系統基礎之shell腳本編程詳解及練習題

shell腳本編程:

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編程基礎 

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程序：指令+數據

編程語言的分類：根據運行方式

   編譯運行：源代碼–>編譯器（編譯）–>程序文件

   解釋運行：源代碼–>運行時啟動解釋器，由解釋器邊解釋邊運行；

根據其編程過程中功能的實現是調用庫還是調用外部的程序文件

   shell腳本編程

     利用系統上的命令及編程組件進行編程

   完整編程;

      利用庫或編程組件進行編程

編程模式：

  面向過程的編程語言

    以指令為中心來組織代碼，數據是服務于代碼的;  

    順序執行

    選擇執行

    循環執行

 代表：c bash

  面向對象的編程語言

以數據為中心來組織代碼，圍繞數據開組織指令；

類（class）：實例化對象，method；

代表：java c++ python

shell腳本編程：過程式編程，解釋運行，依賴于外部程序文件運行；

作用:

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

1如何寫shell腳本

    腳本文件第一行，頂格；給出shell類型，解釋器路徑，用于指明執行當前腳本的解釋器程序文件

      常見解釋器：

      #！/bin/bash

      #！/bin/python

      #！/bin/perl

    第二步,寫腳本正文

      #author:創作者

      #Version:版本號

      #Description:功能描述

      #time:時間

    第三步：運行腳本

      給予執行權限，在命令行上指定腳本的絕對或相對路徑 chmod+x

       直接運行解釋器，將腳本作為解釋器程序的參數運行     ./file

2語法檢查

bash -n /path/to/some_script

3腳本調試執行(顯示執行過程)

bash -x /path/to/some_script

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變量

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程序：指令+程序

    指令：有程序文件提供

    數據：IO設備給出標準輸入 ，文件，管道，變量

程序：算法+數據結構

變量：變量名+指向的空間空間

  作用:

    1,數據存儲格式;

    2.參與的運算

    3.表示的數據范圍

  數據存儲方式(類型):

    字符:

    數值: 整型,浮點型

數值類型	所占字符數	取值范圍
byte	1	0-255
short	2	65535
int	4	40億
booleam
long	4
float	4
double	8
chart

變量類型：存儲格式，表示數據范圍，參與的運算

編程語言：

  強類型變量：

   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

    例:   C  C++ java python

  弱類型變量：

無需指定類型,默認均為字符型,;參與運算時會自動進行隱形類型轉換,連梁無需事先定義可直接調用

bash 把所有變量統統是做字符類型；

bash不支持浮點類型數據

bash中變量無需事先聲明,相當于，把聲明和賦值過程同時實現。

聲明：類型 變量名

（shell）變量賦值：name=value（值）

變量替換;把變量名出現的位置替換為其所指向的內存空間中數據；

變量引用：${var_name},$var_name

變量名命名方式：

   1.變量只能包含數字，字母和下劃線;不能以數字開頭；

   2 不能使用程序關鍵字，if else

   3.見名知意

   4,統一命名法:駝峰命名法

bash變量類型：pstree 進程樹    

本地變量：作用域為當前shell進程,對當前shell外的其他shell進程,包括當前shell的子shell進場June無效

變量賦值：name=value（值）

變量引用：${name}，$nameo

"":變量名會替換為其值

'':變量名不會替換為其值

查看變量：set

撤銷變量：unset name (釋放是個良好的習慣,編寫腳本主動釋放)

