shell脚本编程之使用结构化命令

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本教程使用Linux发行版Centos7.0系统，请您注意~

1.使用多个命令

shell脚本的关键之处在于输入多个命令并处理每个命令的结果，甚至需要将一个命令的结果传给另一个命令。shell可以让多个命令串起来，一次执行。如果要两个命令一起运行，可以将它们放在同一行，之间用逗号隔开。
```
[njust@njust tutorials]$ date;who
2020年 03月 11日 星期三 22:39:16 CST
njust    :0           2020-03-11 22:28 (:0)
njust    pts/0        2020-03-11 22:35 (192.168.0.107)
```
上述方法的缺点：使用上述方法可以将任意多个命令串联在一起使用，最大命令行字符数不超过255个。对小型的脚本适用，当有很多脚本时，直接在命令行中输入整个命令就很麻烦。

2.创建shell脚本文件

创建shell脚本文件时，必须在文件的第一行指定使用的shell是哪种类型，格式为：
```
#!/bin/bash
```
shell脚本中注释一般以#开头，shell脚本不会处理注释的行。但是，shell脚本的第一行是例外。#后的!会告诉shell用哪个shell来运行脚本，shell会根据命令在文件中出现的先后顺序进行处理。下面是创建脚本名为demo的文件。
```
#!/bin/bash
date
who
```
存在的问题：如何让bash shell找到你创建的脚本文件？shell会通过PATH环境变量来查找命令。PATH环境变量被设置成只在一组目录中查找命令。
```
[njust@njust tutorials]$ echo $PATH
/usr/local/bin:/usr/bin:/usr/local/sbin:/usr/sbin:/home/njust/.local/bin:/home/njust/bin
```
解决方法：让shell找到脚本文件，有两个方法：
- 将shell脚本文件所处的目录添加到PATH环境变量中；
- 在命令行中使用绝对或相对的路径来引用shell脚本文件（常用）；
由于你还没有执行文件的权限，这是由于umask变量被设置为022，因此系统创建的文件只有读写权限。使用下面的命令赋予文件有可执行权限。
```
chmod u+x demo
```
为了引用当前目录下的文件，可以在shell中使用单点操作符.。正式执行脚本demo
```
./demo
```

3.显示消息

在echo命令后加上一个字符串，该命令就会显示出这个文本字符串。默认情况下，不需要使用引号将需要显示的字符串包含起来。
```
[njust@njust tutorials]$ echo hello world
hello world
```
当字符串中含有单引号或双引号时，可以使用双引号或单引号(注意叙述的顺序)包含该字符串。
```
[njust@njust tutorials]$ echo "Let's see if this'll work"
Let's see if this'll work
```
echo命令可以添加到shell脚本中任何需要显示额外信息的地方！

当需要把字符串和命令输出显示在同一行时，可以使用带参数n的echo命令，如下所示：

#!/bin/bashecho -n "The time and date are: "
date# 结果
The time and date are: 2020年 03月 11日 星期三 23:07:03 CST

4.使用变量

变量可以将临时信息存储在shell脚本中，便于和shell中其他的命令一起使用。
环境变量：shell维护一组环境变量，用来记录特定的系统信息。可以使用set命令来显示一份完整的当前环境变量列表。

在脚本中，可以在环境变量名称前加上美元符号$从而来使用这些变量。

#!/bin/bash# print information about loggerecho "User info for userid: $USER"
echo UID: $UID
echo HOME: $HOME# 结果
User info for userid: njust
UID: 1000
HOME: /home/njust

注意：echo命令中的环境变量会在脚本运行时替换成当前值，只要脚本在引号中出现美元符，它就会以为你在引用一个变量，因此在表示真实美元的含义时，需要在$符号前加\转义字符。
```
#!/bin/bash echo "The cost of the item is \$5."
```
此外，还可以通过${变量名}的形式引用变量，变量名两侧的{}通常用于帮助识别美元符后的变量名。
用户变量：除了环境变量外，shell还允许在脚本中定义和使用自己的变量。变量名使用字母、数字或下划线组成的字符串表示，长度最长不超过20个。
注意：使用等号将值赋给用户自定义的变量，在变量、等号和值之间不能出现空格！！！
```
var1=23  # 等号左右不能出现空格！！
var2=demo
var3=testing
var4="hello shell"
```
shell脚本会自动决定变量值的数据类型。在脚本的整个生命周期内，shell脚本定义的变量会一直存在，在shell脚本结束时会被删除。用户变量也可以通过$引用。
```
#!/bin/bashdays=10
guest="curry"
echo "$guest checked in $days days ago"days=5
guest="durant"
echo "$guest cheked in $days days ago"# 结果
curry checked in 10 days ago
durant cheked in 5 days ago
```

