Linux之bash shell脚本编程入门篇(一)

什么是bash shell脚本编程？

答:Linux里面有多种shell,而CentOS和redhat的默认shell是bash shell。至于shell脚本，这个跟windows操作系统里面的批处理文件有点像(.bat的文件)。不知道大家还是否记得Linux的哲学思想吗？其中有那么两点点：由众多目的的单一应用程序组成：一个程序只做一件事，且做好；组合目的的单一的小程序完成复杂的任务。我觉得shell脚本编程就很好的体现了这个哲学思想。shell脚本利用shell的功能缩写的一个“程序”，这个程序是使用纯文本文件，将一些shell的语法与命令（内部命令和外部命令）写在里面，搭配正则表达式、管道命令与数据流重定向等功能，以达到我们所想要的处理目的。

shell脚本有什么用？

  shell脚本的用途有：

    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

编程基本概念

编程逻辑处理方式：

    顺序执行

    循环执行

    选择执行

shell编程：过程式、解释执行

    编程语言的基本结构：

    数据存储：变量、数组

    表达式: a + b

    语句:if

shell脚本是包含一些命令或声明，并符合一定格式的文本文件

格式要求：首行shebang机制

    #!/bin/bash

shell编程的良好习惯

养成良好的shell编程习惯是必须的，假如要问为什么？你可以想想。假如你刚入职一家公司，接手了工作，然后让你执行某些脚本或者让你修改。假如别人一点注释的信息都没有，你看到代码第一眼会不会傻眼？假如代码上百行或者上千行，假如你一点都不了解的情况下去修改，那不相当于自己重新又写了一次脚本？多么浪费时间和精力。即便是看自己写的脚本，也难道日后维护的时候连自己都忘记掉。所以，一个良好的编程习惯，是必须的。

如下图，一些示例：

标注一些脚本的作者信息，该脚本的版本，和脚本的作用，和一些代码的作用等等基础信息。

脚本调试

当我们写完一个脚本的时候，很多时候，都难免出点小错误。所以写完脚本，都需要检查一下脚本是否有语法错误之类。

bash -n script.sh

检测脚本中是否存在语法错误

如下图，假如脚本没有错误，执行该命令不会任何提示

        假如脚本有语法错误的，看下面第一次执行bash -n.此时就会报错了

bash -x /path/to/some_script

调试脚本

如下图，当调试脚本的时候，他会把执行脚本的步骤都显示出来，如果哪里出现了错误，我们能及时发现哪里有问题并更正过来。

bash中的变量

什么是变量？

变量：命名的内存空间  

    变量数据存储方式：

        字符：

        数值：整型，浮点型

变量的作用    

    1、数据存储格式

    2、参与的运算

    3、表示的数据范围

编程语言分为强类型语言和弱类型语言

    强类型：

        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

        如java,python

    弱类型：

        无须指定类型，默认均为字符型；参与运算会自动进行隐式类型转换；变量无须事先定义可直接调用

        如：bash 不支持浮点数

变量命名法则

    1、不能使程序中的保留字：例如if, for;

    2、只能使用数字、字母及下划线，且不能以数字开头

    3、见名知义：如求加法的结果，用SumPlus等容易看出来的

    4、统一命名规则：驼峰命名法（如SumPlus,尽量不用纯小写或者纯大写以免跟系统的其他变量冲突）

变量的种类

根据变量的生效范围等标准：

    本地变量：生效范围为当前shell进程；对当前shell之外的其它shell进程，包括当前shell的子shell进程均无效

    环境变量：生效范围为当前shell进程及其子进程

    局部变量：生效范围为当前shell进程中某代码片断(通常指函数)

    位置变量：$1, $2, …来表示，用于让脚本在脚本代码中调用通过命令行传递给它的参数

    特殊变量：$?, $0, $*, $@, $#

下面通过示例来演示一下这些变量效果：

本地变量：(这个意思就像个人设置）

赋值格式 name='value'

    value可以使用引用：

        1.可以是直接字符窜；name="username"

        2.变量引用：name"username"

        3.命令引用name=`COMMAND`,name=$(COMMAND)

变量引用:$name,${name}

    "" : 弱引用，其中的变量引用会被替换为变量值；

    '' : 强引用，其中的变量引用不会被替换为变量值，而保持原字符串；

显示已定义的所有本地变量：set

销毁变量:unset name

可以看到alias里面这管理员用户和普通用户的别名里面的设置都是有点不一样的，这就是本地变量了

环境变量：（国有国法，所谓的国法，大家都要遵守，这就是可以理解为环境变量了）

变量声明、赋值: export name=VALUE 或 declare -x name=VALUE

变量引用:$name,$(name)

显示所有环境变量：export、env、printenv

销毁： unset name

bash有许多内建的环境变量：如PATH、HISTSIZE、PS1等等..

如下，大家使用外部命令的时候都同是通过PATH指定的环境变量去搜索命令的所在位置

位置变量：（在脚本里面的以$1、$2..$n,shift [n]换位置表示的变量）

赋值：script $1,$2,…对应调用第1、第2个等参数；

如下图，赋值$1为1,$2为10，计算1到10所有整数的和。

不过这个位置变量很有意思的是，等参数超过10个以后，第10个参数就会以$1（0）这样的参数形式出现，我暂时也没弄明白这是什么意思。如第一个参数是a,那么第到了第10个开始，第十个的变量显示出来的就是a0,第20个是b0，第30个是c0等等。。。

特殊变量：$?, $0, $*, $@, $#

$?,表示命令执行的返回状态，0表示成功，非0为失败，如下图所示

$0,表示命令本身

$#:传递给脚本有多少个参数，假如参数有两个，那么$#=2，如下图所示，假如$#的参数不等于2，那么该脚本就提示“请输出正确的地址参数”。

$*和$@，这两个，只有有“”双引号的时候才会显示有所不同的意思

$*:传递给脚本的所有参数

$@:引用传递给脚本的所有参数

如下图，当$*加上双引号以后，$*表示的是‘a b c’，这个是一个整体，但不加双引号，就是a和b和c

只读变量：只能声明，但不能修改和删除

赋值：readonlyname 、 declare -r name

bash中的算术运算

bash中的算术运算:（帮助文件见help let）

+（加）, -（减）, *（乘以）, /（除以）, %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 –ivar= 数值

(6) echo ‘算术表达式’ | bc

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, 如需要1-50之间的随机，则 $[$RANDOM%50]+1 即可

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：

    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

bash退出状态码

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：

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

判断某需求是否满足，需要由测试机制来实现；

专用的测试表达式需要由测试命令辅助完成测试过程；

评估布尔声明，以便用在条件性执行中

若真，则返回0

若假，则返回1

测试命令：

    test EXPRESSION

    [ EXPRESSION ]

    [[ EXPRESSION ]]

        注意：EXPRESSION前后必须有空白字符

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

如下图,参数1必须小于参数2，条件成立，&&则计算参数1到参数2之间所有数的和，||否则，提示参数1必须小于参数2

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；

如下图,参数1必须-lt小于参数2，条件成立，才执行&&的条件，否则，提示参数1必须-lt小于参数2

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（判断文件主要是看修改时间）

    -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；（判断文件主要是看修改时间）

FILE1 -ot FILE2: FILE1是否旧于FILE2；（判断文件主要是看修改时间）

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

作业

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。

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

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

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

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

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

6、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

7、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

8、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”

9、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

!!注意此题需要再其他用户下面做，用root用户的话，即使文件没有任何权限，依然会当作有权限。

10、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。

11、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”

12、计算1+2+3+…+100的值

13、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