bash循環、函數、數組、內置的字符串處理、變量、trap信號捕捉

流程控制

• 過程式編程語言：
  • 順序執行
    • 如果是命令寫錯了，可以繼續往下執行；但當語法錯誤時則不會往下繼續執行；
  • 選擇執行
  • 循環執行

條件選擇：if語句

• 單分支

  if 判斷條件;then
         條件為真的分支代碼
    fi

• 雙分支

  if 判斷條件; then
          條件為真的分支代碼
     else
          條件為假的分支代碼
     fi

• 多分支

  if 判斷條件1; then
          條件為真的分支代碼
   elif 判斷條件2; then
          條件為真的分支代碼
   elif 判斷條件3; then
          條件為真的分支代碼
   else
          以上條件都為假的分支代碼
   fi

• 逐條件進行判斷，第一次遇為“真”條件時，執行其分支，
  而后結束整個if語句

條件判斷：case語句

• case支持glob風格的通配符：

  • *: 任意長度任意字符
    ?: 任意單個字符
    []：指定范圍內的任意單個字符
    a|b: a或b

  case $VARAIBLE in
  PAT1)
        分支1
        ;;
  PAT2)
        分支2
        ;;
  ...
  *)
        默認分支
        ;;
  esac

循環

• 循環執行

  1. 將某代碼段重復運行多次
     重復運行多少次：

     • 循環次數事先已知
       循環次數事先未知

  2. 有進入條件和退出條件

• for，while，until

for循環

for 變量名 in 列表;do
        循環體
  done

• 執行機制：
  依次將列表中的元素賦值給“變量名”; 每次賦值后即執行一次循環體; 直到列表中的元素耗盡，循環結束

• 列表生成方式：

  1. 直接給出列表
  2. 整數列表：
     • {start..end}
     • $(seq [start [step]] end)
     • ~]# sum=10
       ~]# eval echo {1..$sum}
       1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
  3. 返回列表的命令
     $(COMMAND)
     反引號
  4. 使用glob，如：*.sh
  5. 變量引用；
     $@, $*

• 特殊用法

  • 雙小括號方法，即((…))格式，也可以用于算術運算
    雙小括號方法也可以使bash Shell實現C語言風格的變量操作
    #I=10
    #((I++))

  • for循環的特殊格式：

    for ((控制變量初始化;條件判斷表達式;控制變量的修正表達式))
     do
        循環體
      done
    
     控制變量初始化：僅在循環代碼開始運行時執行一次
     控制變量的修正表達式：每輪循環結束會先進行控制變量修正運算，而后再做條件判斷

while循環

while CONDITION; do
        循環體
done

• CONDITION：循環控制條件；進入循環之前，先做一次判斷；每一次循環之后會再次做判斷；條件為“true”，則執行一次循環；直到條件測試狀態為“false”終止循環

• 因此：CONDTION一般應該有循環控制變量；而此變量的值會在循環體不斷地被修正

• 進入條件：CONDITION為true
  退出條件：CONDITION為false

• 特殊用法
  while循環的特殊用法（遍歷文件的每一行）：

  while read line; do
         循環體
   done < /PATH/FROM/SOMEFILE

  依次讀取/PATH/FROM/SOMEFILE文件中的每一行，且將行賦值給變量line

• 死循環

  while ture;do
      循環體
  done

  • 退出方式：某個測試條件滿足時，讓循環體執行break命令；

until循環

until CONDITION; do
         循環體
    done

• 進入條件： CONDITION 為false
  退出條件： CONDITION 為true

循環控制語句continue

• 用于循環體中

• continue [N]：提前結束 [第N層] 本輪循環，而直接進入下一輪判斷；最內層為第1層；結束continue [N] 所在的循環

  while CONDTIITON1; do
       CMD1
       ...
       if CONDITION2; then
             continue
       fi
       CMDn
       ...
     done

循環控制語句break

• 用于循環體中

• break [N]：提前結束 [第N層] 循環，最內層為第1層；結束整個循環

while CONDTIITON1; do
       CMD1
       ...
       if CONDITION2; then
             break
       fi
       CMDn
       ...
done

