bash script 编程基础

1.何谓shell script
shell script是利用shell的功能写一个“程序”，这个程序是使用纯文本文件，将一些shell的语法与命令写在里面。
2.脚本或程序源文件都是纯文本文件。
3.脚本或程序的执行一般有两种方式：
编译执行：预处理-->编译-->汇编-->链接；编译执行是一种计算机语言的执行方式。
由编译程序将目标代码一次性编译成目标程序，再由机器运行目标程序。如：PASCAL,C,C++等语言。
效率高于解释执行。
解释执行：由解释器全程参与运行过程，每次读取一行，运行一行；程序是由一组执行和数据组成。
4.bash的执行过程
1>命令的执行是从上到下，从左到右的分析与执行
2>命令执行时，命令和参数间的多个空白都会被忽略
3>空白行也会被忽略
4>没读取一个Enter字符，就开始执行该程序
5>“#”作为批注，任何加在#后面的数据都将视为批注
6>shell script 都是以*.sh结尾，而且一个shell脚本能否被执行，必须得有x权限
7>bash shell程序 必须由bash进程来执行
5.bash shell 中的变量，什么是变量？变量就是程序中可变化的量，通过变量来命名内存空间。
bash的变量类型如下：
本地变量：当前shell进程；
环境变量：当前shell进程及其子进程；
局部变量：某个函数执行过程；
位置参数变量：在脚本中引用传递给脚本的参数；在函数中引用传递给函数的参数；
特殊变量：
$?：上一个命令执行状态的返回值：
程序执行可能有两种返回值：
1. 程序执行结果
2. 程序状态返回吗（0-255）
0 则为执行正确
1-255 则执行出错（1，2，127系统预留）；
$#：获取当前shell命令行中参数的总个数
$*：获取当前shell的所有参数 “$1 $2 $3 …，受IFS控制
$@：这个程序的所有参数 “$1″ “$2″ “$3″ “…”，不受IFS控制
$0 获取当前执行的shell脚本的文件名
$n 获取当前执行的shell脚本的第n个参数值，n=1..9
$$ 获取当前shell的进程号（PID）
$! 执行上一个指令的PID
自定义脚本的状态结果：
exit

注意：脚本中任何位置执行了exit命令即会终止当前shell进程；
6.变量的类型：数值，字符，其中数值又可以分为整数和浮点数，字符分为ASCII和纯文本字符。
7.变量类型的作用：存储空间，进行数值运算，定义存储格式
8.bash的变量使用特点：弱类型、无须事先声明；
9.变量的命名规则：
首个字符必须为字母（a-z，A-Z）
中间不能有空格，可以使用下划线（_）
不能使用标点符号
不能使用bash里的关键字（可用help命令查看保留关键字）
10.本地变量和环境变量
1>本地变量：varname=value：作用域为整个bash进程可以使用。其中varname是变量名，=是赋值符号，
value是值
引用：
弱引用: "", 其内部的变量引用会被替换为变量值；
强引用：''，其变量的变量引用会保持原有字符；
命令引用：`COMMAND`, $(COMMAND)，引用命令的执行结果；
声明为整型：
declare -i name[=value]
let name=value
2>环境变量：被“导出”的本地变量，作用域为当前shell进程及其子进程，不能影响到其父进程
环境变量的两种常见的定义方法：
export name[=value]
declare -x name[=value]
查看所有环境变量：env, printenv, export ，环境变量的销毁也是使用unset  name
11.变量的生命周期，当一个shell进程终止后，变量就会自动销毁，或者手动销毁变量，可以使用unset 变量名

