Shell脚本编程

shell脚本编程

Bash为用户提供了编程环境

相对于计算机而言，只能识别二进制文件，因此其所运行的其实是二进制指令，而这些二进制指令我们称之为机器语言，属于低级语言；程序员编程所使用的语言为高级语言，是人们比较容易理解的语言；因此，程序的执行过程：先把源码程序翻译成机器语言（生成可执行的文件），然后解释执行。
程序（ 程序=指令+数据 ）的编程风格有两种：

• 面向过程的编程：以指令为中心，数据服务指令
  面向对象的编程：以数据为中心，指令服务数据；

shell程序是一个过程式的解释器，提供了编程能力，然后解释执行；对于过程式编程而言，把一行源码程序翻译成机器语言，然后执行，再翻译下一行的源码程序为机器语言，然后执行；

• 编译过程：高级语言–>编译器–>目标代码 
  需要提前编译，编译成机器可以理解二进制文件，然后再执行
  靠近底层，执行效率非常高，跨平台性比较差
  C++ CentOS—-> SuSE(腾讯云)
  C#（微软） 只能在windows运行 
  IIS C# .net SQLServer
  Golang
• 解释过程：高级语言–>解释器–>机器代码
  并不需要提前编译，只需要把代码转换成中间代码，边解释边运行
  执行效率稍逊，跨平台
  JAVA、 Python 、Shell 、PHP 、Ruby

shell脚本：

shell脚本其实就是一系列命令组合起来的文本文件，利用这些命令组合起来完成一个或者一项功能；

• shell脚本开头环境的指定：

  #!/bin/bash
  #
  #Filename:BeiFen.sh
  #Description:Test
  #Author:Li Nan
  #Email:xxx@126.com
  #Revision:3.1
  #Date:20170407
  #Note:Test

  # 表示注释，此行不执行

• shell脚本组成：
  变量
  命令
  控制语句（if、for、while）

• 运行脚本：
  1、给予执行权限，通过具体的文件路径对指定文件执行；

  • 加执行权限
    1）相对路径
    2）绝对路径
    3）放到$PATH变量指定的目录里面，直接执行(tab)

  2、直接运行解释器，将脚本作为解释器程序的参数运行；

  • bash、sh

  3、脚本调试执行：

  • bash -n 检查语法错误，不检查拼写错误
    bash -x 显示脚本执行的时候每一个命令具体的执行结果

变量

• 变量：命名的内存空间
• 数据存储的方式：字符、数值；

• 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

变量的类型：

• 字符
  数值：整型、浮点型
  注：相同类型的数据在一起才可以进行运算，数值型和字符型不能运算

• 对于编程语言来说还分为:强类型、弱类型；

  • 强类型：JAVA C# 
    数值型和字符型不能直接计算
    除非显式 把字符型转换成数值型才可以计算

    C++ 
    int a=10；
    char a=10
    double b=10

  • 弱类型 ：shell php
    不会严格区分变量类型
    定义变量的时候不用指定变量类型，默认字符型
    如果想要计算的时候，会自动帮你转换成数值型

    Shell
    I=10
    J=2

变量的命名规则：

1. 不能使用if for bash cd ls date关键字
2. 不能以数字开头，不能使用特殊符号
   只能使用数字 字母及下划线
3. 见名知义
4. 建议变量使用大写

bash变量的种类

• 本地变量（全局变量）： 仅仅对当前shell生效

  • 变量的赋值：name=’value’
    value 可以使用引用：

    1、可以直接使用字符串；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 会把双引号里面的变量替换
     ”  ：强引用 不会把引号里面的变量进行替换
    “ ： 把反引号里面的命令执行结果赋值给变量
    HZ=$SH 用变量赋值变量

  • 显示已定义的所有变量：set

  • 取消变量：unset name

    • 取消变量和变量置空是两种不同概念
      unset HZ
      HZ=

• 环境变量 ： 对当前shell以及其他shell都生效，使用export可使变量改变为环境变量
  子shell只会继承环境变量，并不会继承父shell中的变量

  • 变量声明、赋值：

    1. export name = VALUE
    2. name = VALUE
       export name
    3. declare -x name = VALUE
    4. name = VALUE
       declare -x name

