linux编程之外壳编程

运行外壳程序
如何运行我们已经写好的外壳脚本呢？可以有四种方法，下面分别介绍这几种方法：
1. 可以把外壳脚本的权限设置为可执行，这样就可以在外壳提示符下直接执行。我们可以
使用下列命令更改外壳脚本的权限∶
chmod u+x filename 只有自己可以执行，其他人不能执行。
chmod ug+x filename 只有自己以及同一工作组的人可以执行，其他人不能执行。
chmod +x filename 所有人都可以执行。
而我们如何指定使用哪一个外壳来解释执行外壳脚本呢？几种基本的指定方式如下所述∶
1) 如果外壳脚本的第一个非空白字符不是“ #”，则它会使用Bourne 外壳。
2) 如果外壳脚本的第一个非空白字符是“ #”，但不以“# !”开头时，则它会使用C 外壳。
3) 如果外壳脚本以“# !”开头，则“ # !”后面所跟的字符串就是所使用的外壳的绝对路径
名。Bourne 外壳的路径名称为/bin/sh ，而C 外壳则为/ b i n / c s h。

例如：
1) 如使用Bourne 外壳，可用以下方式：
echo enter filename
或者
#!/bin/sh
2) 如使用C 外壳，可用以下方式：
# C 外壳S c r i p t
或者
# ! / b i n / c s h
3) 如使用/etc/perl 作为外壳，可用以下方式：
#! /etc/perl

2. 第二种方法是执行外壳脚本想要执行的外壳，其后跟随外壳脚本的文件名作为命令行参
数。例如，使用tcsh 执行上面的外壳脚本：
tcsh remount
此命令启动一个新的外壳，并令其执行remount 文件。
3. 第三种方法是在pdksh 和b a s h下使用. 命令，或在t c s h下使用source 命令。例如，在p d k s h
和b a s h下执行上面的外壳脚本：
. r e m o u n t
或在t c s h下执行上面的外壳脚本：
source remount
4. 第四种方法是使用命令替换。
这是一个相当有用的方法。如果想要使某个命令的输出成为另一个命令的参数时，就可以
使用这个方法。我们将命令列于两个` 号之间，而外壳会以这个命令执行后的输出结果代替这
个命令以及两个` 符号。例如：
str='Current directory is '`pwd`
echo $str
结果如下∶
Current directory is /users/cc/mgtsai
在上面的例子中，pwd 这个命令输出/ u s e r s / c c / m g t s a i，而后整个字符串代替原来的‘ p w d’
设定str 变量，所以str 变量的内容则会包括pwd 命令的输出。

 

位置变量和其他系统变量

除了位置变量以外，还有其他的一些系统变量，下面分别加以说明：
• 有些变量在启动外壳时就已经存在于系统中，你可以使用这些系统变量，并且可以赋予
新值：
$HOME 用户自己的目录。
$ PATH 执行命令时所搜寻的目录。
$TZ 时区。
$MAILCHECK 每隔多少秒检查是否有新的邮件。
$ P S 1 在外壳命令行的提示符。
$ P S 2 当命令尚未打完时，外壳要求再输入时的提示符。
$ M A N PATHman 指令的搜寻路径。
• 有些变量在执行外壳程序时系统就设置好了，并且你不能加以修改：
$ # 存储外壳程序中命令行参数的个数。
$ ? 存储上一个执行命令的返回值。
$ 0 存储外壳程序的程序名。
$ * 存储外壳程序的所有参数。
“$ @” 存储所有命令行输入的参数，分别表示为(“$ 1” “$ 2” . . . )。
$ $ 存储外壳程序的P I D。
$ ! 存储上一个后台执行命令的P I D

 