循環控制shift命令

• shift [n]

• 用于將參量列表 list 左移指定次數，缺省為左移一次。
  參量列表 list 一旦被移動，最左端的那個參數就從列表中刪除。

• while 循環遍歷位置變量列表時，常用到 shift

• ./doit.sh a b c d e f g h
  ./shfit.sh a b c d e f g h

• 示例：

  #!/bin/bash
  while [ $# -gt 0 ] # or (( $# > 0 ))
  do
    echo $*
    shift
  done

  #!/bin/bash
  #step through all the positional parameters
  until [ -z "$1" ]
  do
    echo "$1"
    shift
  done
  echo

select循環與菜單

select variable in list
       do
            循環體命令
       done

• select 循環主要用于創建菜單，按數字順序排列的菜單項將顯示在標準錯誤上，并顯示 PS3 提示符，等待用戶輸入
  • 用戶輸入菜單列表中的某個數字，執行相應的命令
    用戶輸入被保存在內置變量 REPLY 中
• select與case
  • select 是個無限循環，因此要記住用 break 命令退出循環，或用 exit 命令終止腳本。也可以按 ctrl+c退出循環
  • select 經常和 case 聯合使用
  • 與 for 循環類似，可以省略 in list，此時使用位置參量

函數

函數介紹

• 函數function是由若干條shell命令組成的語句塊，實現代碼重用和模塊化編程

• 它與shell程序形式上是相似的，不同的是它不是一個單獨的進程，不能獨立運行，而是shell程序的一部分

• 函數和shell程序比較相似，區別在于：

  1. Shell程序在子Shell中運行
  2. 而Shell函數在當前Shell中運行。因此在當前Shell中，函數可以對shell中變量進行修改

定義函數

help function
函數由兩部分組成：函數名和函數體

語法一：
       function f_name {
              ...函數體...
       }
   語法二：
       function f_name （） {
              ...函數體...
       }
   語法三：
     f_name （）{
           ...函數體...
     }

函數使用

• 函數的定義和使用：

  • 可在交互式環境下定義函數
    可將函數放在腳本文件中作為它的一部分
    可放在只包含函數的單獨文件中

• 調用：函數只有被調用才會執行

  • 調用：給定函數名
    函數名出現的地方，會被自動替換為函數代碼

• 函數的生命周期：被調用時創建，返回時終止

• 函數返回值

  1. 函數的執行結果返回值：
     (1) 使用echo或printf等命令進行輸出
     (2) 函數體中調用命令的輸出結果
  2. 函數的退出狀態碼：
     (1) 默認取決于函數中執行的最后一條命令的退出狀態碼
     (2) 自定義退出狀態碼，其格式為：
     return 從函數中返回，用最后狀態命令決定返回值
     return 0 無錯誤返回。
     return 1-255 有錯誤返回

交互式環境下定義和使用函數

• 示例：

  $dir() {
  ls -l
  }

• 定義該函數后，若在$后面鍵入dir，其顯示結果同ls -l的作用相同
  $dir

• 該dir函數將一直保留到用戶從系統退出，或執行了如下所示的unset命令：
  $ unset dir

在腳本中定義及使用函數

• 函數在使用前必須定義，因此應將函數定義放在腳本開始部分，直至shell首次發現它后才能使用

• 調用函數僅使用其函數名即可

  示例：

  $cat func1
    #!/bin/bash
    # func1
    hello()
    {
      echo "Hello there today's date is `date +%F`"
    }
    echo "now going to the function hello"
    hello
    echo "back from the function"

使用函數文件

• 可以將經常使用的函數存入函數文件，然后將函數文件載入shell
  文件名可任意選取，但最好與相關任務有某種聯系。例如：functions.main

• 一旦函數文件載入shell，就可以在命令行或腳本中調用函數。可以使用set命令查看所有定義的函數，其輸出列表包括已經載入shell的所有函數

• 若要改動函數，首先用unset命令從shell中刪除函數。改動完畢后，再重新載入此文件

  • 創建函數文件

    函數文件示例：

    $cat functions.main
    #!/bin/bash
    #functions.main
    findit()
    {
     if [ $# -lt 1 ] ; then
        echo "Usage:findit file"
        return 1
     fi
     find / -name $1 –print
    }

