 例如：
  $ ping -c1 -W1 hostdown &> /dev/null
  $ echo $?

退出状态码:

bash自定义退出状态码
exit [n]：自定义退出状态码；
注意：脚本中一旦遇到exit命令，脚本会立即终止；终止退出
状态取决于exit命令后面的数字
注意：如果未给脚本指定退出状态码，整个脚本的退出状态码
取决于脚本中执行的最后一条命令的状态码

条件测试:

bash自定义退出状态码
exit [n]：自定义退出状态码；
注意：脚本中一旦遇到exit命令，脚本会立即终止；终止退出
状态取决于exit命令后面的数字
注意：如果未给脚本指定退出状态码，整个脚本的退出状态码
取决于脚本中执行的最后一条命令的状态码

条件性的执行操作:

根据退出状态而定，命令可以有条件地运行
• && 代表条件性的AND THEN
• || 代表条件性的OR ELSE
 例如：
$ grep -q no_such_user /etc/passwd \
|| echo 'No such user'
No such user
$ ping -c1 -W2 station1 &> /dev/null \
> && echo "station1 is up" \
> || (echo 'station1 is unreachable'; exit 1)
station1 is up

tset命令:

长格式的例子：
$ test "$A" == "$B" && echo "Strings are equal"
$ test “$A” -eq “$B” \
&& echo "Integers are equal"
 简写格式的例子：
$ [ "$A" == "$B" ] && echo "Strings are equal"
$ [ "$A" -eq "$B" ] && echo "Integers are equal

bash的测试类型:

数值测试：
-gt: 是否大于；
-ge: 是否大于等于；
-eq: 是否等于；
-ne: 是否不等于；
-lt: 是否小于；
-le: 是否小于等于；
字符串测试：
==：是否等于；
>: ascii码是否大于ascii码
<: 是否小于
!=: 是否不等于
=~: 左侧字符串是否能够被右侧的PATTERN所匹配
注意: 此表达式一般用于[[ ]]中；
-z "STRING"：字符串是否为空，空为真，不空为假
-n "STRING"：字符串是否不空，不空为真，空为假
注意：用于字符串比较时的用到的操作数都应该使用引号

文件测试:

存在性测试
-a FILE：同-e
-e FILE: 文件存在性测试，存在为真，否则为假；
 存在性及类别测试
-b FILE：是否存在且为块设备文件；
-c FILE：是否存在且为字符设备文件；
-d FILE：是否存在且为目录文件；
-f FILE：是否存在且为普通文件；
-h FILE 或 -L FILE：存在且为符号链接文件；
-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：是否存在且可读
-w FILE: 是否存在且可写
-x FILE: 是否存在且可执行
 文件特殊权限测试：
-g FILE：是否存在且拥有sgid权限；
-u FILE：是否存在且拥有suid权限；
-k FILE：是否存在且拥有sticky权限；
文件大小测试：
-s FILE: 是否存在且非空；
 文件是否打开：
-t fd: fd表示文件描述符是否已经打开且与某终端相关
-N FILE：文件自动上一次被读取之后是否被修改过
-O FILE：当前有效用户是否为文件属主
-G FILE：当前有效用户是否为文件属组
双目测试：
FILE1 -ef FILE2: FILE1与FILE2是否指向同一个设
备上的相同inode
FILE1 -nt FILE2: FILE1是否新于FILE2；
FILE1 -ot FILE2: FILE1是否旧于FILE2；

组合测试条件

双目测试：
FILE1 -ef FILE2: FILE1与FILE2是否指向同一个设
备上的相同inode
FILE1 -nt FILE2: FILE1是否新于FILE2；
FILE1 -ot FILE2: FILE1是否旧于FILE2；

组合测试条件:

第一种方式：
COMMAND1 && COMMAND2 并且
COMMAND1 || COMMAND2 或者
! COMMAND 非
如： [ -e FILE ] && [ -r FILE ]
 第二种方式：
EXPRESSION1 -a EXPRESSION2 并且
EXPRESSION1 -o EXPRESSION2 或者
! EXPRESSION
必须使用测试命令进行；
# [ -z “$HOSTNAME” -o $HOSTNAME "==\
"localhost.localdomain" ] && hostname www.magedu.com
# [ -f /bin/cat -a -x /bin/cat ] && cat /etc/fstab

