【Linux】【Shell】【Basic】Programming

shell脚本编程：

　　编程语言的分类：根据运行方式

　　　　编译运行：源代码--》编译器（编译）--》程序文件

　　　　解释运行：源代码--》运行时启动解释器，又解释器边解释边运行

 

　　根据其编程过程中功能的实现是调用库还是调用外部的程序文件：、

　　　　shell脚本编程：
　　　　　　利用系统上的命令及编程组件进行编程；
　　　　完整编程：
　　　　　　利用库或编程组件进行编程；

　　编程模型：过程式编程语言，面向对象的编程语言
　　　　程序=指令+数据
　　　　　　过程式：以指令为中心来组织代码，数据是服务于代码；
　　　　　　　　顺序执行
　　　　　　　　选择执行
　　　　　　　　循环执行
　　　　　　　　代表：C，bash
　　　　　　对象式：以数据为中心来组织代码，围绕数据来组织指令；
　　　　　　　　类(class)：实例化对象，method；
　　　　　　　　代表：Java, C++, Python

　　shell脚本编程：过程式编程，解释运行，依赖于外部程序文件运行；

　　　　如何写shell脚本：
　　　　　　脚本文件的第一行，顶格：给出shebang，解释器路径，用于指明解释执行当前脚本的解释器程序文件
　　　　　　　　常见的解释器：
　　　　　　　　　　#!/bin/bash
　　　　　　　　　　#!/usr/bin/python
　　　　　　　　　　#!/usr/bin/perl

　　　　文本编程器：nano
　　　　　　行编辑器：sed
　　　　　　全屏幕编程器：nano, vi, vim

　　　　shell脚本是什么？
　　　　　　命令的堆积；
　　　　　　但很多命令不具有幂等性，需要用程序逻辑来判断运行条件是否满足，以避免其运行中发生错误；

　　　　运行脚本：
　　　　　　(1) 赋予执行权限，并直接运行此程序文件；
　　　　　　　　chmod +x /PATH/TO/SCRIPT_FILE
　　　　　　　　/PATH/TO/SCRIPT_FILE
　　　　　　(2) 直接运行解释器，将脚本以命令行参数传递给解释器程序；
　　　　　　　　bash /PATH/TO/SCRIPT_FILE

　　　　注意：脚本中的空白行会被解释器忽略；
　　　　　　　脚本中，除了shebang，余下所有以#开头的行，都会被视作注释行而被忽略；此即为注释行；
　　　　　　　shell脚本的运行是通过运行一个子shell进程实现的；

练习1：写一个脚本，实现如下功能；
(1) 显示/etc目录下所有以大写p或小写p开头的文件或目录本身；
(2) 显示/var目录下的所有文件或目录本身，并将显示结果中的小写字母转换为大写后显示；
(3) 创建临时文件/tmp/myfile.XXXX;

　　bash的配置文件：
　　　　两类：
　　　　　　profile类：为交互式登录的shell进程提供配置

　　　　　　　　全局：对所有用户都生效；
　　　　　　　　　　/etc/profile 
　　　　　　　　　　/etc/profile.d/*.sh

　　　　　　　　用户个人：仅对当前用户有效；
　　　　　　　　　　~/.bash_profile

　　　　　　　　功用：
　　　　　　　　　　1、用于定义环境变量；
　　　　　　　　　　2、运行命令或脚本；
　　　　　　bashrc类：为非交互式登录的shell进程提供配置

　　　　　　　　全局：
　　　　　　　　　　/etc/bashrc 
　　　　　　　　用户个人：
　　　　　　　　　　~/.bashrc

　　　　　　　　功用：
　　　　　　　　　　1、定义本地变量；
　　　　　　　　　　2、定义命令别名；

　　　　　　　　注意：仅管理员可修改全局配置文件；

　　　　登录类型：
　　　　　　交互式登录shell进程：
　　　　　　　　直接通过某终端输入账号和密码后登录打开的shell进程；
　　　　　　　　使用su命令：su - USERNAME, 或者使用 su -l USERNAME执行的登录切换；
　　　　　　　　/etc/profile --> /etc/profile.d/* --> ~/.bash_profile --> ~/.bashrc --> /etc/bashrc

