shell脚本编程

什么是Shell脚本

Shell脚本（英语：Shell script），又称Shell命令稿、程序化脚本，是一种电脑程序与文本文件，内容由一连串的shell命令组成，经由Unix Shell直译其内容后运作。被当成是一种脚本语言来设计，其运作方式与直译语言相当，由Unix shell扮演命令行解释器的角色，在读取shell脚本之后，依序运行其中的shell命令，之后输出结果。利用shell脚本可以进行系统管理，文件操作等。

示例

看个例子吧：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

#!/bin/sh   cd ~   mkdir shell_tut   cd shell_tut        for ((i=0; i<10; i++)); do       touch test_$i.txt   done

 

示例解释
•第1行：指定脚本解释器，这里是用/bin/sh做解释器的
•第2行：切换到当前用户的home目录
•第3行：创建一个目录shell_tut
•第4行：切换到shell_tut目录
•第5行：循环条件，一共循环10次
•第6行：创建一个test_1…10.txt文件
•第7行：循环体结束

cd, mkdir, touch都是系统自带的程序，一般在/bin或者/usr/bin目录下。for, do, done是sh脚本语言的关键字。

shell和shell脚本的概念

shell是指一种应用程序，这个应用程序提供了一个界面，用户通过这个界面访问操作系统内核的服务。Ken Thompson的sh是第一种Unix Shell，Windows Explorer是一个典型的图形界面Shell。

shell脚本（shell script），是一种为shell编写的脚本程序。业界所说的shell通常都是指shell脚本，但读者朋友要知道，shell和shell script是两个不同的概念。由于习惯的原因，简洁起见，本文出现的“shell编程”都是指shell脚本编程，不是指开发shell自身（如Windows Explorer扩展开发）。

环境

shell编程跟java、php编程一样，只要有一个能编写代码的文本编辑器和一个能解释执行的脚本解释器就可以了。

 

Shell脚本语法

一、条件测试

命令test或 [ 可以测试一个条件是否成立，如果测试结果为真，则该命令的Exit Status为0，如果测试结果为假，则命令的Exit Status为1（注意与C语言的逻辑表示正好相反）。 
例如测试两个数的大小关系：

c01cpp@ubuntu:~$ var=2
c01cpp@ubuntu:~$ test $var -gt 1
c01cpp@ubuntu:~$ echo $?
0
c01cpp@ubuntu:~$ test $var -gt 3
c01cpp@ubuntu:~$ echo $?
1
c01cpp@ubuntu:~$ [ $var -gt 3 ]
c01cpp@ubuntu:~$ echo $?
1
c01cpp@ubuntu:~$

虽然看起来很奇怪，但左方括号 [ 确实是一个命令的名字，传给命令的各参数之间应该用空格隔开，比如： 
$VAR、-gt、3、] 是 [ 命令的四个参数，它们之间必须用空格隔开。 
命令test或 [ 的参数形式是相同的，只不过test命令不需要 ] 参数。 
以 [ 命令为例，常见的测试命令如下表所示：

[ -d DIR ] 如果DIR存在并且是一个目录则为真 
[ -f FILE ] 如果FILE存在且是一个普通文件则为真 
[ -z STRING ] 如果STRING的长度为零则为真 
[ -n STRING ] 如果STRING的长度非零则为真 
[ STRING1 = STRING2 ] 如果两个字符串相同则为真 
[ STRING1 != STRING2 ] 如果字符串不相同则为真

[ ARG1 OP ARG2 ] ARG1和ARG2应该是整数或者取值为整数的变量，OP是-eq（等于）-ne（不等于）-lt（小于）-le（小于等于）-gt（大于）-ge（大于等于）之中的一个。

和C语言类似，测试条件之间还可以做与、或、非逻辑运算：

[ ! EXPR ] EXPR可以是上表中的任意一种测试条件，!表示“逻辑反(非)” 
[ EXPR1 -a EXPR2 ] EXPR1和EXPR2可以是上表中的任意一种测试条件，-a表示“逻辑与” 
[ EXPR1 -o EXPR2 ] EXPR1和EXPR2可以是上表中的任意一种测试条件，-o表示“逻辑或”

例如：

$ VAR=abc
$ [ -d Desktop -a $VAR = 'abc' ]
$ echo $?
0

 

 

注意，如果上例中的$VAR变量事先没有定义，则被Shell展开为空字符串，会造成测试条件的语法错误 
（展开为[ -d Desktop -a = ‘abc’ ]） 
作为一种好的Shell编程习惯，应该总是把变量取值放在双引号之中 
（展开为[ -d Desktop -a “” = ‘abc’ ]）：

$ unset VAR
$ [ -d Desktop -a $VAR = 'abc' ]
bash: [: too many arguments
$ [ -d Desktop -a "$VAR" = 'abc' ]
$ echo $?
1

二、条件分支

1.if/then/elif/else/fi

和C语言类似，在Shell中用if、then、elif、else、fi这几条命令实现分支控制。这种流程控制语句本质上也是由若干条Shell命令组成的，例如先前讲过的

if [ -f ~/.bashrc ]; then
    . ~/.bashrc
fi

 

 

