bash脚本编程详细剖析

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背景：bash脚本编程是Linux学习一个至关重要的部分，想完成一个脚本可能很简单；但是想让自己的脚本写的让人觉得心旷神怡实为不简单。bash是所有Linux发行版的几乎都有的，因此我们这里以bash脚本为例，讨论bash脚本的编写方法。对于bash脚本编程中一些比较重要的知识点，我这里也会给予案例演示。
一.脚本编程中前话：

    我们都知道，bash脚本编程说白了就是命令的堆积。只不过这种堆积的方式不是杂乱无章的堆积，而是按照一定要求和格式的链接。这说明在学好编程的同时，一定要有大量的的命令基础。这就像我们以前写作文一样，一定要有大量的辞藻基础才能把文章写的饱满。脚本编程其实就是这样，这就需要我们自己多多记忆啦。另外要养成多看好的编程脚本的习惯，好的地方可以记忆下来。久而久之，自己的编程素材就多起来了。
二.bash脚本的的基础知识和流程梗概:

    首先，脚本的文本命名为了便于区别，我们都是以.sh作为后缀。脚本的第一行要写明解释器入口例如bash：#！/bin/bash 。要注意除了#！/bin/bash行之外，所有以#号开头的行都是注释行。注释行的文本不作为脚本执行过程。脚本在编写时要注意脚本内容的层次性，各层次之间实现缩进。这样才能让脚本调整的时候一目了然。这也是一个很重要的素质。另外脚本中经常会涉及一些关于计算的表达式，我这里简单提供四种方法，之后会在具体的习题中体现具体如何运用：
    1.$[EXPRESSION] $符中括号中加算数表达式的形式。
    2.$((EXPRESION))$符加两个小括号加算数表达式的形式。
    3.let VAR_NAME=EXPRESSION let 让一个变量等于一个表达式的形式。
    4.$(expr argu1 argu2 argu3) $符小括号格式
脚本在编写完之后的调用方式有多种，比如我们调用一个叫files.sh的脚本。我们可以在脚本的相应目录，先给files.sh附加一个执行权限：chmod +x files.sh ，然后在直接这种方式调用 ./files.sh 。或者，我们还可以在命令行中直接：bash -n stusum.sh 先来查看一下有没有语法错误，然后bash files.sh即为调用了。例如：

三.bash脚本编程流程控制语句：
    这样了解了脚本编写调用的基本流程之后，可以来了解具体的一些语法了。bash的脚本编程的流程控制语句大致分为：顺序执行；循环执行；选择执行；。变量大致有：本地变量；环境变量；特殊变量；位置参数变量；局部变量。
    流程控制语句之—顺序执行：顺序执行顾名思义，就是按照从前向后执行的方式，依次完成脚本的逐个语句。例如：

   
流程控制语句之—条件执行：条件执行即为满足一种条件就去执行下一步，不满足就跳过该步不执行。条件判断主要是if型和case型。先来看下if型：
    if格式：if CONDITION; then  CMD ...; fi这是单分支的if语句，即条件满足就执行if中的语句，否则跳过。我们来个例子看一下:

分析一下：for 循环{1..9}。我们用一个单分支语句来条件判断，-le是一个整数测试条件，表示小于等于。我们这里是小于等于5的求和自然是15。对于条件执行语句的条件条件可分三类：(1) 整数测试;(2) 字符串测试；(3) 文件测试
    1.整数测试：
     整数测试：A, B
                                A -eq B: 等于
                                A -ne B: 不等于
                                A -ge B: 大于等于
                                A -gt B: 大于
                                A -le B: 小于等于
                                A -le B: 不等于
     比如想表示条件A < B ，可以写成 if [ $A -lt $B ];then
    2.字符测试条件：
      符串测试：A, B
                                A > B
                                A < B
                                A >= B
                                A <= B
                                A == B或A = B：等值比较
                                A != B: 不等于
                                -z A: 判断A是否为空；空则为真，不空则假；
                                -n A：判断A是否不空；不空则为值，空则为假；
    例如：我们判断一段未知字符是否为know ；可以表示为if [ "$A" == "keow" ];then