shell的工作原理：
shell是用户和Linux内核之间的接口程序。如果把Linux内核想象成一个球体的中心，shell就是围绕内核的外层。当从shell或其他程序向Linux传递命令时，内核会做出相应的反应。shell是一个命令语言解释器，它拥有自己内建的shell命令集，shell也能被系统中其他应用程序所调用。shell的另一个重要特性是它自身就是一个解释型的程序设计语言，shell程序设计语言支持绝大多数在高级语言中能见到的程序元素，如函数、变量、数组和程序控制结构。当普通用户成功登录，系统将执行一个称为shell的程序。正是shell进程提供了命令行提示符。作为默认值对普通用户用“$”作提示符，对超级用户（root）用“#”作提示符。
它的执行过程基本上按如下步骤：
(1)读取用户由键盘输入的命令行
(2)分析命令，以命令名作为文件名，并将其它参数改造为系统调用execve( )内部处理所要求的形式
(3)终端进程调用fork( )建立一个子进程
(4)终端进程本身用系统调用wait4( )来等待子进程完成（如果是后台命令，则不等待）。当子进程运行时调用execve( )，子进程根据文件名（即命令名）到目录中查找有关文件（这是命令解释程序构成的文件），将它调入内存，执行这个程序（解释这条命令）
(5)如果命令末尾有&号（后台命令符号），则终端进程不用系统调用wait4( )等待，立即发提示符，让用户输入下一个命令，转⑴。如果命令末尾没有&号，则终端进程要一直等待，当子进程（即运行命令的进程）完成处理后终止，向父进程（终端进程）报告，此时终端进程醒来，在做必要的判别等工作后，终端进程发提示符，让用户输入新的命令，重复上述处理过程。
shell 执行过程示意图：



好了，现在我们开始进入bash shell的世界，首先我们通过bash shell 实现字符串的输出。为了以后编写shelll script 方便，建议大家建立一个~/scripts 目录，用于存放脚本。



其中#/bin/bash是shell编程的固定格式，来声明这个文件内的语法使用bash的语法，当这个程序执行时，它就能够加载bash的相关环境配置文件。整个script中，除了第一个“#”是用来申明shell之外，其他的#都是“批注”用途。为了以后方便查看shell script，建议写上本shell的功能，作者，时间等关键休息，如上所示。
bash的常用选项：
-n: 检查脚本中的语法错误；
-x：调试执行脚本；
-v：在执行脚本前，先把脚本输出到屏幕
检查脚本中的语法错误，什么都没有，说明没有语法错误。
[root@lys scripts]# bash -n first.sh
调试执行脚本
[root@lys scripts]# bash -x first.sh
+ echo -e 'welcome to linux shell script.\a \n'
welcome to linux shell script.
+ exit 0

自定义脚本的状态结果：
exit

注意：脚本中任何位置执行了exit命令即会终止当前shell进程
//自定义状态返回值为1



//执行程序后查看 ，为1说明是正确的。




script的执行方式的区别（bash，source，.）
以下面的name.sh脚本为例



[root@lys scripts]# sh name.sh //先用bash执行脚本
please input your first name: l
please input your last name: ys
Your full name is : lys



看到没有怎么设置好的变量firstname，lastname都没有值，这是为什么呢？当你使用直接执行的方式来处理时，系统会给与一个新的bash来执行name.sh里面的命令，因此我们这个变量firstname，lastname其实是在新的bash里面执行的，子进程完成后，子进程内的各项变量或操作将会结束而不会传回父进程中。下面我们用source或者.来执行看看。



我再echo $firstname $lastname 就有值了 。因为source和.会在父进程中执行，各项操作都会在原本的bash内生效。这下明白了bash，source和.执行shell脚本的区别了吧。
条件测试：
如何测试一个shell脚本呢？除了根据运行的命令的状态结果外，我们还可以使用测试表达式。当我们要检测系统上某些文件或者相关属性时，就可以使用test这个命令来显示整个结果。
关于两个整数的比较，例如，num1 ，num2