  • 变量引用：$name、${name}

  • 显示所有环境变量：export、env、printenv、declare -x 、set
  • 取消变量：unset name

Bash中有很多内建的环境变量（大写）：PATH,SHELL,UID,HISTSIZE,PWD,OLD,HISTFILE,PS1等。

• 局部变量（私有变量） ：通常用在函数里面，使用local定义
• 位置变量：$1,$2,…$n,${10}来表示，用于放在脚本代码中调用通过命令行传递给它的参数；
  shift + [n] 换位置

• 特殊变量： 
  $?：上个命令执行成功与否的结果
  $0：表示命令本身
  $#：传递给脚本参数的个数
  $*：传递给脚本的所有参数，（全部参数合为一个字符串）
  $@：引用传递给脚本的所有参数，（每个参数为独立字符串）
  当被括号括起来的时候会看出区别
  $$：显示此脚本的进程号

• 只读变量：
  只能声明，但不能修改和删除
  声明只读变量：
  readonly name
  declare -r name
  查看只读变量：
  readonly -p

变量的高级操作

• 字符串切片

  • ${变量：位置起点}
    由指定的位置开始，截取字符串到字符串结束
  • ${变量：位置起点：长度}
    eg：MYNAME=”123456789″
    substr2=${MYNAME:4:6}

  • 计算字符串长度
    ${#变量名称}
    传回变量值的字符串长度
    filename=”/usr/sbin/ntpd”
    ehco ${#filename}

    PS:另一种方法：
    expr length “$filename”

  • 由前面（最左边）开始，对比变量值，删除“最短相符合的字符串”
    ${变量#样式}
    filename=”/usr/sbin/ntpdate”
    echo ${filename#/*/}

  • 由前面对比，删除最长的
    ${变量##样式}
    filename=”/usr/sbin/ntpdate”
    echo ${filename##//}
    
    
    
    • 由后面对比，删除最短的

      ${变量%样式}

      filename=”/usr/sbin/ntpd”

      echo ${filename%/}

    • 由后面对比，删除最长的

      ${变量%%样式}

      domainname=”www.178linux.com”

      echo ${domainname%%.*}

  • 只替换第一个对比符合的字符串
    ${变量/样式/替换字符串}
    name=”liangchenye”
    echo ${name/liang/wang}
  • 替换全部对比符合的字符串
    ${变量//样式/替换字符串}
    name=”zhaoritian”
    echo ${name//zhao/ye}
  • 把对比符合的字符串删除
    只删除一个
    ${变量/样式/}
    name=”liangchenye”
    echo ${name/liang/}
  • 把对比符合的字符串全部删除
    ${变量//样式/}
    name=”zhaoritian”
    echo ${name//zhao/}

• 测试存在性及空值

  • ${待测变量-默认值}
    若变量不存在，则符合判断，传回默认值
    unset myname
    echo ${myaname-“fuerkang”}
  • ${待测变量：=默认值}
    若变量不存在或其值为空，则符合判断，传回默认值
    unset myname
    echo ${myname:=”fuerkang”}
  • 测试变量是否为空或者不存在，提示错误信息
    ${待测变量:?提示信息}
    echo ${name:?”sorry no name”}
  • 测试变量的存在性，若存在且非空，则符合判断
    ${待测变量:+”ture”}
    echo ${magedu:+”true”}

算数运算

bash会对数字执行隐式的类型转换

• 运算操作符：+、-、、/、%（取余）、*（乘方）
  bash运算的实现方式：

  • (1) let num=算术表达式 ，let r=9+9
    (2) var=$[算术表达式] ， r=$[9+9]
    (3) var=$((算术表达式)) ， r=$((9+9))
    (4) 外部命令：expr 8 + 3 （+ 两边要有空格）
    (5)declare -i，declare -i r=9+9
    (6)bc ，echo {1..100} | tr ” ” “+” | bc

  注意 ：expr 8 * 8 ；乘号需要转义

  • (7)echo $((12+$i))是否可以执行
    建议把$i中的$去掉
    正确姿势 echo $((12+i))
  • bash内建的随机数生成器，$RANDOM (0-32767)
    echo $[$RANDOM%50]:0-49之间的随机数