注意：此處非變量引用

echo 變量(命令) 默認顯示為一行       echo "變量(命令)" 顯示命令原有的輸出格式

環境變量：作用域為當前shell進程及子進程

變量賦值：

 （1）export name=value（值）

 （2）name=value（值）

         export name}

 （3）declare -x name=value（值）

 （4）name=value（值）

     declare -x name

變量引用:${name},$name

注意：bash內嵌了許多環境變量（通常為全大寫字符），用于定義bash的工作環境

系統自帶變量(可直接引用):PWD USER OLDPWD HISTSIZE HISTCONTROL PATH, SHELL,UID,HOME,OLDPWD, HISTFILE, PS1

查看環境變量：export  declare -x   printenv       env

撤銷變量：unset name

只讀變量：

（1）declare – r name=value

       declare – rx name =value   定義常量

（2）readonly name

只讀變量無法重新賦值，并且不支持撤銷，存活時間為當前shell進程的生命周期，隨shell的終止而撤銷

局部變量：作用域為當前shell進場中某代碼片段（函數） 

位置參數變量：

   向執行腳本的shell進程傳遞的參數   $1, $2, …來表示，用于讓腳本在腳本代碼

    $0,:命令 本身

    $*: 傳遞給腳本的所有參數,全部參數合為一個整體

$@,傳遞給腳本的所有參數,每個參數為獨立字符串

    注: $@ $* 只有在被雙引號包起來的時候有區別 

$#:傳遞給腳本的參數的個數

輪替：

 shift [n]: 位置變量輪替，踢掉參數的值，后面的值移動到前一位位置參數

 示例：判斷給出的文件的行數
 linecount="$(wc -l $1| cut -d' ' -f1)"
 echo "$1 has $linecount lines."

    中調用通過命令行傳遞給它的參數

特殊變量：shell內置的有特殊功用的變量

$?：執行狀態返回值

  0：成功

  1-255：失敗

默認是腳本中執行的最后一條命令的狀態返回值

自定義站臺返回值：

exit [n]:n為自己指定的狀態碼

注意：shell進程遇到exit是，會終止，整個腳本執行即為結束

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

算數運算

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 –i var = 數值
(6) echo ‘算術表達式’ | bc

 expr $var+0 判斷數值是否是整數

expr 運算乘法 乘法符號需要加轉義字符 例 expr 2 \* 3
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

賦值:

增強型賦值：

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

    let varOPERvalue

例如:let count+=3

自加3后自賦值

   自增，自減： 符號在前,先執行運算操作,相反則是

let var+=1

let var++

let var-=1

let var–

邏輯運算:

true, false
1, 0

與：
1 與 1 = 1
1 與 0 = 0
0 與 1 = 0
0 與 0 = 0

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

非：！
  ! 1 = 0
  ! 0 = 1

短路運算：
 短路與：
   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；
 短路或：
   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： ^
   異或的兩個值,相同為假，不同為真

聚集命令:

 有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STDERR

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
  ? $? 變量保存最近的命令退出狀態
 例如：
  $ ping -c1 -W1 hostdown &> /dev/null
  $ echo $?

退出狀態碼:

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
注意：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

條件測試:

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
注意：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

條件性的執行操作:

根據退出狀態而定，命令可以有條件地運行
? && 代表條件性的AND THEN
? || 代表條件性的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:

長格式的例子：
$ test "$A" == "$B" && echo "Strings are equal"
$ test “$A” -eq “$B” \
&& echo "Integers are equal"
? 簡寫格式的例子：
$ [ "$A" == "$B" ] && echo "Strings are equal"
$ [ "$A" -eq "$B" ] && echo "Integers are equal

bash的測試類型:

數值測試：
-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；
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
注意：用于字符串比較時的用到的操作數都應該使用引號

文件測試:

存在性測試
-a FILE：同-e
-e FILE: 文件存在性測試，存在為真，否則為假；
? 存在性及類別測試
-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；
文件權限測試：
-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
? 文件特殊權限測試：
-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；
文件大小測試：
-s FILE: 是否存在且非空；
? 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
雙目測試：
FILE1 -ef FILE2: FILE1與FILE2是否指向同一個設
備上的相同inode
FILE1 -nt FILE2: FILE1是否新于FILE2；
FILE1 -ot FILE2: FILE1是否舊于FILE2；

組合測試條件

雙目測試：
FILE1 -ef FILE2: FILE1與FILE2是否指向同一個設
備上的相同inode
FILE1 -nt FILE2: FILE1是否新于FILE2；
FILE1 -ot FILE2: FILE1是否舊于FILE2；

組合測試條件:

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
必須使用測試命令進行；
# [ -z “$HOSTNAME” -o $HOSTNAME "==\
"localhost.localdomain" ] && hostname www.magedu.com
# [ -f /bin/cat -a -x /bin/cat ] && cat /etc/fstab