使用read命令来接受输入:

使用read来把输入值分配给一个或多个shell变量：
-p 指定要显示的提示
-t TIMEOUT
read 从标准输入中读取值，给每个单词分配一个变量
所有剩余单词都被分配给最后一个变量
read -p “Enter a filename: “ FILE

练习:

1、编写脚本/root/bin/systeminfo.sh,显示当前主机系统信息，包括主机名，IPv4地址，操作系统版本，内核版本，CPU型号，内存大小，硬盘大小。

[root@wen-7 shangkelianxi]# cat sh01.sh 
#!/bin/bash
clear
echo "显示当前主机信息:"
echo "主机名:`hostname`"
echo "IPV4地址:` ifconfig eno16777736| grep "inet\>"|tr -s "[[:space:]]" ":"| cut -d: -f3`"
echo "操作系统版本:`cat /etc/centos-release | grep -v "^$" `"
echo "内核版本: `uname -r`"
echo "CPU型号: `cat /proc/cpuinfo | grep "^model name"| cut -d: -f2`"
echo "内存大小:`free -h|grep "^Mem" |tr -s " " ':'| cut -d: -f2`"
echo "硬盘大小: `fdisk -l| grep  ".*/dev/sda\>"`"
[root@wen-7 shangkelianxi]# bash sh01.sh 
显示当前主机信息:
主机名:wen-7
IPV4地址:172.18.19.219
操作系统版本:CentOS Linux release 7.2.1511 (Core) 
内核版本: 3.10.0-327.el7.x86_64
CPU型号:  Intel(R) Core(TM) i5-4210M CPU @ 2.60GHz
内存大小:977M
硬盘大小: 磁盘 /dev/sda：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区

2、编写脚本/root/bin/backup.sh，可实现每日将/etc/目录备份到/root/etcYYYY-mm-dd中(配合计划任务完成)

备份/etc/到/root/etcYY-MM-DD 并检查文件是否备份成功!
backup /root/etc2016-08-12-08-12 ing
/root/etc2016-08-12-08-12 is exit,no cp /etc
[root@wen-7 shangkelianxi]# cat   sh02.sh 
#!/bin/bash
clear
echo "备份/etc/到/root/etcYY-MM-DD 并检查文件是否备份成功!"
time1=`date +%d`
dirname=/root/etc`date +%F-%m-%d` 
 echo "backup $dirname ing" && cp -a  /etc/ $dirname 
[ -f $dirname  ] && echo " backup %dirname over "||  echo "$dirname is exit,no cp /etc"

3、编写脚本/root/bin/disk.sh,显示当前硬盘分区中空间利用率最大的值

显示当前硬盘分区中空间利用率最大的值:32%
[root@wen-7 shangkelianxi]# cat sh03.sh 
#!/bin/bash
clear
num=`df -h| tr -s ' ' ':'| cut -d: -f1,5| grep ':[0-9]'| sort -t: -k2 -n| tail -n1`
unmn=` df | grep '/dev/sd' |sed -r 's/^.* ([0-9]+%).*/\1/' |sort -nr|head -1`
echo "显示当前硬盘分区中空间利用率最大的值:$unmn"

4、编写脚本/root/bin/links.sh,显示正连接本主机的每个远程主机的IPv4地址和连接数，并按连接数从大到小排序

显示正连接本主机的每个远程主机的连接数和IPv4地址:
       4 172.18.19.1
[root@wen-7 shangkelianxi]# cat  sh04.sh 
#!/bin/bash
num=`netstat -nt| tr -s " " ':'|cut -d: -f6| grep [0-9]| uniq -c| sort -n `
echo -e "显示正连接本主机的每个远程主机的连接数和IPv4地址:\n $num"