引号的作用
在外壳编程中，各种不同的引号之间的区别是十分重要的。单引号（ ‘ ’）、双引号（“”）和
反斜杠（\）都用作转义。
• 这三者之中，双引号的功能最弱。当你把字符串用双引号括起来时，外壳将忽略字符串
中的空格，但其他的字符都将继续起作用。双引号在将多于一个单词的字符串赋给一个
变量时尤其有用。例如，把字符串hello there赋给变量g r e e t i n g时，应当使用下面的命令：
greeting="hello there" （在bash 和p d k s h环境下）
set greeting = "hello there" （在t c s h环境下）
这两个命令将hello there作为一个单词存储在greeting 变量中。如果没有双引号， bash 和
p d k s h将产生语法错，而t c s h则将hello 赋给变量greeting 。
• 单引号的功能则最强。当你把字符串用单引号括起来时，外壳将忽视所有单引号中的特
殊字符。例如，如果你想把登录时的用户名也包括在g r e e t i n g变量中，应该使用下面的命
令：
greeting="hello there $LOGNAME" （在bash 和p d k s h环境下）
set greeting="hello there $LOGNAME" （在t c s h环境下）
这将会把hello there root存储在变量greeting 中，如果你是以root 身份登录的话。但如果你
在上面使用单引号，则单引号将会忽略$符号的真正作用，而把字符串hello there $LOGNAME
存储在greeting 变量中。
• 使用反斜杠是第三种使特殊字符发生转义的方法。反斜杠的功能和单引号一样，只是反
斜杠每次只能使一个字符发生转义，而不是使整个字符串发生转义。请看下面的例子：
greeting=hello\ there (在b a s h和p d k s h环境下)
set greeting=hello\ there (在t c s h环境下)
在命令中，反斜杠使外壳忽略空格，从而将hello there作为一个单词赋予变量g r e e t i n g。
当你想要将一个特殊的字符包含在一个字符串中时，反斜杠就会特别地有用。例如，你想
把一盒磁盘的价格$ 5 . 0 0赋予变量d i s k p r i c e，则使用如下的命令：
d i s k p r i c e = \ $ 5 . 0 0 (在bash 和p d k s h环境下)
set disk_price = \$5.00 (在t c s h环境下)
如果没有反斜杠，外壳就会试图寻找变量5，并把变量5的值赋给d i s k p r i c e。

 

数值运算命令
如果需要处理数值运算，我们可以使用e x p r命令，下面列出可以使用的数值运算符及其用
法：
expr expression
说明：
e x p r e s s i o n是由字符串以及运算符所组成的，每个字符串或是运算符之间必须用空格隔开。
下面列出了运算符的种类及功能，运算符的优先顺序以先后次序排列，可以利用小括号来改变
运算的优先次序。其运算结果输出到标准输出设备上。
: 字符串比较。比较的方式是以两字符串的第一个字母开始，以第二个字符串的
最后一个字母结束。如果相同，则输出第二个字串的字母个数，如果不同则返回0 。
* 乘法
/ 除法
％ 取余数
+ 加法
- 减法
< 小于
<= 小于等于
= 等于
!= 不等于
>= 大于等于
> 大于
& AND运算
| OR运算
注意当expression中含有*、(、)等符号时，必须在其前面加上\ ，以免被外壳解释成其
他意义。
例如：
expr 2 \* \( 3 + 4 \)
输出结果为1 4。
t e s t命令
在bash 和p d k s h环境中，t e s t命令用来测试条件表达式。其用法如下：
test expression
或者
[ expression ]
t e s t命令可以和多种系统运算符一起使用。这些运算符可以分为四类：整数运算符、字符
串运算符、文件运算符和逻辑运算符。
1) 整数运算符
int1 -eq int2 如果int1 和i n t 2相等，则返回真。
int1 -ge int2 如果int1 大于等于i n t 2，则返回真。
int1 -gt int2 如果int1 大于i n t 2，则返回真。
int1 -le int2 如果i n t 1小于等于i n t 2，则返回真。
int1 -lt int2 如果i n t 1小于i n t 2，则返回真。
int1 -ne int2 如果int1 不等于i n t 2，则返回真。
2) 字符串运算符
str1 = str2 如果str1 和s t r 2相同，则返回真。
str1 != str2 如果str1 和s t r 2不相同，则返回真。
str 如果str 不为空，则返回真。
-n str 如果str 的长度大于零，则返回真。
-z str 如果str 的长度等于零，则返回真。
3) 文件运算符
-d filename 如果filename 为目录，则返回真。
-f filename 如果filename 为普通的文件，则返回真。
-r filename 如果filename 可读，则返回真。
-s filename 如果filename 的长度大于零，则返回真。
-w filename 如果filename 可写，则返回真。
-x filename 如果filename 可执行，则返回真。
4) 逻辑运算符
! expr 如果expr 为假，则返回真。
expr1 -a expr2 如果expr1 和e x p r 2同时为真，则返回真。
expr1 -o expr2 如果expr1 或e x p r 2有一个为真，则返回真。
t c s h中没有t e s t命令，但它同样支持表达式。t c s h支持的表达式形式基本上和C语言一样。
这些表达式大多数用在if 和w h i l e命令中。
t c s h表达式的运算符也分为整数运算符、字符串运算符、文件运算符和逻辑运算符四种。
1) 整数运算符
int1 <= int2 如果i n t 1小于等于i n t 2，则返回真。
int1 >= int2 如果int1 大于等于i n t 2，则返回真。
int1 < int2 如果i n t 1小于等于i n t 2，则返回真。
int1 > int2 如果int1 大于i n t 2，则返回真。
2) 字符串运算符
str1 == str2 如果str1 和s t r 2相同，则返回真。
str1 != str2 如果str1 和s t r 2不相同，则返回真。
３) 文件运算符
-r file 如果f i l e可读，则返回真。
-w file 如果f i l e可写，则返回真。
-x file 如果f i l e可执行，则返回真。
-e file 如果f i l e存在，则返回真。
-o file 如果当前用户拥有file ，则返回真。
-z file 如果file 长度为零，则返回真。
-f file 如果file 为普通文件，则返回真。
-d file 如果file 为目录，则返回真。
4) 逻辑运算符
exp1 || exp2 如果exp1 为真或exp2 为真，则返回真。
exp1 && exp2 如果exp1 和e x p 2同时为真，则返回真。
! exp 如果exp 为假，则返回真。