  • 載入函數
    函數文件已創建好后，要將它載入shell

    • 定位函數文件并載入shell的格式：
      . filename 或 source filename
      注意：此即<點> <空格> <文件名>；這里的文件名要帶正確路徑

    示例：上例中的函數，可使用如下命令：
    $ . functions.main

  • 檢查載入函數
    使用set命令檢查函數是否已載入。set命令將在shell中顯示所有的載入函數

    示例：

    $set
     findit=( )
    {
       if [ $# -lt 1 ]; then
       echo "usage :findit file";
       return 1
       fi
       find / -name $1 -print
    }

  • 執行shell函數
    要執行函數，簡單地鍵入函數名即可

    示例：

    $findit groups
    /usr/bin/groups
    /usr/local/backups/groups.bak

  • 刪除shell函數

    1. 現在對函數做一些改動后，需要先刪除函數，使其對shell不可用。使用unset命令完成刪除函數

       • 命令格式為：
         unset function_name

         示例：$unset findit

    2. 再鍵入set命令，函數將不再顯示

環境函數

• 使子進程也可使用
  聲明：export –f function_name
  查看：export -f 或 declare -xf

函數參數

• 函數可以接受參數：

  • 傳遞參數給函數：調用函數時，在函數名后面以空白分隔給定參數列表即可；例如“testfunc arg1 arg2 …”

  • 在函數體中當中，可使用$1, $2, …引用這些參數；還可以使用$@或 $*引用所有參數， $#引用傳遞的參數的個數；

  • 位置參數
    script $1 此$1，為腳本位置參數
    f_name $1 此$1,為函數位置參數

函數變量

• 變量作用域：

  • 環境變量：當前shell和其子shell有效

  • 本地變量：作用域是運行腳本的shell進程的生命周期；因此，其作用范圍為當前shell腳本程序文件，包括腳本中的函數；

    • 只在當前shell進程有效，為執行腳本會啟動專用子shell進程；

  • 局部變量：作用域是函數的生命周期；函數結束時變量被自動銷毀；

    • 在函數中定義局部變量的方法
      local NAME=VALUE
    • 如果函數中的變量未定義局部變量；則在函數執行之后對腳本的環境有效
      注意：如果函數中有局部變量，如果其名稱同本地變量，會使用局部變量

函數遞歸

• 函數遞歸：
  函數直接或間接調用自身
  注意：遞歸層數

• 遞歸實例：
  階乘是基斯頓 卡曼于 1808 年發明的運算符號，是數學術語一個正整數的階乘（factorial）是所有小于及等于該數的正整數的積，并且有0的階乘為1，自然數n的階乘寫作n!

  n!=1×2×3×…×n

  • 階乘亦可以遞歸方式定義：0!=1，n!=(n-1)!×n

    n!=n(n-1)(n-2)...1
    n(n-1)! = n(n-1)(n-2)!

• 階乘示例：

  #!/bin/bash
  #
  fact() {
     if [ $1 -eq 0 -o $1 -eq 1 ]; then
            echo 1
     else
            echo $[$1*$(fact $[$1-1])]
     fi
  }
  fact $1

• fork炸彈
  fork炸彈是一種惡意程序，它的內部是一個不斷在fork進程的無限循環，實質是一個簡單的遞歸程序。由于程序是遞歸的，如果沒有任何限制，這會導致這個簡單的程序迅速耗盡系統里面的所有資源