变量每次引用时，都会输出当前赋给它的值。引用一个变量时需要使用美元符号$，引用一个变量var1给另一个变量var2进行赋值时，被赋值的变量不要使用$。对var1忘记使用$号，就会使var2的赋值行变成普通的字符串。

#!/bin/bashvar1=10
var2=$var1  # 在赋值语句中使用var1变量的值时，必须使用$符号
echo The resulting value is $var2# 结果
The resulting value is 10var2=var1;  # 错误的代表案例，输出结果是普通字符串
echo The resulting value is $var2# 错误结果
The resulting value is var1

命令替换：shell最有用的特性之一是从命令输出中提取出信息，并将其赋值给变量。将命令的输出赋值给变量后，就可以在脚本中使用了。有两种方法可以将命令输出赋值给变量：
- 反引号字符`
- $()格式

命令替换允许你将shell命令的输出赋值给变量，具体如下所示：

#!/bin/bashtesting=`date`
test=$(date)
echo The date and time are: $testing
echo The date and time are: $test# 结果
The date and time are: 2020年 03月 12日 星期四 09:11:38 CST
The date and time are: 2020年 03月 12日 星期四 09:11:38 CST

实例：通过命令替换获得当前日期并用它来生成唯一的文件名。

#!/bin/bash# copy the /usr/bin/directory listing to a log filetoday=$(date +%y%m%d)  # +%y%m%d格式是告诉date命令将日期显示为两位数的年月日数字组合
ls /usr/bin -al > log.$today# 结果
生成log.200312日志文件

命令替换会创建一个子shell来运行对应的命令，由该子shell所执行命令是无法使用脚本中所创建的变量。在命令行中使用路径./运行命令时，也会创建子shell；在运行命令时不加入路径，就不会创建子shell。

5.重定向输入和输出

重定向目的：想要保存某个命令的输出而不仅仅是让结果输出在屏幕上。
输出重定向：最基本的重定向是将命令的输出发送在一个文件中。格式如下：
```
具体命令 > 输出文件名
```

实例如下：

[njust@njust tutorials]$ date > test6
[njust@njust tutorials]$ cat test6
2020年 03月 12日 星期四 09:40:09 CST

如果输出文件已经存在，重定向操作符会用新的文件数据覆盖已有文件。

[njust@njust tutorials]$ who > test6
[njust@njust tutorials]$ cat test6
njust    :0           2020-03-11 22:28 (:0)
njust    pts/0        2020-03-12 08:39 (192.168.0.107)
njust    pts/1        2020-03-12 08:41 (:0)

有时候，你并不想覆盖原始文件中的内容，而是想将命令的输出追加到已有文件中。这种情况下，可以用>>来追加数据。

[njust@njust tutorials]$ date >> test6
[njust@njust tutorials]$ cat test6
njust    :0           2020-03-11 22:28 (:0)
njust    pts/0        2020-03-12 08:39 (192.168.0.107)
njust    pts/1        2020-03-12 08:41 (:0)
2020年 03月 12日 星期四 09:43:41 CST

输入重定向：输入重定向将文件的内容重定向到命令，而不是将命令输出重定向到文件。输入重定向的格式：
```
具体命令 < 输入文件
```

具体实例：wc命令可以统计文件中的数据，默认情况下会输出3个值。

[njust@njust tutorials]$ wc < test6
4  21 186  # 从左到右分别表示文本的行数、文本的词数、文本的字节数

内联输入重定向：<<无需使用文件进行重定向，只需要在命令行中指定输入重定向的数据即可。注意：必须指定一个文本标记来划分输入数据的起始和结尾。任何字符串都可以作为文本标记，但数据的起始和结尾文本标记必须一致。格式：
```
具体命令 >> EOF
data
EOF
```

在命令行中使用内联输入重定向时，shell会用PS2变量中定义的次提示符来提示用户输入数据。

[njust@njust tutorials]$ wc << EOF
> test string 1  # >表示的就是次提示符
> test string 2
> test string 3
> EOF
3  9 42

6.管道

管道的目的：一个命令的输出作为另一个命令的输入。
管道被放在命令之间，将一个命令的输出重定向到另一个命令中。基本格式如下：
```
命令1 | 命令2
```
管道串器的两个命令不是依次执行的，Linux系统实际上会同时运行这两个命令，在系统内部将它们连接起来。在第一个命令产生输出的同时，输出会被立即送个第二个命令。数据传输不会用的任何中间文件或缓冲区。

可以在一条命令中使用任意多条管道。可以持续地将命令的输出通过管道传给其他命令来细化操作。如下例所示：

rpm -qa | sort | more  # 先生成已安装包的列表，再排序，最后再用more显示# 如果想更精致点，可以搭配使用重定向和管道将输出保存到文件中
rpm -qa | sort > rpm.list