　　　　　　非交互式登录shell进程：
　　　　　　　　su USERNAME执行的登录切换；
　　　　　　　　图形界面下打开的终端；

　　　　　　　　~/.bashrc --> /etc/bashrc --> /etc/profile.d/*
　　　　　　　　运行脚本


　　　　　　命令行中定义的特性，例如变量和别名作用域为当前shell进程的生命周期；
　　　　　　配置文件定义的特性，只对随后新启动的shell进程有效；

　　　　　　让通过配置文件定义的特性立即生效：
　　　　　　　　(1) 通过命令行重复定义一次；
　　　　　　　　(2) 让shell进程重读配置文件；
　　　　　　　　　　~]# source /PATH/FROM/CONF_FILE
　　　　　　　　　　~]# . /PATH/FROM/CONF_FILE

 

bash脚本编程

 

    脚本文件格式：

        第一行，顶格：#!/bin/bash

        注释信息：#

        代码注释：

        缩进，适度添加空白行；

         

    语言：编程语法格式，库，算法和数据结构

    编程思想：

        问题空间 --> 解空间

         

    变量：

        局部变量

        本地变量

        环境变量

         

        位置参数变量

        特殊变量

         

    数据类型：字符型、数值型

        弱类型：字符型

         

    算术运算：

        +, -, *, /, %, **

         

        let  VAR=expression

        VAR=$[expression]

        VAR=$((expression))

        VAR=$(expr argu1 argu2 argu3)

         

        注意：有些时候乘法符号需要转义；

         

        增强型赋值：

            变量做某种算术运算后回存至此变量中；

                let i=$i+#

                let i+=#

                 

            +=，-=，*=, /=, %=

             

            自增：

                VAR=$[$VAR+1]

                let  VAR+=1

                let  VAR++

                 

            自减：

                VAR=$[$VAR-1]

                let  VAR-=1

                let  VAR--

                 

    练习：

        1、写一个脚本

            计算/etc/passwd文件中的第10个用户和第20个用户的id号之和；

                id1=$(head -10  /etc/passwd | tail -1  | cut  -d:  -f3)

                id2=$(head -20   /etc/passwd | tail -1  | cut  -d:  -f3)

                 

             

        2、写一个脚本

            计算/etc/rc.d/init.d/functions和/etc/inittab文件的空白行数之和；

             

                grep "^[[:space:]]*$"   /etc/rc.d/init.d/functions | wc -l

                 

    条件测试：

        判断某需求是否满足，需要由测试机制来实现；

         

        如何编写测试表达式以实现所需的测试：

            (1) 执行命令，并利用命令状态返回值来判断；

                0：成功

                1-255：失败

            (2) 测试表达式

                test  EXPRESSION

                [ EXPRESSION ]

                [[ EXPRESSION ]]

                 

                注意：EXPRESSION两端必须有空白字符，否则为语法错误；

                 

        bash的测试类型：

            数值测试

            字符串测试

            文件测试

             

            数值测试：数值比较

                -eq：是否等于； [ $num1 -eq $num2 ]

                -ne：是否不等于；

                -gt：是否大于；

                -ge：是否大于等于；

                -lt：是否小于；

                -le：是否小于等于；

                 

            字符串测试：

                ==：是否等于；

                >：是否大于；

                <：是否小于；

                !=：是否不等于；

                =~：左侧字符串是否能够被右侧的PATTERN所匹配；

                 

                -z "STRING"：判断指定的字串是否为空；空则为真，不空则假；

                -n "STRING"：判断指定的字符串是否不空；不空则真，空则为假；

                 