  • 函數實現

    :(){ :|:& };:
    bomb() { bomb | bomb & }; bomb

  • 腳本實現

    cat Bomb.sh
    #!/bin/bash
    
    ./$0|./$0&

數組

數組

• 變量：存儲單個元素的內存空間

• 數組：存儲多個元素的連續的內存空間，相當于多個變量的集合

  • 數組名和索引
    • 數組名：整個數組只有一個名字；
    • 索引：編號從0開始，屬于數值索引
      注意：索引可支持使用自定義的格式，而不僅是數值格式，此即為關聯索引，bash4.0版本之后開始支持
  • bash的數組支持稀疏格式（索引不連續）

• 聲明數組：
  declare -a ARRAY_NAME：聲明索引數組；
  declare -A ARRAY_NAME：聲明關聯數組
  注意：兩者不可相互轉換

數組賦值

• 索引數組

  • （1） 一次只賦值一個元素；

    ARRAY_NAME[INDEX]=VALUE
    
    weekdays[0]="Sunday"
    weekdays[4]="Thursday"

  • (2) 一次賦值全部元素：

    ARRAY_NAME=("VAL1" "VAL2" "VAL3" ...)

  • (3) 只賦值特定元素：支持稀疏格式的數組

    ARRAY_NAME=([0]="VAL1" [3]="VAL2" ...)

  • (4) 交互式數組值對賦值

    read -a ARRAY_NAME

• 關聯數組：注意：必須先聲明，再調用

  declare -A ARRAY_NAME 
  ARRAY_NAME=([idx_name1]='val1' [idx_name2]='val2‘...)

引用數組

• 引用數組元素：${ARRAY_NAME[INDEX]}
  注意：引用時，只給數組名，省略[INDEX]表示引用下標為0的元素

  • 引用數組中的所有元素：
    ${ARRAY_NAME[*]}
    ${ARRAY_NAME[@]}

• 數組的長度(數組中元素的個數)：

  ${#ARRAY_NAME} ：表示數組中第一個元素中的字符串的長度；
  
  數組中元素的個數：
  ${#ARRAY_NAME[*]} 
  ${#ARRAY_NAME[@]}

• 示例：生成10個隨機數保存于數組中，并找出其最大值和最小值

  #!/bin/bash
  declare -a rand
  declare -i max=0
  declare –i min=32767
  for i in {0..9}; do
          rand[$i]=$RANDOM
          echo ${rand[$i]}
          [ ${rand[$i]} -gt $max ] && max=${rand[$i]}
          [ ${rand[$i]} -lt $min ] && min=${rand[$i]}
  done
  echo "Max: $max Min:$min"

數組數據處理

• 引用數組中的所有元素：

  • ${ARRAY_NAME[@]}
    ${ARRAY_NAME[*]}

  • 數組切片：${ARRAY[@]:offset:number}

    • offset: 要跳過的元素個數
    • number: 要取出的元素個數；省略number時，表示取偏移量之后的所有元素；
      ${ARRAY[@]:offset}

• 向非稀疏格式數組中追加元素：
  ARRAY[${#ARRAY[*]}]

• 刪除數組中的某元素：
  unset ARRAY[INDEX]

• 刪除整個數組：unset ARRAY

base的內置字符串處理工具

字符串切片：基于位置取子串

• ${#var}:返回字符串變量var的長度

• ${var:offset}:返回字符串變量var中從第offset個字符后（不包括第offset個字符）的字符開始，到最后的部分，offset的取值在0 到 ${#var}-1 之間(bash4.2后，允許為負值)

• ${var:offset:number}：返回字符串變量var中從第offset個
  字符后（不包括第offset個字符）的字符開始，長度為
  number的部分

• ${var: -length}：取字符串的最右側幾個字符
  注意：冒號后必須有一空白字符

• ${var:offset:-length}：從最左側跳過offset字符，一直向右取到距離最右側lengh個字符之前的內容

• ${var: -length:-offset}：先從最右側向左取到length個字符開始，再向右取到距離最右側offset個字符之間的內容

基于模式取子串

• ${var#*word}：其中word可以是指定的任意字符；
  功能：自左而右，查找var變量所存儲的字符串中，第一次出現的word, 刪除字符串開頭至第一次出現word字符之間的所有字符

