Shell編程基礎

1.編程的基本概念

程序：指令+數據

  程序編程風格：

  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。

   shell程序：提供了編程能力，解釋執行。

   計算機：只識別二進制指令；

   編程語言：

   低級：匯編;計算機識別的語言

   高級:

        編譯：高級語言—>編譯器—>目標代碼

                          Java，c#

        解釋：高級語言—>解釋器—>機器代碼

                          shell，per，Python

編程邏輯處理方式：

  順序執行 按照順序由上向下執行

  循環執行 按照指定參數循環執行

  選擇執行 按照指定參數選擇執行

  shell編程：過程式，解釋執行

  編程語言的基本結構：

    數據存儲：變量，屬組

    表 達 式：a+b

    語    句：if

  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。

  格式要求：首行shebang機制 

    #!/bin/bash
    #!/usr/bin/python
    #!/usr/bin/perl

  shell的用途有：

    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

    處理文本和文件

   第一步：使用文本編輯器來創建文本文件

    第一行必須包括shell聲明序列：#！

       #!/bin/bash

    添加注釋

        注釋以#開頭

   第二步：運行腳本：

    給予執行權限，在命令行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作

   腳本調試：

    檢測腳本中的語法錯誤

    bash -n /path/to/some_script

    調試執行

    bash -x /path/to/some_script

2.變量

   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：變量類型

   作用：

   1、數據存儲格式

   2、參與的運算

   3、表示的數據范圍

   類型：

   字符

   數值：整型、浮點型

3.編程程序語言分類

   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  不支持浮點型

   變量命名法則：

   1、不能使用程序中的保留字：例如if for；

   2、只能使用數字、字母及下劃線、且不能使用數字開頭

   3、見名知意

   4、統一命名規則：駝峰命名法

   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之外的其他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:$?,$0,$*,$@,$#

4.本地變量

   變量賦值：name='value',

   可以使用引用value：

   1.可以直接字串；name="root"

   2.變量引用：name="$USER"

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

   變量引用：${name},$name

   "":弱引用：其中的變量引用會被替換為變量值

   '':強引用：其中的變量引用不會被替換為變量值，而保持原字符串

   顯示已定義的所有變量：set

   刪除變量：unset name

5.環境變量

   變量聲明，賦值：

   export name=VALUE

   declare -x name=VALUE

   變量引用：$name,${name}

   顯示所有環境變量：export   env    printenv

   刪除：unset name

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

6.只讀和位置變量

  只讀變量：只能聲明，但不能修改和刪除

   readonly name

   declare -r name

  位置變量：在腳本代碼中調用通過命令行傳遞給腳本的參數。

   $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

   $@ $* 只在被雙引號包起來的時候才會有差異

7.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 –i var = 數值 

   (6) echo ‘算術表達式’ | bc

  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

8.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： 

   let var+=1 

   let var++ 

   let var-=1 

   let var–

9.邏輯運算

  true 1, false 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

10.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

11.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 

  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

12.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 ]] 

      注意：EXPRESSION前后必須有空白字符

  條件性的執行操作符：

  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 

  test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

13.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

  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； 

案例練習：

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@localhost bin]# cat systeminfo.sh 
#!/bin/bash
#
Name=`hostname`
Ipadd=`ifconfig |sed -n "2p" |cut -d":" -f2 |cut -d" " -f1`
Cpu=`lscpu |grep "Model name" | tr -s " " | cut -d: -f2`
Uname=`uname -r`
Free=`free | sed -n "2p" |tr -s " " |cut -d" " -f2`
Disk=`fdisk -l | sed -n '2p' |cut -d" " -f3,4 | tr -d ","`
echo "my hostname is $Name"
echo "local ip $Ipadd"
echo "cpu$Cpu"
echo "Kernel $Uname"
echo "Mem $Free"
echo "Disk $Disk"

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

[root@localhost bin]# cat backup.sh 
#!/bin/bash
#
cp -r /etc/. /root/etc$(date +%F) && echo "backup succeed!!"