                注意：

                    (1) 字符串要加引用；

                    (2) 要使用[[ ]]；

                     

            文件测试：

                存在性测试

                    -a  FILE

                    -e  FILE

                        文件的存在性测试，存在则为真，否则则为假；

                存在性及类型测试

                    -b  FILE：是否存在并且为 块设备 文件；

                    -c  FILE：是否存在并且为 字符设备 文件；

                    -d  FILE：是否存在并且为 目录文件；

                    -f  FILE：是否存在并且为 普通文件；

                    -h  FILE或 -L  FILE：是否存在并且为 符号链接文件；

                    -p FILE：是否存在且为 命名管道文件；

                    -S  FILE：是否存在且为 套接字文件；

                文件权限测试：

                    -r  FILE：是否存在并且 对当前用户可读；

                    -w  FILE：是否存在并且 对当前用户可写；

                    -x  FILE：是否存在并且 对当前用户可执行；

                特殊权限测试：

                    -u  FILE：是否存在并且 拥有suid权限；

                    -g  FILE：是否存在并且 拥有sgid权限；

                    -k  FILE：是否存在并且 拥有sticky权限；

                文件是否有内容：

                    -s  FILE：是否有内容；

                时间戳：

                    -N FILE：文件自从上一次读操作后是否被修改过；

                从属关系测试：

                    -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；

                双目测试：

                    FILE1  -ef  FILE2：FILE1与FILE2是否指向同一个文件系统的相同inode的硬链接；

                    FILE1  -nt  FILE2：FILE1是否新于FILE2；

                    FILE1  -ot  FILE2：FILE1是否旧于FILE2；

                     

            组合测试条件：

                逻辑运算：

                    第一种方式：

                        COMMAND1 && COMMAND2

                        COMMAND1 || COMMAND2

                        ! COMMAND

                         

                        [ -O FILE ] && [ -r FILE ]

                         

                    第二种方式：

                        EXPRESSION1  -a  EXPRESSION2

                        EXPRESSION1  -o  EXPRESSION2

                        ! EXPRESSION

                         

                        [ -O FILE -a -x FILE ]

                         

                练习：将当前主机名称保存至hostName变量中；

                    主机名如果为空，或者为localhost.localdomain，则将其设置为www.magedu.com；

                     

                    hostName=$(hostname)

                     

                    [ -z "$hostName" -o "$hostName" == "localhost.localdomain" -o "$hostName" == "localhost" ] && hostname www.magedu.com                  

                     

        脚本的状态返回值：

            默认是脚本中执行的最后一条件命令的状态返回值；

            自定义状态退出状态码：

                exit  [n]：n为自己指定的状态码；

                    注意：shell进程遇到exit时，即会终止，因此，整个脚本执行即为结束；

                     

    向脚本传递参数：

        位置参数变量

         

        myscript.sh  argu1 argu2

            引用方式：

                $1,  $2, ..., ${10}, ${11}, ...

                 

            轮替：

                shift  [n]：位置参数轮替；

                 

        练习：写一脚本，通过命令传递两个文本文件路径给脚本，计算其空白行数之和；

             

            #!/bin/bash

            #

            file1_lines=$(grep "^$" $1 | wc -l)

            file2_lines=$(grep "^$" $2 | wc -l)

 

            echo "Total blank lines: $[$file1_lines+$file2_lines]" 

             

    特殊变量：

        $0：脚本文件路径本身；

        $#：脚本参数的个数；

        $*：所有参数

        $@：所有参数

 

    过程式编程语言的代码执行顺序：

        顺序执行：逐条运行；

        选择执行：

            代码有一个分支：条件满足时才会执行；

            两个或以上的分支：只会执行其中一个满足条件的分支；

        循环执行：

            代码片断（循环体）要执行0、1或多个来回；

             

        选择执行：

            单分支的if语句：

                if  测试条件

                then

                    代码分支

                fi

             