• ${var##*word}：同上，貪婪模式，不同的是，刪除的是字符串開頭至最后一次由word指定的字符之間的所有內容

  ~]# file="var/log/messages“
  ~]# echo ${file#*/} 
  log/messages
  ~]# echo ${file##*/}
  messages

• ${var%word*}：其中word可以是指定的任意字符；
  功能：自右而左，查找var變量所存儲的字符串中，第一次出現的word, 刪除字符串最后一個字符向左至第一次出現word字符之間的所有字符；

  ~]# file="/var/log/messages"
  ~]# echo ${file%/*}
  /var/log

• ${var%%word*}：同上，只不過刪除字符串最右側的字符向
  左至最后一次出現word字符之間的所有字符；

  url=http://www.magedu.com:80
  ~]# echo ${url##*:} 
  80
  ~]# echo ${url%%:*} 
  http

查找替換

• ${var/pattern/substr}：查找var所表示的字符串中，第一次被pattern所匹配到的字符串，以substr替換之

• ${var//pattern/substr}: 查找var所表示的字符串中，所有能被pattern所匹配到的字符串，以substr替換之

• ${var/#pattern/substr}：查找var所表示的字符串中，行首被pattern所匹配到的字符串，以substr替換之；如果不是串首則不予替換；

• ${var/%pattern/substr}：查找var所表示的字符串中，行尾被pattern所匹配到的字符串，以substr替換之；如果不是串尾則不予替換；

  注意：pattern中使用glob風格和通配符；

查找并刪除

• ${var/pattern}：查找var所表示的字符串中，刪除第一次被pattern所匹配到的字符串

• ${var//pattern}：查找var所表示的字符串中，刪除所有被pattern所匹配到的字符串

• ${var/#pattern}：查找var所表示的字符串中，刪除行首被pattern所匹配到的字符串

• ${var/%pattern}：查找var所表示的字符串中，刪除行尾被pattern所匹配到的字符串

• 字符大小寫轉換

  • ${var^^}：把var中的所有小寫字母轉換為大寫

  • ${var,,}：把var中的所有大寫字母轉換為小寫

高級變量

變量賦值

• ${var:-value}：如果var為空或未設置，那么返回value；否則返回var本身的值；可省略冒號；

• ${var:+value}：如果var不空，則返回value，否則返回空值；可省略冒號；

• ${var:=value}：如果var為空或未設置，那么返回value，并將value賦值給var；否則返回var的值

• ${var:?error_info}：如果var為空或未設置，那么在當前終端打印error_info；否則返回var的值

• 為腳本程序使用配置文件,實現變量賦值

  • (1) 定義文本文件，每行定義“name=value”
    (2) 在腳本中source此文件即可

高級變量用法-有類型變量

• Shell變量一般是無類型的，但是bash Shell提供了declare和typeset兩個命令用于指定變量的類型，兩個命令是等價的

• declare [選項] 變量名

  • -r 聲明或顯示只讀變量
    -i 將變量定義為整型數
    -a 將變量定義為數組
    -A 將變量定義為關聯數組
    -f 顯示此腳本前定義過的所有函數名及其內容
    -F 僅顯示此腳本前定義過的所有函數名
    -x 聲明或顯示環境變量和函數
    -l 聲明變量為小寫字母 declare –l var=UPPER
    -u 聲明變量為大寫字母 declare –u var=lower

• eval命令

  • eval命令將會首先掃描命令行進行所有的置換，然后再執行該命令。該命令適用于那些一次掃描無法實現其功能的變量.該命令對變量進行兩次掃描

    示例：

    [root@server ~]# CMD=whoami
    [root@server ~]# echo $CMD
    whoami
    [root@server ~]# eval $CMD
    root
    [root@server ~]# n=10
    [root@server ~]# echo {0..$n}
    {0..10}
    [root@server ~]# eval echo {0..$n}
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