注意：在字符判断是=号与字符之间保留一个空格，避免报错。
    以上是单分支的if语句当我们想表示如果不是A,就B的情况是。单分支语句此时就没办法很好的实现了，因此我们还有双分支以及多分支if语句。if CONDITION-TRUE; then CMD1 ;else CMD2 ；fi 。如果多分支格式为：
                                if TRUE; then
                                        分支1
                                elif CONDITION2-TRUE; then
                                        分支2
                                elif CONDITION3-TRUE; then
                                        分支3
                                ...
                                else
                                        分支n
                                fi
注意：这里else也可以没有，为了保持格式的统一建议保留。下面给个例子来熟悉下这个单分支和多分支用法。例如：我们要实现以下功能，给脚本传递一个用户名，如果用户存在则判断其id 是否小于500，如果小于500输出，该用户为系统用户。如果id 大于500，输出用户为普通用户。如果给的用户名不存在，我们给予添加该用户。对于这种题目我们可以先用自己的语言分析一下，先把框架理清楚再下手。
  
注意：这里使用了脚本传递参数，就涉及的到特殊变量了。那再来找找脚本中船用的特殊变量有那些。$*表示传递参数的列表，比如外面给了三个参数a,b,c 那么$*就表示{a b c}三个参数的集合。他可以直接用在循环中作为LIST,通常用于定义我们不知道的传递参数列表。$#  表示传递参数的个数，比如给脚本传递10个参数，$#就为10。$1...$n用于表示传递的第几个参数。例如$1表示传递的第一个参数。
    其实对于这种多分支的if语句，还可以有另外一种简洁方式case语句。case的语法结构：他表示是如果变量引用属于那个pattern，就相应的执行那一个分支。
                                  case 变量引用  in
                                  PATTERN1)
                                  分支1
                                    ;;
                                  PATTERN2)
                                 分支2
                                    ;;
                                     ...
                                  *)
                                 分支n
                                    ;;
                                  esac
     下面我们就用case来实现以下功能。例如：我们使用tar工具把/etc目录备份至/backup目录中，名字为/backup/etc-日期时间.tar.{xz|bz2|gz}；
        (1) 显示如下菜单
                        #######################################
                        #       xz) xz compress tool          #
                        #        gzip) gzip compress tool      #
                        #        bzip2) bzip2 compress tool    #
                        #        *) wrong choice and quit      #
                        #######################################

        (2) 根据用户选择的工具，执行相应操作；如果用户没有键入任何数据，则默认使用xz；




注意：[ -z $command ] && command="xz" 其实是另一中逻辑判断给条件添加逻辑操作符；而-z则表示判断文件是否为空。具体含义：如果命令为空，执行command="xz" 除此还有[ -z $command ] || command="xz" 它则表示如果command空为真，不执行command="xz" 。怎么样像不像一个双分支if语句。其实在脚本中这种用法代替if非常常见。除此种表示之外，还可以表示为：
                或, -o: [ -z "$hostname" -o "$hostname" == 'localhost' ]
                与, -a: [ $uid -gt 0 -a $uid -lt 500 ]
                非：[ ! EXPRESSION ]
    除以上条件判断的种种用法，在条件判断中，有时我们还会用到文件判断。文件判断就是诸如判断一个文件是否存在，判断一个文件是否为目录，判断一个文件是否有写权限等等。

                -e $file: 是否存在；存在则为真；
                -a $file: 同上；弃用；
                -f $file: 文件是否存在，且为普通文件；
                -d $file: 是否存在且为目录；
                -h $file: 是否存在且为符号链接文件；
                -L $file：同上
                -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；
                -S $file: 是否存在且为套接字文件：
                -p $file: 是否存在且为管道文件;