 

条件表达式
b a s h、p d k s h和tcsh 都有两种条件表达方法，即if 表达式和case 表达式。
1 if 表达式
b a s h、p d k s h和tcsh 都支持嵌套的if...then...else 表达式。bash 和pdksh 的if 表达式如下：
if [ expression ]
t h e n
c o m m a n d s
elif [ expression2 ]
t h e n
c o m m a n d s
e l s e
c o m m a n d s
f i
elif 和else 在if 表达式中均为可选部分。e l i f是else if的缩写。只有在i f表达式和任何在它之
前的e l i f表达式都为假时，才执行e l i f。f i关键字表示i f表达式的结束。
在t c s h中，i f表达式有两种形式。第一种形式为：
if (expression1) then
c o m m a n d s
else if (expression2) then
c o m m a n d s
e l s e
c o m m a n d s
e n d i f
t c s h的第二种形式是第一种形式的简写。它只执行一个命令，如果表达式为真，则执行，
如果表达式为假，则不做任何事。其用法如下：
if (expression) command
下面是一个bash 或pdksh 环境下if 表达式的例子。它用来查看在当前目录下是否存在一个
叫. p r o f i l e的文件：
if [ -f .profile ]
t h e n
echo "There is a .profile file in the current directory. "
e l s e
echo "Could not find the .profile file."
f i
在t c s h环境下为：
#
if ( { -f .profile } ) then
echo "There is a .profile file in the current directory. "
e l s e
echo "Could not find the .profile file."
e n d i f
2 case 表达式
c a s e表达式允许你从几种情况中选择一种情况执行。外壳中的c a s e表达式的功能要比P a s c a l
或C语言的case 或s w i t c h语句的功能稍强。这是因为在外壳中，你可以使用c a s e表达式比较带有
通配符的字符串，而在Pascal 和C语言中你只能比较枚举类型和整数类型的值。
bash 和p d k s h的c a s e表达式如下：
case string1 in
s t r 1 )
c o m m a n d s ; ;
s t r 2 )
c o m m a n d s ; ;
* )
c o m m a n d s ; ;
e s a c
在此，将string1 和s t r 1、s t r 2比较。如果str1 和s t r 2中的任何一个和s t r i n g s 1相符合，则它下
面的命令一直到两个分号( ; ; )将被执行。如果str1 和s t r 2中没有和s t r i n g s 1相符合的，则星号（* )
下面的语句被执行。星号是缺省的c a s e条件，因为它和任何字符串都匹配。
t c s h的选择语句称为开关语句。它和C语言的开关语句十分类似。
switch (string1)
case str1:
s t a t e m e n t s
b r e a k s w
case str2:
s t a t e m e n t s
b r e a k s w
d e f a u l t :
s t a t e m e n t s
b r e a k s w
e n d s w
在此，s t r i n g 1和每一个c a s e关键字后面的字符串相比较。如果任何一个字符串和s t r i n g 1相
匹配，则其后面的语句直到b r e a k s w将被执行。如果没有任何一个字符串和s t r i n g 1匹配，则执
行d e f a u l t后面直到b r e a k s w的语句。
下面是bash 或p d k s h环境下c a s e表达式的一个例子。
它检查命令行的第一个参数是否为-i 或e。如果是- i，则计算由第二个参数指定的文件中以
i开头的行数。如果是- e，则计算由第二个参数指定的文件中以e开头的行数。如果第一个参数
既不是- i也不是- e，则在屏幕上显示一条的错误信息。
case $1 in
- i )
count='grep ^i $2 | wc -l '
echo "The number of lines in $2 that start with an i is $count"
; ;
- e )
count='grep ^e $2 | wc -l'
echo "The number of lines in $2 that start with an e is $count"
; ;
* )
echo "That option is not recognized"
; ;
e s a c
此例在tcsh 环境下为：
# remember that the first line must start with a # when using tcsh
switch ( $1 )
case -i | i:
set count = 'grep ^i $2 | wc -l'
echo "The number of lines in $2 that begin with i is $count"
b r e a k s w
case -e | e:
set count = 'grep ^e $2 | wc -l'
echo "The number of lines in $2 that begin with e is $count"
b r e a k s w
d e f a u l t :
echo "That option is not recognized"
b r e a k s w
e n d s w