            双分支的if语句：

                if  测试条件; then

                    条件为真时执行的分支

                else

                    条件为假时执行的分支

                fi

                 

        示例：通过参数传递一个用户名给脚本，此用户不存时，则添加之；

            #!/bin/bash

            #

            if ! grep "^$1\>" /etc/passwd &> /dev/null; then

                useradd $1

                echo $1 | passwd --stdin $1 &> /dev/null

                echo "Add user $1 finished."

            fi 

             

            #!/bin/bash

            #

            if [ $# -lt 1 ]; then

                echo "At least one username."

                exit 2

            fi

 

            if ! grep "^$1\>" /etc/passwd &> /dev/null; then

                useradd $1

                echo $1 | passwd --stdin $1 &> /dev/null

                echo "Add user $1 finished."

            fi     

                 

            #!/bin/bash

            #

            if [ $# -lt 1 ]; then

                echo "At least one username."

                exit 2

            fi

 

            if grep "^$1\>" /etc/passwd &> /dev/null; then

                echo "User $1 exists."

            else

                useradd $1

                echo $1 | passwd --stdin $1 &> /dev/null

                echo "Add user $1 finished."

            fi         

             

        练习1：通过命令行参数给定两个数字，输出其中较大的数值；

            #!/bin/bash

            #

            if [ $# -lt 2 ]; then

                echo "Two integers."

                exit 2

            fi

 

            if [ $1 -ge $2 ]; then

                echo "Max number: $1."

            else

                echo "Max number: $2."

            fi

 

             

            #!/bin/bash

            #

 

            if [ $# -lt 2 ]; then

                echo "Two integers."

                exit 2

            fi

 

            declare -i max=$1

 

            if [ $1 -lt $2 ]; then

                max=$2

            fi

 

            echo "Max number: $max."

                     

        练习2：通过命令行参数给定一个用户名，判断其ID号是偶数还是奇数；

        练习3：通过命令行参数给定两个文本文件名，如果某文件不存在，则结束脚本执行；

            都存在时返回每个文件的行数，并说明其中行数较多的文件；

         

         

    练习：

        1、创建一个20G的文件系统，块大小为2048，文件系统ext4，卷标为TEST，要求此分区开机后自动挂载至/testing目录，且默认有acl挂载选项；

            (1) 创建20G分区；

            (2) 格式化：

                mke2fs -t ext4 -b 2048 -L 'TEST' /dev/DEVICE

            (3) 编辑/etc/fstab文件

            LABEL='TEST'    /testing    ext4    defaults,acl    0 0

 

        2、创建一个5G的文件系统，卷标HUGE，要求此分区开机自动挂载至/mogdata目录，文件系统类型为ext3；

 

        3、写一个脚本，完成如下功能：

            (1) 列出当前系统识别到的所有磁盘设备；

            (2) 如磁盘数量为1，则显示其空间使用信息；

                否则，则显示最后一个磁盘上的空间使用信息；

                if [ $disks -eq 1 ]; then

                    fdisk -l /dev/[hs]da

                else

                    fdisk -l $(fdisk -l /dev/[sh]d[a-z] | grep -o "^Disk /dev/[sh]d[a-]" | tail -1 | cut -d' ' -f2)

                fi

 

 

bash脚本编程之用户交互：

    read [option]... [name ...]

        -p 'PROMPT'

        -t TIMEOUT

 

    bash -n /path/to/some_script

        检测脚本中的语法错误

 

    bash -x /path/to/some_script

        调试执行

 

    示例：

        #!/bin/bash

        # Version: 0.0.1

        # Author: MageEdu

        # Description: read testing

 

        read -p "Enter a disk special file: " diskfile

        [ -z "$diskfile" ] && echo "Fool" && exit 1

 

        if fdisk -l | grep "^Disk $diskfile" &> /dev/null; then

            fdisk -l $diskfile

        else

            echo "Wrong disk special file."

            exit 2

        fi