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

[root@localhost bin]# cat disk.sh 
#!/bin/bash
#
Disk=`df |grep "/dev/sd" |tr -s ' ' |sort -nr -t" " -k5 |head -1 |cut -d " " -f1`
DiskL=`df |grep "/dev/sd" |tr -s ' ' |sort -nr -t" " -k5 |head -1 |cut -d " " -f5`
echo "current use lv $Disk  $DiskL"

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

[root@localhost bin]# cat links.sh 
#!/bin/bash
#
Link=`netstat -nt | tr -s " " |cut -d" " -f5 | grep -E "^[^[:alpha:]]" | netstat -nt | tr -s " " |cut -d" " -f5 | grep -E "^[^[:alpha:]]" |cut -d: -f1 |sort |uniq -c | tr -s " "`
echo "at present linking number$Link"

5、判斷給出的文件的行數 

linecount="$(wc -l $1| cut -d' ' -f1)" echo "$1 has $linecount lines."

6、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@localhost bin]# cat sumid.sh 
#!/bin/bash
#
U10=`sed -n '10p' /etc/passwd |cut -d: -f3`
U20=`sed -n '20p' /etc/passwd |cut -d: -f3`
echo "UID and $[$U10+$U20]"

7、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@localhost bin]# cat sumspace.sh 
#!/bin/bash
#
Par1=`cat $1 | grep "^$" |wc -l`
Par2=`cat $2 | grep "^$" |wc -l`
echo "space and is $[$Par1+$Par2]"

8、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@localhost bin]# cat sumfile.sh 
#!/bin/bash
#
Etc=`ls -A /etc/ |wc -l`
Var=`ls -A /var/ |wc -l`
Usr=`ls -A /usr/ |wc -l`
echo "file total $[$Etc+$Var+$Usr]"

9、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@localhost bin]# cat argsnum.sh 
#!/bin/bash
#
[ $# -lt 1 ] && (echo 'zhishaoyigecanshu';exit) || echo "`grep "^$" $1 |wc -l`"

10、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”

#!/bin/bash
#
[ $# -lt 1 ] && (echo 'zhishaoyigecanshu';exit) || echo "`grep "^$" $1 |wc -l`"
[root@localhost bin]# cat hostping.sh 
#!/bin/bash
#
ping -c1 -W2 $1 &> /dev/null && echo "woshiqianmian" || echo "woshihoumian"

11、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 

[root@localhost bin]# cat per.sh 
#!/bin/bash
#
[ -r /tmp/file1 ] && echo "YES" || echo "NO"
[ -w /tmp/file1 ] && echo "YES" || echo "NO"

12、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。

[root@localhost bin]# cat nologin.sh 
#!/bin/bash
[ -s /etc/nologin ] && echo "file exist" || echo "`mkdir /etc/nologin`file mkdir succes"
[root@localhost bin]# cat login.sh 
#!/bin/bash
#
[ -s /etc/nologin ] && echo `rm -rf /etc/nologin`"delete succes!" || echo "file NO exist"

13、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”

#!/bin/bash
#
Ip=`echo $1 | grep -E -w "(\<([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][0-9]|2[0-4][0-9]|25[0-5])"`
[ $? -eq 1 ] && echo "IP BU DUI" && exit
ping -c1 -W2 $1 &>/dev/null && echo "YES" || echo "timeout"

14、計算1+2+3+…+100的值

            不同方法實現

1.echo {1..100} |tr " " "+" |bc
2.declare -i luyubo=`echo {1..100} |tr " " "+"`
3.luyubo=$[`echo {1..100} |tr " " "+"`]
4.luyubo1=$((`echo {1..100} |tr " " "+"`))
5.let luyubo21=`echo {1..100} |tr " " "+"`

echo $luyubo

15、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

#!/bin/bash
#
[ $2 -gt $1 ] && echo "$2 $1" |tr " " "+"|bc ||echo "cuowu" && exit