Shell腳本編程之入門基礎（一）

Shell腳本編程

 

一、本章節一內容：

   編程基礎

   腳本基本格式

   變量

   運算

   條件測試

 

在本章節開始之前，我們先回顧下前面的知識點內容。前面學習了Linux的基礎入門，了解到計算機是運行二進制指令的，而我們與計算機底層硬件進行打交道是通過編程語言，而編程語言有低級匯編語言和高級語言（而高級語言，是需要通過編譯和解釋進一步轉換成目標代碼以及機器代碼，方可令計算機底層硬件識別和執行）。其中Java、C#這類高級語言需要編譯器編譯成目標代碼，shell、perl、Python該類高級語言則需要解釋器解釋成機器代碼。

在此，我們需要了解什么是編程？

編程就是讓計算機為解決某個問題而使用某種程序設計語言編寫程序代碼，并最終得到相應結果的過程。

而程序是有指令和數據組成，在程序編程風格上，有以下兩種風格：

過程式：以指令為中心，數據服務于指令

對象式：以數據為中心，指令服務于數據

今天我們所學習的shell程序，提供了編程的能力和解釋執行。

 

二、初步了解與學習shell腳本（編程）：

學習shell編程前，先了解下編程的基本概念、shell編程語言的結構及shell的腳本基礎：

1、編程的邏輯處理方式：

   順序執行、循環執行、選擇執行

2、shell編程：

   過程式、解釋執行

   基本結構：數據存儲（變量、數組）、表達式（a+b）、語句（if）

3、shell腳本是包含一些命令或聲明，并符合一定格式的文本文件，格式上要遵循首行shebang機制，如：

  #!/bin/bash

4、shell腳本的用途：

  自動化常用命令

  執行系統管理和故障排除

  創建簡單的應用程序

  處理文本或文件

5、shell腳本的格式：

（1）使用文本編輯器來創建文本文件，如vim。第一行必須包含shell聲明序列：#，注釋要以#開頭。

（2）腳本的運行：要給予執行權限，在命令上指定腳本的絕對路徑或相對路徑；直接運行解釋器，將腳本作為解釋器程序的參數運行。

事例：

                                            

6、shell腳本的調試命令：

（1）檢測腳本中的語法錯誤：bash -n /path/to/**.sh

（2）調試執行：bash -x /path/to/**.sh

 

三、在shell腳本編程中，涉及到變量是使用，下面先了解shell腳本中的變量是如何使用的：

（1）什么是變量？變量數據存儲方式？變量類型的作用？變量有哪些的類型？

   變量：命令的內存空間

   數據存儲方式：字符；數值（整型、浮點型）

   變量類型：強類型（定義變量時必須指定類型、參與運算必須符合類型要求；調用未聲明變量會產生錯誤，如：Java、Python）、弱類型（：無須指定類型，默認均為字符型；參與運算會自動進行隱式類型轉換；變量無須事先定義可直接調用，如：bash，不支持浮點數）

   變量類型的作用：數據存儲格式、參與運算、表示的數據范圍

（2）根據變量的生效范圍等標準：

   本地變量：生效范圍為當前shell進程；對當前shell之外的其它shell進程，包括當前shell的子shell進程均無效

   環境變量：生效范圍為當前shell進程及其子進程

   局部變量：生效范圍為當前shell進程中某代碼片斷(通常指函數)

   位置變量：$1, $2, …來表示，用于讓腳本在腳本代碼中調用通過命令行傳遞給它的參數 

   特殊變量：$?, $0, $*, $@, $#    

	本地變量	環境變量	位置變量
變量賦值	name=’value’；直接字符串賦值為：name=”A”；變量引用：name=”$A”;命令引用：name=’COMMAND’’，name=$(COMMAND)	export   name=varlue； declare   -x name=value	在腳本代碼中調用通過命令行傳遞給腳本的參數
變量引用	${name},$name，其中””為弱引用，變量引用會被替換為變量值；’’為強引用，變量引用不會被替換為變量，而保持原字符串。	${name},$name	$1,   $2, …：對應第1、第2等參數，shift [n]換位置 $0: 命令本身 $*: 傳遞給腳本的所有參數，全部參數合為一個字符串 $@: 傳遞給腳本的所有參數，每個參數為獨立字符串 $#: 傳遞給腳本的參數的個數 注：$@ $* 只在被雙引號包起來的時候才會有差異
變量查詢	set	export env printenv
變量刪除	unset   name	unset   name

注：bash有許多內建的環境變量：PATH, SHELL, USRE,UID, HISTSIZE, HOME, PWD, OLDPWD, HISTFILE, PS1

  只讀變量：readonly name；declare -r name（只能聲時，但不能修改）

 