                -r $file: 当前用户对此文件是否拥有读权限；
                -w $file: 当前用户对此文件是否拥有写权限
                -x $file: 当前用户对此文件是否拥有执行权限；

                -u $file: 文件是否拥有suid权限；
                -g $file：文件是否拥有sgid权限；
                -k $file: 文件是否拥有sticky权限；

                -O $file: 当前用户是否为文件的属主；
                -G $file: 当前用户是否属于文件的属组；

                -N $file: 文件自从上一次被读取之后，是否被修改过；

                $f1 -nt $f2: 文件f1是否比文件f2新；
                $f1 -ot $f2: 文件f1是否比文件f2旧；
                $f1 -ef $f2: f1和f2是否为同一个文件的硬链接


    流程控制语句之一循环执行：循环执行这里有for 型；while 型；until 型；每一种有各自的语法，但是都有和很大的相似之处。先来看一下for 型循环：

    for型循环格式：for VAR in LIST ; do  STATEMENT1 ...;  done。VAR是一个变量，表示LIST中的每一个。LIST是一个列表，LIST的个数决定循环的次数。do ...done 分表用来表示循环体的开始和结束。do ...done之间的部分表示循环体，就是每次循环都会执行的部分。我们来一简单的for循环语句来看一下具体的用法比如：我们给系统添加10个用户分别为：student1...student10.
    分析：i变量代表1..10中的每一个数，LIST这里是用花括号{first..last}表示。中间两个点点不可丢掉呀。do表示满足条件开始进入循环，done是循环体的结束位置。那么我们这里来说一下循环的LIST列表的几种生成形式：
    1.{first..last} 花括号这种表达方式。
    2.seq first step last。这里seq是命令这里使用时要命令引用如：`seq 1 2 100` 这就表示，从1到一百中的奇数部分。
    3.globbing通配的方式  例如： for i in /etc/*  表示/etc目录下的所有子文件
    4.变量引用的方式：$* ,$# 等
    5.直接列出——这是一种最简单粗暴的方式，但是仅限于极少参数的情况。
注意：for 循环如果省略会自动生成列表，但是不提倡这种做法。
    for循环的嵌套：有时在循环时我们为了让问题简单的实现，需要使用使用双重或者多重循环。这样就必然会用到循环的嵌套。嵌套其实就是外循环循环一次，内循环循环一个周期的方式。比如我们来实现一个9*9乘法表看下效果。

    分析一下：外循环i{1..9}。按照我们说的思路，外循环变化一次，内循环循环一个周期。当i为1时 内循环循环一个周期。循环{1..$i}此时i为1， 实际就是1X1。当i=2时，内循环还是一个周期{1..$i}。此时就是1X1 1X2依次类推。然后只需要在每次i=j的时候换行就可以了，循环中的echo就是实现这一功能的。        表示退出一个制表符，用-e 来转义。还要注意的是，i ,j都为变量，为了保证输出本身字符时不会报错，均用花括号括起来了。


    while型循环格式：while true ;do ... done 这种循环表示当条件为真时开始循环。但是直的注意的是，while循环语句结构中条件判断一旦为真，就进入循环了。而且结构中并没有给予循环跳出条件，因此在写循环时，我们必须给出循环的跳出条件。具体如何实现：比如我们想监控当前登陆系统的一个叫centos的人，每5秒刷新一次。如果登陆就显示centos is logged on. 如果没登陆就显示no login.
#!/bin/bash
#
while true; do
who | grep "centos" &> /dev/null
if [ $? -eq 0 ];then
        break
fi
        sleep 5
echo "no login"
done
echo "centos is logged."
~     除此while还可以用于遍历文本的每一行格式如下：while read line; do 循环体 ；done < /path/from/somefile 。按行读取done后面重定向到的文本。例如：我们随便给定一个文本文件，让while统计有多少行。
     until作为循环语句用法和while只用条件判断是相反的，其余的用法相同。即当until条件为假时实现循环。用法简单，朋友可以自行尝试，此处不在举例。下面一篇将是bash的函数的和数组用法。