使用read命令來接受輸入:

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 從標準輸入中讀取值，給每個單詞分配一個變量
所有剩余單詞都被分配給最后一個變量
read -p “Enter a filename: “ FILE

練習:

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。

[root@wen-7 shangkelianxi]# cat sh01.sh 
#!/bin/bash
clear
echo "顯示當前主機信息:"
echo "主機名:`hostname`"
echo "IPV4地址:` ifconfig eno16777736| grep "inet\>"|tr -s "[[:space:]]" ":"| cut -d: -f3`"
echo "操作系統版本:`cat /etc/centos-release | grep -v "^$" `"
echo "內核版本: `uname -r`"
echo "CPU型號: `cat /proc/cpuinfo | grep "^model name"| cut -d: -f2`"
echo "內存大小:`free -h|grep "^Mem" |tr -s " " ':'| cut -d: -f2`"
echo "硬盤大小: `fdisk -l| grep  ".*/dev/sda\>"`"
[root@wen-7 shangkelianxi]# bash sh01.sh 
顯示當前主機信息:
主機名:wen-7
IPV4地址:172.18.19.219
操作系統版本:CentOS Linux release 7.2.1511 (Core) 
內核版本: 3.10.0-327.el7.x86_64
CPU型號:  Intel(R) Core(TM) i5-4210M CPU @ 2.60GHz
內存大小:977M
硬盤大小: 磁盤 /dev/sda：21.5 GB, 21474836480 字節，41943040 個扇區

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(配合計劃任務完成)

備份/etc/到/root/etcYY-MM-DD 并檢查文件是否備份成功!
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 "備份/etc/到/root/etcYY-MM-DD 并檢查文件是否備份成功!"
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、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

顯示當前硬盤分區中空間利用率最大的值: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 "顯示當前硬盤分區中空間利用率最大的值:$unmn"

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

顯示正連接本主機的每個遠程主機的連接數和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 "顯示正連接本主機的每個遠程主機的連接數和IPv4地址:\n $num"

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

[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個用戶和第$m用戶的ID之和:$num"
[root@wen-7 shangkelianxi]# bash  sh05.sh 
 /etc/passwd文件中的第10個用戶和第20用戶的ID之和:184

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

[root@wen-7 shangkelianxi]# bash  sh06.sh /etc/rc.d/init.d/functions 
兩個文件的所有空白行之和為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 "兩個文件的所有空白行之和為$sum "
unset sum

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

[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 一共為目錄為$dir個,文件為$file個"
[root@wen-7 shangkelianxi]# bash  sh07.sh 
/etc/ /var /usr 一共為目錄為179個,文件為175個

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

[root@wen-7 shangkelianxi]# bash  sh08.sh 
 至少應該給一個參數:
[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 " 至少應該給一個參數:" || echo "the file $1 has space list is:`cat $1|
 grep "^$"| wc -l`"

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”

[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，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

[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、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。

#!/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 " 是否對普通用戶登錄進行操作(參考列表輸入):" 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、寫一個腳本/root/bin/hostping.sh，接受一個主機的IPv4地址做為參數，先判斷是否合格IP，否，提示IP格式不合法并退出，是，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”

[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
##匹配輸入的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、計算1+2+3+…+100的值

[root@wen-7 shangkelianxi]# bash  numsum.sh
1..100的和為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的和為$sum"

14、計算從腳本第一參數A開始，到第二個參數B的所有數字的總和，判斷B是否大于A，否提示錯誤并退出，是則計算之

[root@wen-7 shangkelianxi]# bash   wei.sh 10 5
10,5
 5小于10,不符合規定
 請重新輸出參數
[root@wen-7 shangkelianxi]# bash   wei.sh 5 10
5,10
參數1與參數2之和為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 "參數1與參數2之和為$sum"
else
     echo " $2小于$1,不符合規定" 
     echo " 請重新輸出參數"
     exit 4 
fi

15.當某磁盤的使用率大于80的時候,則自動報警

[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"