• 赋值

  • 增强型赋值：
    +=, i+=3等于i=i+3 
    -=, i-=3等于i=i-3
    =, i=3等于i=i*3
    /=, 
    %=
  • 自增、自减：
    ++ 先执行 执行完加1 （用的比较多）
    ++i 先加1，再执行
    var=$[$var+1]–>let var+=1 –> let var++

  [root@Centos7 script]# a=10
  [root@Centos7 script]# b=10
  [root@Centos7 script]# let c=a++
  [root@Centos7 script]# echo $c
  10
  [root@Centos7 script]# echo $a
  11
  [root@Centos7 script]# let d=++b
  [root@Centos7 script]# echo $d
  11
  [root@Centos7 script]# echo $b
  11

字体颜色

• 字体颜色：30——37
  echo -e “\033[30m 黑色字 \033[0m” 
  echo -e “\033[31m 红色字 \033[0m” 
  echo -e “\033[32m 绿色字 \033[0m” 
  echo -e “\033[33m 黄色字 \033[0m” 
  echo -e “\033[34m 蓝色字 \033[0m” 
  echo -e “\033[35m 紫色字 \033[0m” 
  echo -e “\033[36m 天蓝字 \033[0m” 
  echo -e “\033[37m 白色字 \033[0m”

• 字体背景颜色40—–47
  echo -e “\033[40;37m 黑底白字 \033[0m” 
  echo -e “\033[41;37m 红底白字 \033[0m” 
  echo -e “\033[42;37m 绿底白字 \033[0m” 
  echo -e “\033[43;37m 黄底白字 \033[0m” 
  echo -e “\033[44;37m 蓝底白字 \033[0m” 
  echo -e “\033[45;37m 紫底白字 \033[0m” 
  echo -e “\033[46;37m 天蓝底白字 \033[0m” 
  echo -e “\033[47;30m 白底黑字 \033[0m”

逻辑运算

true （1）、false （0）
命令执行成功 我们认为是真 
命令执行失败 我们认为是假

• 与运算：&&
  1 && 1 = 1
  1 && 0 = 0
  0 && 1 = 0
  0 && 0 = 0
  与的时候 只要有一个为假 那么整个结果就是假的。

• 或运算：||
  1 || 1 = 1
  1 || 0 = 1 
  0 || 1 = 1
  0 || 0 = 0
  或的时候 只要有一个为真 那么整个结果就是真。

• 非运算：！
  ！1 = 0
  ！0 = 1

• 异或运算：
  两个数字相同为0；
  两个数字不相同为1；

短路预算：

命令1 && 命令2 命令1 成功执行 则执行命令2
命令1 执行失败 则不会执行命令2

命令1 || 命令2 命令1成功执行，则命令2不执行
命令1执行失败，则命令2执行

命令1 && 命令2 || 命令3
如果命令1 成功执行 则执行命令2 且命令3不会执行
如果命令1 执行失败 那么命令2就不会执行，则命令3执行

如果 命令1 成功
则 命令2；
否则 命令3；

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

[root@magedu bin]# ping -c1 -W1 hostdown &> /dev/null
[root@magedu bin]# echo $?
2

• 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

测试条件

• test 测试条件
  [ 测试条件 ]
  [[ 测试条件 ]] 条件测试的前后要加上空格
  生产环境建议使用两个中括号

• 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

  [root@Centos7 script]# [ 1 -gt 2 ] && echo “OK”
  [root@Centos7 script]# [ 3 -gt 2 ] && echo “OK”
  OK
  [root@Centos7 script]# 
  [root@Centos7 script]# [ 3 -ge 2 ] && echo “OK”
  OK
  [root@Centos7 script]# [ 2 -ge 2 ] && echo “OK”
  OK

• 字符串测试：

  == 是否等于
      [[ "abs" == ??? ]] 使用通配符不加引号
      > 是否大于
      < 是否小于
      != 是否不等于
      =~ 左边的字符串是否包含右边指定的字符串
      -z 测试字符串是否为空
      -n 测试字符串是否不为空
      -f filename