-eq 两数相等
ne 两数不等
-gt num1大于num2
-lt num1小于num2
-ge num1大于等于num2
-le num1小于等于num2
2.字符串的数据，ASCII数值越大，字符比较时其值越大
测试的标志 代表的意义
-z string 是否为空；空则为“真”，否则为“假”
-n string 是否不空；不空则“真”，空则为“假”
test str1 = str2 判定str1是否等于str2，等于为真，不等于为假
test str1 != str2 判定str1是否不等于str2，不等于为真，等于为假
3.两个文件之间的测试，如test file1 和file2
测试标志 代表的意义-nt 判定file1是否比file2新-ot 判定file1是否比file2旧-ef 判定file1和file2是否为同一个文件4.文件权限的检测
测试参数 代表的意义
-r 检测此文件是否存在且具有“可读”权限
-w 检测此文件是否存在且“可写”权限
-x 检测此文件是否存在且“可执行”权限
-u 检测此文件是否存在且“SUID”权限
-g 检测此文件是否存在且“SGID”权限
-k 检测此文件是否存在且“Sticky bit”权限
-s 检测此文件是否存在且为“非空白文件”
-O 当前用户是否为指定文件的属主
-G 当前用户是否为指定文件的属组
5.文件类型的判定

参数 代表的意义
-e 是否存在；存在则为“真”，否则为“假”
-f 该文件名是否为普通文件
-d 文件是否存在且为目录
-b 是否存在且为块设备文件
-c 是否存在且为字符设备文件
-S 是否存在且为套接字文件
-P 是否存在且为管道文件
-L 是否存在且为链接文件
6.多重条件判定

-a 两个条件同时成立
-o 任何一个条件成立
！ 反向状态，不成立为真
特殊设备：
/dev/null: 空，bit buckets，吞下所有数据，并直接丢弃；
/dev/zero：吐出一堆0
好了，现在我们开始进入bash shell的世界，首先我们通过bash shell 实现字符串的输出。
让用户输入一个文件名，我们来判断这个文件是否存在，若不存在则给与“Filename is not exist”的信息，并中断程序

若这个文件存在，则判断它是个文件还是目录，结果输出“Filename is regular file” 或“Filename is a directorp”

[root@lys scripts]# cat test.sh
#/bin/bash
#
#给用户说明，这个脚本是干嘛用的
echo -e "Please input a filename ,i will check it a file or a directory\n"
#给用户提示，输入一个文件
read -p "Please input a filename : " filename
#让用户输入文件名，并且判断用户是否真的有输入字符串
test -z $filename && echo "You must input a filename." && exit 0
#判断文件如果不存在就中断程序
test ! -e $filename && echo "The file `$filename` not exist" && exit 0
#判断文件是否为普通文件
test -f $filename && filetype="regulare file"
#判断文件是否为目录
test -d $filename && filetype="directory file"
#输出文件类型到屏幕
echo "The filename :$filename is a $filetype"
以下-n 参数是检测语法是否有错误，-x 查看程序的执行过程




例2.输入一个文件，判定该文件的属性。
[root@lys scripts]# cat test1.sh
#/bin/bash
#
read -p "Please input a filename: " filename
test -z $filename && echo "you must input a filename. " && exit 0
#判定文件是否存在
test ! -e $filename && echo "the filename `$filename` is not exist. " && exit 0
#判定文件是否有“读”权限
test -r $filename && perm="readable"
#判定文件是否有“写”权限
test -w $filename && perm="$perm writable"
#判定文件是否有“执行”权限
test -x $filename && perm="$perm executable"
echo "the filename permissions are : $perm"



除了使用test之外，还可以使用判定符号“[]”来进行数据的判断。举例来说
例3.判断一个文件是否存在



shell script的默认变量
我们知道命令可以带参数，那么shell script能否带参数呢？当然可以。通过命令后面接参数，这个命令的执行就不需要再次输入一些变量行为。其实，在shell script中针对参数已经设置好了一些变量名称了，如下所示
/path/to/scriptname opt1 opt2 opt3
$0 $1 $2 $3
执行脚本为$0这个变量，第一个参数$1,以此类推……。其中还有一些特殊变量
$#: 传递给脚本或函数的参数的个数
$@:代表"$1" "$2" "$#" ，每个变量都是独立的
$*:代表"$1 $2 $3" ，变量在同一个引号内部
例4.执行一个携带参数的脚本，输出脚本的文件名，参数个数，全部参数内容，第一个参数，第二个参数。
[root@lys scripts]# cat var.sh
#/bin/bash
#
#脚本文件名
echo "The script name is : " $0
#参数个数
echo "Total parameter of this script is : " $#
[ "$#" -lt 2 ] && echo "tht parameter is less than 2." && exit 0
#列出所有参数
echo "whole parameter : " $@
# 列出第一个参数
echo "The first parameter : " $1
#列出第二个参数
echo "The second parameter: " $2