5、写一个脚本/root/bin/sumid.sh，计算/etc/passwd文件中的第10个用户和第20用户的ID之和

[root@wen-7 shangkelianxi]# cat sh05.sh 
#!/bin/bash
clear
dir=/etc/passwd  
n=10
m=20
id_10=`cat $dir| head -$n| tail -1|cut -d: -f3`
id_20=`cat $dir| head -$m| tail -1|cut -d: -f3`
#num=$((${id_10}+${id_20}))
num=$[id_10+id_20]
echo " $dir文件中的第$n个用户和第$m用户的ID之和:$num"
[root@wen-7 shangkelianxi]# bash  sh05.sh 
 /etc/passwd文件中的第10个用户和第20用户的ID之和:184

6、写一个脚本/root/bin/sumspace.sh，传递两个文件路径作为参数给脚本，计算这两个文件中所有空白行之和

[root@wen-7 shangkelianxi]# bash  sh06.sh /etc/rc.d/init.d/functions 
两个文件的所有空白行之和为70 
[root@wen-7 shangkelianxi]# cat sh06.sh 
#!/bin/bash
sum=0
while [ $# -gt 0 ]
do
num=`cat $1| grep "^[[:space:]]*$" | wc -l`
sum=$(($sum+$num))
shift
done

echo "两个文件的所有空白行之和为$sum "
unset sum

7、写一个脚本/root/bin/sumfile.sh,统计/etc, /var, /usr目录中共有多少个一级子目录和文件

[root@wen-7 shangkelianxi]# cat sh07.sh 
#!/bin/bash
dir=0
file=0
name="/etc/ /var /usr"
for line in $name
do
    dirie=`ls -p $line| grep "/$"| wc -l`
        dir=$(($dir+$dirie))
    fileie=`ls -p $line| grep -v "/$"| wc -l`
        file=$(($file+$fileie))
done
echo "$name 一共为目录为$dir个,文件为$file个"
[root@wen-7 shangkelianxi]# bash  sh07.sh 
/etc/ /var /usr 一共为目录为179个,文件为175个

8、写一个脚本/root/bin/argsnum.sh，接受一个文件路径作为参数；如果参数个数小于1，则提示用户“至少应该给一个参数”，并立即退出；如果参数个数不小于1，则显示第一个参数所指向的文件中的空白行数

[root@wen-7 shangkelianxi]# bash  sh08.sh 
 至少应该给一个参数:
[root@wen-7 shangkelianxi]# bash  sh08.sh  /etc/passwd
the file /etc/passwd has space list is:0
[root@wen-7 shangkelianxi]# bash  sh08.sh  /etc/grub2.cfg 
the file /etc/grub2.cfg has space list is:17
[root@wen-7 shangkelianxi]# cat  sh08.sh 
#!/bin/bash
clear

[ $# -lt 1 ] &&  echo " 至少应该给一个参数:" || echo "the file $1 has space list is:`cat $1|
 grep "^$"| wc -l`"

9、写一个脚本/root/bin/hostping.sh，接受一个主机的IPv4地址做为参数，测试是否可连通。如果能ping通，则提示用户“该IP地址可访问”；如果不可ping通，则提示用户“该IP地址不可访问”

[root@wen-7 shangkelianxi]# cat  sh09.sh 
#!/bin/bash
ping -c1 -w1  $1 &>/dev/null
[ $? -eq 0 ] && echo "this ip is ok login" || echo "ERROR: this ip is no login"   
[root@wen-7 shangkelianxi]# bash  sh09.sh  172.18.19.219
this ip is ok login
[root@wen-7 shangkelianxi]# bash  sh09.sh  172.18.19.210
ERROR: this ip is no login

10、chmod -rw /tmp/file1，编写脚本/root/bin/per.sh,判断当前用户对/tmp/fiile1文件是否不可读且不可写

[wen@wen-7 ~]$ bash sh10.sh 
the file is no read and no write  for one user
[wen@wen-7 ~]$ ll /tmp/file1 
---------- 1 root root 0 8月  12 09:53 /tmp/file1
[wen@wen-7 ~]$ bash sh10.sh 
the file is  read and write  for one user
[wen@wen-7 ~]$ cat  sh10.sh 
#!/bin/bash
FileName=/tmp/file1
[ ! -e $FileName ] && echo "file $FileName is no exits" && exit 2
#chmod -rw $FileName &>/dev/null
if [  -r $FileName -a -w $FileName ];then
    echo  "the file is  read and write  for one user"
else 
    echo  "the file is no read and no write  for one user"
fi