（3）變量命名法則：

  a、不能使程序中的保留字：例如if, for;

b、只能使用數字、字母及下劃線，且不能以數字開頭

c、見名知義

d、統一命名規則：駝峰命名法

 

四、算術運算、邏輯運算、賦值：

1、算術運算：

   bash中的算術運算:help let

+, -, *, /, %取模（取余）, **（乘方）

實現算術運算：(1) let var=算術表達式

(2) var=$[算術表達式]

(3) var=$((算術表達式))

(4) var=$(expr arg1 arg2 arg3 …)

(5) declare –ivar= 數值

(6) echo ‘算術表達式’ | bc

注： 乘法符號有些場景中需要轉義，如*

   bash有內建的隨機數生成器：$RANDOM（1-32767）

   echo $[$RANDOM%50] ：0-49之間隨機數

2、邏輯運算：

（1）true → 1；false  →  0

（2）與：&&

    1 與 1 = 1   真

 1 與 0 = 0   假

 0 與 1 = 0   假

 0 與 0 = 0   假

（3）或：||

    1 或1 = 1     真

 1 或0 = 1     真

 0 或1 = 1     真

 0 或0 = 0     假

（4）非：！

    ! 1 = 0

  ! 0 = 1

短路運算：	短路與：	短路或：	異或：^
	第一個為0，結果必定為0； 第一個為1，第二個必須要參與運算；	第一個為1，結果必定為1； 第一個為0，第二個必須要參與運算；	異或的兩個值,相同為假，不同為真

3、賦值：

 增強型賦值：+=, -=, *=, /=, %=

 例如:let count+=3；自加3后自賦值

 自增，自減： let var+=1

 let var++

 let var-=1

 let var–

五、命令的聚集及退出狀態：

1、兩種聚集命令的方法：

復合式：date; who | wc -l ；命令會一個接一個地運行

子shell：(date; who | wc -l ) >>/tmp/trace；所有的輸出都被發送給單個STDOUT和ST DERR

2、退出狀態：進程使用退出狀態來報告成功或失敗

0 代表成功，1－255代表失敗

$?： 查詢變量保存最近的命令退出狀態

 例如：$ping-c1-W1hostdown&>/dev/null；$echo$?

     bash自定義退出狀態碼：exit [n]：自定義退出狀態碼

注意：腳本中一旦遇到exit命令，腳本會立即終止；終止退出狀態取決于exit命令后面的數字；如果未給腳本指定退出狀態碼，整個腳本的退出狀態碼取決于腳本中執行的最后一條命令的狀態碼

 

六、條件測試、bash測試類型、read命令：

1、條件測試：判斷某需求是否滿足，需要由測試機制來實現；專用的測試表達式需要由測試命令輔助完成測試過程；評估布爾聲明，以便用在條件性執行中：若真，則返回0；若假，則返回1

   測試命令：test EXPRESSION ；[ EXPRESSION ] ；[[ EXPRESSION ]]

   執行操作符：&& ；||

注意：EXPRESSION前后必須有空白字符

2、bash的測試類型：（用于字符串比較時的用到的操作數都應該使用引號）

  A、數字測試： -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

  B、字符串測試：==：是否等于；>: ascii碼是否大于ascii碼 ；<: 是否小于 ；!=: 是否不等于 ；=~: 左側字符串是否能夠被右側的PATTERN所匹配

注意: 此表達式一般用于[[ ]]中；-z "STRING"：字符串是否為空，空為真，不空為假-n "STRING"：字符串是否不空，不空為真，空為假

  C、文件測試：

存在性測試	存在性及類別測試	文件權限測試	文件特殊權限測試	文件大小測試	雙目測試
-a FILE：同-e -e FILE: 文件存在性測試，存在為真，否則為假；	-b FILE：是否存在且為塊設備文件； -c FILE：是否存在且為字符設備文件； -d FILE：是否存在且為目錄文件； -f FILE：是否存在且為普通文件； -h FILE 或-L FILE：存在且為符號鏈接文件； -p FILE：是否存在且為命名管道文件； -S FILE：是否存在且為套接字文件；	-r FILE：是否存在且可讀 -w FILE: 是否存在且可寫 -x FILE: 是否存在且可執行	-g FILE：是否存在且擁有sgid權限； -u FILE：是否存在且擁有suid權限； -k FILE：是否存在且擁有sticky權限；	-s FILE: 是否存在且非空；	FILE1 -efFILE2: FILE1與FILE2是否指向同一個設備上的相同inode FILE1 -ntFILE2: FILE1是否新于FILE2； FILE1 -otFILE2: FILE1是否舊于FILE2；
				文件是否打開
				-t fd: fd表示文件描述符是否已經打開且與某終端相關 -N FILE：文件自動上一次被讀取之后是否被修改過 -O FILE：當前有效用戶是否為文件屬主 -G FILE：當前有效用戶是否為文件屬組