管道最流行的用法之一就是将产生的大量输出通过管道传给more命令，一般与ls命令结合使用。

7.执行数学运算

在shell中有两个途径进行数学运算。
- expr命令
- 使用方括号
expr命令允许在命令行中处理数学表达式，但特别笨拙。许多expr命令操作符在shell中另有含义，当它们出现在expr命令中时，会得到一些诡异的结果。对那些容易被shell错误解释的字符，需要使用转义字符。
```
[njust@njust tutorials]$ expr 5 * 2
expr: 语法错误
[njust@njust tutorials]$ expr 5 \* 2
10
```

在shell脚本中expr命令也同样复杂，如下所示：

#!/bin/bashvar1=10
var2=20
var3=$(expr $var2 / $var1)  # 要将一个数学表达式的结果赋值给一个变量var3,也需要借助命令替换。
echo The result is $var3# 结果
The result is 2

在bash中，在将一个数学运算结果赋给一个变量时，可以使用美元符和[]将整个表达式圈起来。
```
[njust@njust tutorials]$ var1=$[1+34]
[njust@njust tutorials]$ echo $var1
35
```

用方括号执行shell运算比用expr命令方便很多，在shell脚本中也能看出。

#!/bin/bashvar1=10
var2=20var3=`expr $var2 / $var1`
echo the result is $var3var1=100
var2=200
var3=45var4=$[$var1 * ($var3 - $var2)]
echo final result is $var4
# 结果
the result is 2
final result is -15500

bash shell数学运算符只支持整数运算，这是一个巨大的限制。

#!/bin/bashvar1=100
var2=45
var3=$[$var1 / $var2]
echo The final result is $var3# 结果
The final result is 2

浮点数运算的解决方案：使用内建的bash计算器bc。bash计算器允许在命令行中输入浮点表达式，然后解释并计算该表达式，返回结果。
浮动运算是由内建变量scale控制的，这个值设置为你需要保留的小数点后几位。
```
[njust@njust ~]$ bc -q  # -q参数表示不显示欢迎信息
3.44 /5
0
scale=4
3.44 / 5
.6880
quit
```

bash计算器还支持变量，如下所示：

bc -q
var1=10
var1*4
40
var2=var1 / 5
print var2
2
quit

在脚本中使用bc：可以使用命令替换运行bc命令，并将输出赋值给一个变量，基本格式如下：
```
变量名=$(echo "可选项; 表达式" | bc)
```

实例：在脚本中使用bc，如下所示。

#!/bin/bashvar1=$(echo "scale=4; 3.44/5" | bc)
echo $var1
.6880

上述方法适用于较短的运算，但有时候涉及更多的数字。需要进行大量的运算，在一个命令行中列出多个表达式就会麻烦。解决方法：使用内联输入重定向，它允许你直接在命令行中重定向数据。基本格式为：
```
变量名=$(bc << EOF
可选项
语句
表达式
EOF)
```

在bash计算器中创建的变量只在bash计算器中有效，不能在shell脚本中使用。

#!/bin/bashvar1=10.46
var2=43.67
var3=33.2
var4=71var5=$(bc << EOF
scale=4
a1 = ($var1 * $var2)
b1 = ($var3 * $var4)
a1 + b1
EOF
)
echo final result is $var5
# 结果
final result is 2813.9882

8.退出脚本

shell中运行的每个命令都使用退出状态码，shell告诉它已经运行完毕。退出状态码是一个0到255的整数值，在命令结束时由命令传给shell，可以捕捉这个值在脚本中使用。**Linux专门提供了变量?来保存上一个已执行命令的退出状态码∗∗。对于需要进行检查的命令，必须在其运行完毕后立即查看或使用?来保存上一个已执行命令的退出状态码**。对于需要进行检查的命令，必须在其运行完毕后立即查看或使用?来保存上一个已执行命令的退出状态码∗∗。对于需要进行检查的命令，必须在其运行完毕后立即查看或使用?变量。
```
[njust@njust tutorials]$ date
2020年 03月 12日 星期四 10:39:19 CST
[njust@njust tutorials]$ echo $?
0
```

Linux退出状态码如下：

0           命令成功结束
1           一般性未知错误
2           不适合的shell命令
126         命令不可执行
127         没找到命令
128         无效的退出参数
130         通过CTRL+C终止的命令

exit命令：默认情况下，shell脚本会以脚本中最后一个命令的退出状态码退出。用户可以改变这种默认行为，返回自己的状态码。eixt命令允许在脚本结束时指定一个退出状态码。

#!/bin/bashvar1=10
var2=30
var3=$[$var1 + $var2]
echo The answer is $var3
exit 5# 结果
The answer is 40
echo $?
5# 也可以在exit命令的参数中使用变量
exit $var3echo $?
40# 注意：退出状态码最大为255，超过最大的255后，会通过取模运算得到最后的结果即实际值 % 256 = 最结果
var1=10
var2=30
var3=$[$var1 * $var2]
echo The answer is $var3
exit $var3echo $?
44

8.资料下载

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