11、编写脚本/root/bin/nologin.sh和login.sh,实现禁止和充许普通用户登录系统。

#!/bin/bash
file=/etc/nologin
while true
do
clear
echo -e "\033[31m"
cat <<  EOF
########################
(y|Y):DOWN user login  #
(n|N):UP user logion   #
(q): exit shell        #
########################
EOF
echo -e "\033[0m"
read -p " 是否对普通用户登录进行操作(参考列表输入):" input
case $input in
y|Y)
[ -f /etc/nologin ] && echo "user disable login already" || touch /etc/nologin; echo "user disable no login "
exit 2
;;
n|N)
[ -f /etc/nologin ] && rm -f /etc/nologin;echo "user enable login" ||  echo "user disable login already "
exit 3
;;
q)
 exit ;;
esac
done

12、写一个脚本/root/bin/hostping.sh，接受一个主机的IPv4地址做为参数，先判断是否合格IP，否，提示IP格式不合法并退出，是，测试是否可连通。如果能ping通，则提示用户“该IP地址可访问”；如果不可ping通，则提示用户“该IP地址不可访问”

[root@wen-7 shangkelianxi]# bash  ping2.sh 
enter a ipv4 dir :172.18.19.219
this ip is ok login
[root@wen-7 shangkelianxi]# bash  ping2.sh 
enter a ipv4 dir :172.18.19.210
ERROR: this ip is no login
[root@wen-7 shangkelianxi]# bash  ping2.sh 
enter a ipv4 dir :123.12312.3
the ipv4 dir is no ok
[root@wen-7 shangkelianxi]# cat ping2.sh 
#!/bin/bash
read -p "enter a ipv4 dir :" input

echo $input|egrep "\<(([0-9]|[1-9][0-9]|1[0-9][0-9]|2[0-4][0-9]|25[0-5])\.){3}
[0-9]|[1-9][0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-5])\>"&>/dev/null
##匹配输入的ipv4地址是否合格

if [ $? -gt  0 ] ;then
     echo "the ipv4 dir is no ok"
     exit 2 
else
    ping -c1 -w1  $input &>/dev/null
    [ $? -eq 0 ] && echo "this ip is ok login" || echo "ERROR: this ip is no login"   

fi

13、计算1+2+3+…+100的值

[root@wen-7 shangkelianxi]# bash  numsum.sh
1..100的和为5050
[root@wen-7 shangkelianxi]# cat  numsum.sh
#!/bin/bash
sum=0
num=`seq 1 100`
for i in $num
do
 sum=$[$sum+$i]
done
echo "1..100的和为$sum"

14、计算从脚本第一参数A开始，到第二个参数B的所有数字的总和，判断B是否大于A，否提示错误并退出，是则计算之

[root@wen-7 shangkelianxi]# bash   wei.sh 10 5
10,5
 5小于10,不符合规定
 请重新输出参数
[root@wen-7 shangkelianxi]# bash   wei.sh 5 10
5,10
参数1与参数2之和为45
[root@wen-7 shangkelianxi]# cat wei.sh
#!/bin/bash
sum=0
echo "$1,$2"
[ $# -eq 0 ] && echo "enter at least one parameter :" && exit 2
if [ $1 -lt $2 ];then
    for i in `seq $1 $2`
    do
        sum=$[$sum+$i]
    done
echo "参数1与参数2之和为$sum"
else
     echo " $2小于$1,不符合规定" 
     echo " 请重新输出参数"
     exit 4 
fi

15.当某磁盘的使用率大于80的时候,则自动报警

[root@wen-7 shangkelianxi]# bash checkdisk.sh 
 disk /dev/sda1 is  wall
[root@wen-7 shangkelianxi]# cat  checkdisk.sh 
#!/bin/bash

num=`df -h| tr -s " " | cut -d" " -f1,5| sort -t' ' -k2 | grep " [0-9]\+"|tail -n1|cut -d" " -f1`
num1=`df| grep "/dev/sd"|sed -r 's@.* ([0-9]+)%.*@\1@'| sort| tail -1`
[ "$num1" -ge "80" ] && echo "ERROR: wall disk$num will be full!!!" || echo " disk $num is  wall"