shift：可以是参数变量号码偏移，以shift.sh这个脚本来说明
例5.
[root@lys scripts]# cat shift.sh
#/bin/bash
#
echo "The script name is : " $0
echo "Total parameter of this script is : " $#
echo "whole parameter : " $@
#默认偏移一位shift
echo "Total parameter of this script is : " $#
echo "whole parameter : " $@
#指定偏移三位
shift 3
echo "Total parameter of this script is : " $#
echo "whole parameter : " $@




以上我添加了四个参数，第一个偏移一位，第二次偏移三位。shift可以移动变量位置。
shell中与用户的交互：
read命令：read [options] VAR...
-p 固定格式
-t timeout，提示失效时间单位为s
例6.read命令的使用
[root@lys scripts]# cat read.sh
#/bin/bash
#
#提示用户输入一个数字，等待时间5s
read -p "Please input a number : " -t 5 num echo "the number is $num"
shell中命令的引用，通常有两个格式：1. `commond` 2.$(commond)，看下面两个简单例子
1.[root@lys ~]# echo "`date`"
Mon Sep 14 13:18:15 CST 2015
2.[root@lys ~]# num=$(wc -l /etc/passwd )
[root@lys ~]# echo $num
25 /etc/passwd

shell script的条件判断式：
if ……then是最常见的条件判断式。当某个条件符合时，就进行某项工作。
格式：
if [条件判断式];then
当满足条件时的命令工作内容;
fi
例1.
写一个脚本传入两个参数，判定参数大小。
[root@lys scripts]# cat num.sh
#/bin/bash
#提示用户输入两个变量
read -p "Please input two numbers : " -t 5 num1 num2
#判断用户是否输入变量
if [ -z "$num1" ] ;then
echo "Please input two numbers."
exit 1
fi
#判断用户是否输入变量
if [ -z "$num2" ] ;then
echo "Please input two numbers."
exit 1
fi
# 判断num1是否大于等于num2
if [ $num1 -ge $num2 ] ;then
echo "Max number is $num1,Min number is $num2"
else
echo "Max number is $num2,Min number is $num1"
fi

例2.
用户随便输入一个字符，并判断该字符是否匹配
[root@lys scripts]# cat n
name.sh num.sh
[root@lys scripts]# cat yn.sh
#/bin/bash
#program
#show user`s choice
#2015/9/14
#提示用户输入字符
read -p "Please enter [y/n] : " yn
#判断输入的是“Y” 还是“y”
if [ $yn == "Y" ] || [ $yn == "y" ] ;then
echo " ok,continue."
exit 0
fi
#判断输入的是“N” 还是“n”
if [ $yn == "N" ] || [ $yn == "n" ] ; then
echo "oh,interrupt."
exit 0
fi
echo " I dont know what your choics is " && exit 0
多重，复杂条件判断：
1.格式如下：
if [条件判断式];then
当满足条件时的命令工作内容;
else
当不满足条件时的命令工作内容;
fi
2.格式如下：
if [条件判断式];then
当满足条件时的命令工作内容;
elif [条件判断式2] ；then
当条件判断式2成立时，执行命令工作内容
else
当条件判断式1和2都不成立时执行
fi
例3.使用if多分支实现比较数值大小。如下所示
[root@lys scripts]# cat num1.sh
#/bin/bash
#输入两个数字
read -p "Please input two numbers : " -t 5 num1 num2
#判断用户是否输入变量
if [ -z "$num1" ] ;then
echo "Please input two numbers."
exit 1
fi
#判断用户是否输入变量
if [ -z "$num2" ] ;then
echo "Please input two numbers."
exit 1
fi
#num1是否大于num2
if [ $num1 -gt $num2 ] ;then
echo "Max number is $num1,Min number is $num2"
#num1是否小于num2
elif [ $num1 -lt $num2 ] ; then
echo "Max number is $num2,Min number is $num1"
else
echo "$num1 == $num2 "
fi