 

循环语句
外壳中提供了几种循环语句，最为常用的是f o r表达式。
1 for 语句
bash 和p d k s h中有两种使用for 语句的表达式。
第一种形式是：
for var1 in list
d o
c o m m a n d s
d o n e
在此形式时，对在list 中的每一项， f o r语句都执行一次。L i s t可以是包括几个单词的、由
空格分隔开的变量，也可以是直接输入的几个值。每执行一次循环， v a r 1都被赋予l i s t中的当前
值，直到最后一个为止。
第二种形式是：
for var1
d o
s t a t e m e n t s
d o n e
使用这种形式时，对变量v a r 1中的每一项，f o r语句都执行一次。此时，外壳程序假定变量
v a r 1中包含外壳程序在命令行的所有位置参数。
一般情况下，此种方式也可以写成：
for var1 in "$@"
d o
s t a t e m e n t s
d o n e
在t c s h中，f o r循环语句叫做f o r e a c h。其形式如下：
foreach name (list)
c o m m a n d s
e n d
下面是一个在bash 或p d k s h环境下的例子。
此程序可以以任何数目的文本文件作为命令行参数。它读取每一个文件，把其中的内容转
换成大写字母，然后将结果存储在以. c a p s作为扩展名的同样名字的文件中。
for file
d o
tr a-z A-Z < $file >$file.caps
d o n e
在t c s h环境下，此例子可以写成：
#
foreach file ($*)
tr a-z A-Z < $file >$file.caps
e n d
2 while 语句
while 语句是另一种循环语句。当一个给定的条件为真时，则一直循环执行下面的语句直
到条件为假。在bash 和p d k s h环境下，使用while 语句的表达式为：
while expression
d o
s t a t e m e n t s
d o n e
而在t c s h中，while 语句为：
while (expression)
s t a t e m e n t s
e n d
下面是在bash 和p d k s h中w h i l e语句的一个例子。程序列出所带的所有参数，以及他们的位
置号。
c o u n t = 1
while [ -n "$*" ]
d o
echo "This is parameter number $count $1"
s h i f t
count='expr $count + 1'
d o n e
其中s h i f t命令用来将命令行参数左移一个。
在t c s h中，此例子为：
#
set count = 1
while ( "$*" != "" )
echo "This is parameter number $count $1"
s h i f t
set count = 'expr $count + 1'
e n d
3 until 语句
until 语句的作用和w h i l e语句基本一样，只是当给定的条件为假时，执行until 语句。u n t i l
语句在bash 和p d k s h中的写法为：
until expression
d o
c o m m a n d s
d o n e
让我们用u n t i l语句重写上面的例子：
c o u n t = 1
until [ -z "$*" ]
d o
echo "This is parameter number $count $1"
s h i f t
count='expr $count + 1'
d o n e
在应用中，u n t i l语句不是很常用，因为u n t i l语句可以用w h i l e语句重写。