間接變量引用

• 如果第一個變量的值是第二個變量的名字，從第一個變量引用第二個變量的值就稱為間接變量引用

• variable1的值是variable2，而variable2又是變量名，variable2的值為value，間接變量引用是指通過variable1獲得變量值value的行為

  variable1=variable2
  variable2=value

• bash Shell提供了兩種格式實現間接變量引用

  • eval tempvar=\$$variable1

  • tempvar=${!variable1}

  示例：

  [root@server ~]# N=NAME
  [root@server ~]# NAME=xxxxxx
  [root@server ~]# N1=${!N}
  [root@server ~]# echo $N1
  xxxxxx
  [root@server ~]# eval N2=\$$N
  [root@server ~]# echo $N2
  xxxxxx

創建臨時文件

• mktemp命令：創建并顯示臨時文件，可避免沖突

• mktemp [OPTION]… [TEMPLATE]

  • TEMPLATE:
    filename.XXX；X至少要出現三個

  • OPTION：
    -d: 創建臨時目錄
    -p DIR或–tmpdir=DIR：指明臨時文件所存放目錄位置

    示例：
    # mktemp /tmp/test.XXX
    # tmpdir=`mktemp –d /tmp/testdir.XXX`
    # mktemp --tmpdir=/testdir test.XXXXXX

安裝復制文件

• install命令：
  install [OPTION]… [-T] SOURCE DEST 單文件
  install [OPTION]… SOURCE… DIRECTORY
  install [OPTION]… -t DIRECTORY SOURCE…
  install [OPTION]… -d DIRECTORY…創建空目錄

  • 選項：
    -m MODE，默認755
    -o OWNER
    -g GROUP

  示例：
  install -m 700 -o wang -g admins srcfile desfile
  install –m –d /testdir/installdir

信號捕捉

• trap ‘觸發指令’ 信號
  自定義進程收到系統發出的指定信號后，將執行觸發指令，而不會執行原操作

• trap ” 信號
  忽略信號的操作

• trap ‘-‘ 信號
  恢復原信號的操作

• trap -p
  列出自定義信號操作

• 列出信號：
  trap -l
  kill -l

• 獲取信號詳細信息：man 7 signal

• trap ‘COMMAND’ SIGNALS

  ?？梢赃M行捕捉的信號：1)SIGHUP、2)SIGINT

  #!/bin/bash
  #
  
  declare -a hosttmpfiles
  trap 'mytrap' INT
  
  mytrap(){
          echo "Quit"
          rm -f ${hosttmpfiles[@]}
          exit 1
  }
  
  for i in {1..254};do
          tmpfile=$(mktemp /root/ping.XXXXX)
          if ping -W 1 -c 1 172.16.$i.1 &> /dev/null;then
                  echo "172.16.$i.1 is up"|tee $tmpfile
          else
                  echo "172.16.$i.1 is down"|tee $tmpfile
          fi
          hosttmpfiles[${#hosttmpfiles[*]}]=$tmpfile
  done
  
  rm -f ${hosttmpfiles[@]}

  #!/bin/bash
  trap 'echo “signal:SIGINT"' int
  trap -p
  for((i=0;i<=10;i++))
  do
          sleep 1
          echo $i
  done
  trap '' int
  trap -p
  for((i=11;i<=20;i++))
  do
          sleep 1
          echo $i
  done
  trap '-' int
  trap -p
  for((i=21;i<=30;i++))
  do
          sleep 1
          echo $i
  done

bash中使用ACSII顏色

\033[31m hello \033[0m
  ##m：
    左側#：
        3：前景顏色
        4：背景顏色
    右側#：顏色種類
        1,2,3,4,5,6,7

  #m：
    加粗、閃爍等功能；

    多種控制符，可組合使用，彼此之間用分號隔開；

  可設置PS1，export設置；最好不要設置，有符號不容易消除；

dialog

• 可實現窗口化編程；
  主要是如下：
  • 各窗體控件使用方式；
  • 如何獲取用戶選擇或鍵入的內容？
    • 默認，其輸出信息被定向到了錯誤輸出流；為使得其標準輸出，使用：–stdout
  • dialog是默認安裝的，如使用必須自己安裝