case ...esac判断式：case 语句匹配一个值或一个模式，如果匹配成功，执行相匹配的命令。
[root@lys scripts]# cat case.sh
#/bin/bash

echo " Input a number between 1 to 4." #输入1-4
echo " Your number is: "
read Num #读入变量
case $Num in #匹配变量值
1) echo 'You select 1'
;;
2) echo 'You select 2'
;;
3) echo 'You select 3'
;;
4) echo 'You select 4'
;;
*) echo 'You do not select a number between 1 to 4'
;;
esac
利用function功能：
linux shell 可以定义函数，然后在shell脚本中可以随便调用。下面说说它的定义方法，以及调用需要注意的地方。
语法：
[ function ] funname [()]
{
action;
[return int;]
}
实例：
[root@lys scripts]# cat case1.sh
#/bin/bash
#定义一个函数申明
function printit () {
echo -n "Your choice is "
}
echo "This program will print your selection "
case $1 in
"one")
printit;echo $1
;;
"two")
printit;echo $2
;;
"three")
printis;echo $3
;;
* )
echo "Usage $0 {one|two|three}"
;;
esac
另外，function也是拥有内置变量的。它的内置变量与shell script很类似，函数名称代表$0.而后续接的变量也是以$1,$2……来代替的。
循环：
除了if...then...fi这种条件判断式之外，循环可能就是程序当中最重要的一环了。循环可以不断的执行某个程序段落，直到用户设置的条件达成为止。
一般来说，不定循环就是下面这两种状态
1.while [ condition ]
do 循环的开始
程序段落
done 循环的结束
2.until [condition]
do
程序段落
done
假设现在让用户输入yes或者YES才结束程序，否则一直提醒用户输入字符串。
[root@lys scripts]# cat while.sh
#/bin/bash
#
while [ "$ys" != "YES" -a "$ys" != "yes" ]
do
read -p "Please input YES/yes to stop this program: " ys
done
echo "you are right."

上面例题说明的是当ys这个变量的值既不是YES，也不是yes时就一直提醒用户输入，如果是就结束程序。
[root@lys ~]# cat until.sh
#/bin/bash

until [ "$ys" == "YES" -o "$ys" == "yes" ]
do
read -p "Please input YES/yes to stop this program: " ys
done
echo "you are right."

说明例题说明的是ys这个变量的值是YES或者yes，程序就执行，否则一直提醒用户输入。
for...do...done
相对于while，until的循环方式，for这种语法则是“已经知道要执行几次循环”
for var in con1 con2 con3 ……
do
程序段
done
例1.通过cut命令找出单纯的账号后，以id分别检查用户的标识符。
[root@lys scripts]# cat test2.sh
#/bin/bash
users=$( cut -d ':' -f1 /etc/passwd)
for username in $users
do
id $username
done



例2 写一个脚本查看本地局域网内在线的主机
[root@lys scripts]# cat ping1.sh
#/bin/bash
network="192.168.2" #定义一个网段
for i in $(seq 1 254) #定义变量i，i的值从1到254
ping -c 4 $network.$i #-c 指定ping包的个数
done



for...do...done的数值处理
语法
for ((初始值；循环条件；循环变量增值))
do
程序段
done
初始值：某个变量在循环中的的初始值
限制值：当变量在这个限制值的范围内，就继续执行
执行跨度：每一次循环时的变化量
例1.for循环的简单实例
[root@lys scripts]# cat test3.sh
#/bin/bash
for (( i=1;i<=5;i++ ))
do
echo "welcome $i times..."
done



总结：shell script是利用shell的功能所写的一个程序，这个程序使用纯文本文件，将一些shell的语法与命令写在里面，搭配正则表达式，管道命令与数据流重定向等功能，以达到我们要处理的目的。