  注：此表达式一般用于[[]]中，并且用于字符串比较时用到的操作数都应该使用引号；

  [[ -f filename ]] 应用：
  [root@Centos7 script]# [[ -f /etc/profile ]] && echo “OK” || echo “not OK”
  OK
  [root@Centos7 script]# 
  [root@Centos7 script]# [[ -f /etc/profilefdfd ]] && echo “OK” || echo “not OK”
  not OK
  [root@Centos7 script]# 
  [root@Centos7 script]# [[ -f /etc/ ]] && echo “OK” || echo “not OK”
  not OK

• 文件测试

  • 文件存在性测试：
    -e FILE：文件存在性测试，存在为真，否则为假
    -a FILE：同-e

  • 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:是否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：（针对于当前用户）
    -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：
    -u FILE:是否存在且拥有suid权限
    -g FILE:是否存在且拥有sgid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:文件自从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

组合测试条件

• COMMAND1 && COMMAND2 并且
  COMMAND1 || COMMAND2 或者
  ！ COMMAND 非
  如：[[ -r FILE ]] && [[ -w FILE ]]

• EXPRESSION1 -a EXPRESSION2 并且
  EXPRESSION1 -o EXPRESSION2 或者
  ！ EXPRESSION 
  “!” 最高，”-a” 次之，”-o” 最低。

[]与[[]]的区别

• [ $A == “boy” ]
  报错：-bash：[: ==:期待一元表达式
  使用[ “$A” == “boy” ]
  或者[ X”$A” == X”boy” ] 或者 [[ “$A” == “boy” ]] ( 最佳方案)

• [ 1 > 2 ]
  使用 [[ 1 > 2 ]]不用对大于号进行转义

• [[ ]]支持通配符和正则表达式
  [[ “aaa” == ??? ]]
  [[ “aaa” =~ .{3} ]] 扩展正则表达式

bash的配置文件

• 按生效范围划分，存在两类：

  • 全局配置：
    /etc/profile
    /etc/profile.d/*.sh
    /etc/bashrc
  • 个人配置：
    ~/.bash_profile
    ~/.bashrc

• 按功能划分，存在两类：

  • profile类：为交互式登录的shell提供配置

    • 全局：/etc/profile,/etc/profile.d/*.sh
    • 个人：~/.bash_profile

      功用：

    • 用于定义环境变量
    • 运行命令或脚本

  • bashrc类：为非交互式和交互式登录的shell提供配置

    • 全局：/etc/bashrc
    • 个人： ~/.bashrc

      功用：

    • 定义命令别名和函数
    • 定义本地变量

• shell登录两种方式

  • 交互式登录：

    • 直接通过终端输入账号密码登录；
    • 使用 “su – UserName” 切换的用户

      执行顺序：

      /etc/profile –> /etc/profile.d/*.sh –> ~/.bash_profile –> ~/.bashrc

      –> /etc/bashrc

  • 非交互式登录：

    • su UserName
    • 图形界面下打开的终端
    • 执行脚本

      执行顺序：

      ~/.bashrc –> /etc/bashrc –> /etc/profile.d/*.sh

• 编辑配置文件生效

  • 重新启动shell进程
  • . 或 source

bash 退出任务

• 保存在~/.bash_logout文件中（用户）
• 在退出登录shell时运行
• 用于：创建自动备份；清除临时文件；

语句控制

• 过程式编程语言有三种过程：
  顺序执行：按照顺序一条一条语句执行
  选择执行：按照条件进行选择执行
  循环执行：按照给定的循环条件进行循环执行
  其中顺序执行不需要特定的控制，只需要按照语句依次执行即可；选择执行，则需要特定的语句（if、case）来判断选择执行；
  循环执行则需要特定的循环控制体来控制（for、while、until）

• read
  -p 指定要显示的提示
  -s 静默输入，不显示输入的字符
  -n N指定输入的字符长度N
  -d ‘字符’输入结束符
  -t N TIMEOUT为N秒
  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

• 选择执行

  • if

• 循环执行（for、while、until）
  循环就是程序按照一定的条件反复进行执行相关操作，直到不再满足循环条件时结束；

  • for、while：当型循环，条件为真时循环，条件为假时退出；
    until ：直到型循环，条件为假时循环，条件为真时退出；

  • 3种循环比较,循环主要有2种结构

  • 

    从上面流程图，显然可以看出while循环是”当型的”，until循环是”直到的”