3、組合測試條件：必須使用測試命令進行

  第一種方式：COMMAND1 && COMMAND2 并且 ；COMMAND1 || COMMAND2 或者 ；! COMMAND 非

 如：[ -e FILE ] && [ -r FILE ]

 第二種方式：EXPRESSION1 -a EXPRESSION2 并且 ；EXPRESSION1 -o EXPRESSION2 或者 ；! EXPRESSION

 事例：# [ -z “$HOSTNAME” -o $HOSTNAME "==\

"localhost.localdomain" ] && hostname www.magedu.com

# [ -f /bin/cat -a -x /bin/cat ] && cat /etc/fstab

4、read命令：使用read來把輸入值分配給一個或多個shell變量：

-p指定要顯示的提示

-t TIMEOUT

# read -p “Enter a filename:“ FILE

 

 

練習與作業：

1、  編寫腳本/root/bin/systeminfo.sh,顯示當前主機系統信息，包括主機名，IPv4地址，操作系統版本，內核版本，CPU型號，內存大小，硬盤大小。

腳本代碼：

執行結果：

2、  編寫腳本/root/bin/backup.sh，可實現每日將/etc/目錄備份到/root/etcYYYY-mm-dd中

腳本代碼：

腳本代碼執行結果：

3、  編寫腳本/root/bin/disk.sh,顯示當前硬盤分區中空間利用率最大的值

腳本代碼：

腳本執行結果：

4、  編寫腳本/root/bin/links.sh,顯示正連接本主機的每個遠程主機的IPv4地址和連接數，并按連接數從大到小排序

腳本代碼：

  腳本執行結果：

  

5、  寫一個腳本/root/bin/sumid.sh，計算/etc/passwd文件中的第10個用戶和第20用戶的ID之和

腳本代碼：

腳本執行結果：

6、  寫一個腳本/root/bin/sumspace.sh，傳遞兩個文件路徑作為參數給腳本，計算這兩個文件中所有空白行之和

  腳本代碼：

 

  腳本執行結果：

 

7、  寫一個腳本/root/bin/sumfile.sh,統計/etc, /var, /usr目錄中共有多少個一級子目錄和文件

  腳本代碼：

 

  腳本執行結果：

  

  8、寫一個腳本/root/bin/argsnum.sh，接受一個文件路徑作為參數；如果參數個數小于1，則提示用戶“至少應   該給一個參數”，并立即退出；如果參數個數不小于1，則顯示第一個參數所指向的文件中的空白行數

  腳本代碼：

 

  腳本執行結果：

   

  9、寫一個腳本/root/bin/hostping.sh，接受一個主機的IPv4地址做為參數，測試是否可連通。如果能ping通，   則提示用戶“該IP地址可訪問”；如果不可ping通，則提示用戶“該IP地址不可訪問”

  腳本代碼：

 

  腳本執行結果：

  

  10、chmod -rw /tmp/file1，編寫腳本/root/bin/per.sh,判斷當前用戶對/tmp/fiile1文件是否不可讀且不可    寫

   腳本代碼：

  

   腳本執行結果：

  

  11、編寫腳本/root/bin/nologin.sh和login.sh,實現禁止和充許普通用戶登錄系統。

  腳本代碼：

  允許：

  

  禁止：

 

  腳本執行結果：

 

  12、判斷硬盤的每個分區空間和inode的利用率是否大于80，如果是，發郵件通知root磁盤滿

  腳本代碼：

  

  腳本執行結果：

  

  13、指定文件做為參數，判斷文件是否為.sh后綴，如果是，添加x權限

  腳本代碼：

  

  腳本執行結果：

 

 

  14、判斷輸入的IP是否為合法IP

  腳本代碼：

 

  腳本執行結果：

 

  15、計算1+2+3+…+100

  腳本代碼：

 

  腳本執行結果：

 

  16、輸入起始值A和最后值B，計算從A+（A+1）…+(B-1)+B的總和

  腳本代碼：

 

  腳本執行結果：

 

 17、變量類型，區別;位置變量$0 $1,$2,$# $@ $* 

   變量類型：字符型、數值型；強類型、弱類型

   變量類型區別：數值型屬于整型、浮點型；強類型在定義變量時必須指定類型，調用未定義的變量會產生錯誤；弱類型則無須指定類型和事先定義，可直接調用，默認均為字符型。

 

   位置變量$0 $1,$2,$# $@ $*：

      $1, $2, …：對應第1、第2等參數，shift [n]換位置

      $0: 命令本身

      $*: 傳遞給腳本的所有參數，全部參數合為一個字符串

      $@: 傳遞給腳本的所有參數，每個參數為獨立字符串

      $#: 傳遞給腳本的參數的個數