其实是三条命令， 
if [ -f ∼/.bashrc ]是第一条， 
then . ∼/.bashrc是第二条， 
fi是第三条。 
如果两条命令写在同一行则需要用;号隔开，一行只写一条命令就不需要写;号了， 
另外，then后面有换行，但这条命令没写完，Shell会自动续行，把下一行接在then后面当作一条命令处理。 
和[命令一样，要注意命令和各参数之间必须用空格隔开。if命令的参数组成一条子命令，如果该子命令的Exit Status为0（表示真），则执行then后面的子命令，如果Exit Status非0（表示假），则执行elif、else或者fi后面的子命令。 
if后面的子命令通常是测试命令，但也可以是其它命令。 
Shell脚本没有{}括号，所以用fi表示if语句块的结束。见下例：

#! /bin/sh

if [ -f /bin/bash ]
then 
    echo "/bin/bash is a file"
else 
    echo "/bin/bash is NOT a file"
fi
if :; then echo "always true"; fi

 

 

“:”是一个特殊的命令，称为空命令，该命令不做任何事，但Exit Status总是真。 
此外，也可以执行/bin/true或/bin/false得到真或假的Exit Status。 
再看一个例子：

#! /bin/sh

echo "Is it morning? Please answer yes or no."
read YES_OR_NO
if [ "$YES_OR_NO" = "yes" ]; then
    echo "Good morning!"
elif [ "$YES_OR_NO" = "no" ]; then
    echo "Good afternoon!"
else
    echo "Sorry, $YES_OR_NO not recognized. Enter yes or no."
    exit 1
fi
exit 0

 

 

上例中的read命令的作用是等待用户输入一行字符串，将该字符串存到一个Shell变量中。 
此外，Shell还提供了&&和||语法，和C语言类似，具有Short-circuit（短路原则）特性，很多Shell脚本喜欢写成这样：

test "$(whoami)" != 'root' && (echo you are using a non-privileged account; exit 1)

 

&&相当于“if…then…”，而||相当于“if not…then…”。 
&&和||用于连接两个命令，而上面讲的-a和-o仅用于在测试表达式中连接两个测试条件，要注意它们的区别，例如：

test "$VAR" -gt 1 -a "$VAR" -lt 3

2.case/esac

case命令可类比C语言的switch/case语句，esac表示case语句块的结束。 
C语言的case只能匹配整型或字符型常量表达式，而Shell脚本的case可以匹配字符串和Wildcard，每个匹配分支可以有若干条命令，末尾必须以;;结束，执行时找到第一个匹配的分支并执行相应的命令，然后直接跳到esac之后，不需要像C语言一样用break跳出。

#! /bin/sh

echo "Is it morning? Please answer yes or no."
read YES_OR_NO
case "$YES_OR_NO" in
yes|y|Yes|YES)
    echo "Good Morning!";;
[nN]*)
    echo "Good Afternoon!";;
*)
    echo "Sorry, $YES_OR_NO not recognized. Enter yes or no."
    exit 1;;
esac
exit 0

 

 

使用case语句的例子可以在系统服务的脚本目录/etc/init.d中找到。这个目录下的脚本大多具有这种形式（以/etc/init.d/nfs-kernel-server为例）：

case "$1" in
    start)
        ...
    ;;
    stop)
        ...
    ;;
    reload | force-reload)
        ...
    ;;
    restart)
        ...
    *)
        log_success_msg"Usage: nfs-kernel-server {start|stop|status|reload|force-reload|restart}"
        exit 1
    ;;
esac

 

 

启动nfs-kernel-server服务的命令是

$ sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server start

 

$1是一个特殊变量，在执行脚本时自动取值为第一个命令行参数，也就是start，所以进入start)分支执行相关的命令。同理，命令行参数指定为stop、reload或restart可以进入其它分支执行停止服务、重新加载配置文件或重新启动服务的相关命令。

三、循环

1.for/do/done

Shell脚本的for循环结构和C语言很不一样，它类似于某些编程语言的foreach循环(迭代器)。例如：

#! /bin/sh

for FRUIT in apple banana pear; do
    echo "I like $FRUIT"
done

 

 

FRUIT是一个循环变量，第一次循环$FRUIT的取值是apple，第二次取值是banana，第三次取值是pear。 
再比如，要将当前目录下的chap0、chap1、chap2等文件名改为chap0~、chap1~、chap2~等（按惯例，末尾有~字符的文件名表示临时文件），这个命令可以这样写：

$ for FILENAME in chap?; do mv $FILENAME $FILENAME~; done

 

也可以这样写：

$ for FILENAME in `ls chap?`; do mv $FILENAME $FILENAME~; done

 

2.while/do/done

while的用法和C语言类似。比如一个验证密码的脚本：

#! /bin/sh

echo "Enter password:"
read TRY
while [ "$TRY" != "secret" ]; do
    echo "Sorry, try again"
    read TRY
done

 

 

下面的例子通过算术运算控制循环的次数：

#! /bin/sh

COUNTER=1
while [ "$COUNTER" -lt 10 ]; do
    echo "Here we go again"
    COUNTER=$(($COUNTER+1))
done

 

 

另，Shell还有until循环，类似C语言的do…while。

3.break和continue

break n 可以指定跳出几层循环； 
continue跳过本次循环，但不会跳出循环，continue n 可以指定跳过几层循环。 
即break跳出，continue跳过。 
练习：将上面验证密码的程序修改一下，如果用户输错五次密码就报错退出。

#! /bin/sh

echo "Enter password:"
COUNTER=0
read TRY
while [ "$TRY" != "secret" ]; do
    COUNTER=$(($COUNTER+1))
    if [ $COUNTER -eq 5 ]
    then    
        echo "Sorry, permission denied"
        break
    else
        echo "Sorry, try again"
        read TRY
    fi
done
echo "identity varified"