 

shift 命令
b a s h、p d k s h和t c s h都支持shift 命令。shift 命令用来将存储在位置参数中的当前值左移一
个位置。例如当前的位置参数是：
$1 = -r $2 = file1 $3 = file2
执行shift 命令：
s h i f t
位置参数将会变为：
$1 = file1 $2 = file2
你也可以指定shift 命令每次移动的位置个数。下面的例子将位置参数移动两个位置：
shift 2
下面是一个应用shift 命令的例子。此程序有两个命令行参数，一个代表输入文件，另一个
代表输出文件。程序读取输入文件，将其中的内容转换成大写，并将结果存储在输出文件中。
while [ "$1" ]
d o
if [ "$1" = "-i" ] then
i n f i l e = " $ 2 "
shift 2
elif [ "$1" = "-o" ]
t h e n
o u t f i l e = " $ 2 "
shift 2
e l s e
echo "Program $0 does not recognize option $1"
f i
d o n e
tr a-z A-Z <$infile >$outfile

 

select 语句
select 语句只存在于p d k s h中，在bash 或t c s h中没有相似的表达式。select 语句自动生成一
个简单的文字菜单。其用法如下：
select menuitem [in list_of_items]
d o
c o m m a n d s
d o n e
其中方括号中是s e l e c t语句的可选部分。
当s e l e c t语句执行时， p d k s h为在l i s t _ o f _ i t e m s中的每一项创建一个标有数字的菜单项。
l i s t o f i t e m s可以是包含几个条目的变量，就像choice1 choice2，或者是直接在命令中输入的选
择项，例如：
select menuitem in choice1 choice2 choice3
如果没有l i s t o f i t e m s，s e l e c t语句则使用命令行的位置参数，就像f o r表达式一样。
一旦你选择了菜单项中的一个， s e l e c t语句就选中的菜单项的数字值存储在变量m e n u i t e m
中。然后你可以利用d o中的语句来执行选中的菜单项要执行的命令。
下面是s e l e c t语句的一个例子。
select menuitem in pick1 pick2 pick3
d o
echo "Are you sure you want to pick $menuitem"
read res
if [ $res = "y" -o $res = "Y" ]
t h e n
b r e a k
f i
d o n e

 

repeat 语句
repeat 语句只存在于t c s h中，在pdksh 和b a s h中没有相似的语句。repeat 语句用来使一个单
一的语句执行指定的次数。repeat 语句如下：
repeat count command
下面给出repeat 语句的一个例子。它读取命令行后的一串数字，并根据数字在屏幕上分行
输出句号。
#
foreach num ($*)
repeat $num echo -n "."
echo ""
e n d
任何repeat 语句都可以用while 或f o r语句重写。r e p e a t语句只是更加方便而已。

 

子函数
外壳语言可以定义自己的函数，就像在C 或其他语言中一样。使用函数的最大好处就是程
序更为清晰可读。下面是如何在bash 和p d k s h中创建一个函数：
fname () {
s h e l l c o m m a n d s
}
在p d k s h中也可以使用如下的形式：
function fname {
s h e l l c o m m a n d s
}
使用函数时，只须输入以下的命令：
fname [parm1 parm2 parm3 ...]
tcsh 外壳中不支持函数。
你可以传递任何数目的参数给一个函数。函数将会把这些参数视为位置参数。请看下面的
例子。
此例子包括四个函数：upper ()、lower ()、print ()和usage_error ()，他们的任务分别是：将
文件转换成大写字母、将文件转换成小写字母、打印文件内容和显示出错信息。upper () 、
lower ()、print ()都可以有任意数目的参数。如果将此例子命名为c o n v e r t，你可以在外壳提示
符下这样使用该程序：convert -u file1 file2 file3。
upper () {
s h i f t
for i
d o
tr a-z A-Z <$1 >$1.out
rm $1
mv $1.out $1
s h i f t
done; }
lower () {
s h i f t
for i
d o
tr A-Z a-z <$1 >$1.out
rm $1
mv $1.out $1
s h i f t
done; }
print () {
s h i f t
for i
d o
lpr $1
s h i f t
done; }
usage_error () {
echo "$1 syntax is $1 <option> <input files>"
echo ""
echo "where option is one of the following"
echo "p — to print frame files"
echo "u — to save as uppercase"
echo "l — to save as lowercase"; }
case $1
i n
p | -p) print $@;;
u | -u) upper $@;;
l | -l) lower $@;;
*) usage_error $0;;
e s a c