《信息安全系统设计与实现》第三周学习笔记

学习程序设计语言的体会

  • 必备的要素和技能
    在Python，c，java语言中我对于c语言的使用最多，所以我主要从c语言的角度说说我对于程序设计语言的必备的要素和技能。
    在我看来，学习程序设计语言，需要掌握以下必备要素和技能：

  1. 语法：了解C语言的基本语法，包括变量、数据类型、运算符、控制语句、函数、数组等。

  2. 输入输出：学习如何使用标准输入输出函数（如printf和scanf）进行数据的输入和输出。

  3. 数据类型：理解C语言中的不同数据类型，如整数类型、浮点数类型、字符类型等，以及它们的特点和使用方法。

  4. 控制语句：学习掌握条件语句（如if-else语句和switch语句）和循环语句（如for循环和while循环），实现程序的流程控制。

  5. 函数：了解函数的定义和调用，掌握函数的参数传递、返回值和作用域，能够使用函数模块化程序。

  6. 文件操作：了解如何打开、读取、写入和关闭文件，能够进行文件的输入输出操作。

  7. 调试和错误处理：掌握调试技巧，能够运用调试工具定位和修复程序中的错误，理解常见的错误类型和调试技巧。

  8. 解决问题的能力：具备解决问题和分析需求的能力，能够将问题进行分解和抽象，使用C语言编写符合需求的程序。

  • 在shell中的呈现方式

  1. 脚本编写：编写以#!/bin/bash为开头的Shell脚本文件，并在其中使用Shell脚本的基本语法来实现程序逻辑。

  2. 输入输出：使用echo命令输出内容，使用read命令获取用户输入。可以使用重定向和管道操作来处理输入输出。

  3. 数据类型：使用变量存储数据，并使用字符串、整数和数组等数据类型来处理不同类型的数据。

  4. 控制语句：使用条件语句（如if-else语句和case语句）和循环语句（如for循环和while循环）来实现程序的流程控制。

  5. 函数：定义函数并通过函数名调用函数，实现代码的模块化和复用。

  6. 文件操作：使用命令来读取、写入和处理文件，实现对文件内容的操作。

  7. 调试和错误处理：通过调试工具和错误处理机制来定位和修复脚本中的错误，保证脚本的正确运行。

  8. 解决问题的能力：具备解决问题和分析需求的能力，能够将问题进行分解和抽象，使用Shell脚本编写符合需求的程序。

第十章

sh脚本

  • sh脚本是一个包含sh语句的文本文件，命令行解释程序sh要执行该语句。

sh脚本与c程序

sh脚本和c程序有一些相似之处，但它们在根本上是不同的。

  • sh是一个解释程序，逐行读取sh脚本文件并直接执行这些行。否则，它会复刻一个子进程来执行命令，并等待子进程终止后再继续，这与它执行单个命令行完全一样。
  • C 程序必须先编译链接到一个二进制可执行文件，然后通过主sh的子进程运行行二进制可执行文件。其次，在C程序中，每个变量必须有一个类型，例如char、int、float、 派生类型(如struct)等。相反，在sh脚本中，每个变量都是字符串。因此不需要类型，因为只有一种类型，即字符串。最后，每个 C程序必须有一个main()函数，每个函数必须定义一个返回值类型和参数(如有)。相反， sh 脚本不需要 main 函数。在 sh 脚本中，第一个可打执行语句是程序的入口点。

命令行参数

  • 可使用与运行sh命令完全相同的参数调用sh脚本
    mysh one two three

  • 命令行参数
    $#=命令行参数$1到$n的数量；
    $*=所有命令行参数，包括$0；
    此外，sh还有与命令执行相关的以下内置变量。
    $S=执行sh进程PID；
    $?=最后一个命令执行的退出状态（如果成功，则为0，否则为非0）

sh变量

  • sh有许多内置变量，如PATH，HOME，TERM，此外，用户还可使用任何符号作为sh变量，未赋值的sh变量是NULL字符串。
    赋值方法：
    variable=string # NOTE：no white spaces allowed between tokens

sh中的引号

  • sh中的特殊字符，如$、/、*、>、<等，要想把它们用作普通字符，可使用\或单引号来引用它们

sh语句

  • sh语句包括所有Unix/Linux命令，以及可能的I/O重定向。此外，sh编程语言还支持控制sh程序执行的测试条件、循环、case等语句

sh命令

  • 内置命令
    • .file:读取并执行文件
    • break [n]:从最近的第n个嵌套循环中退出
    • cd [dirname]:更换目录
    • continue [n]：重启最近的第n个嵌套循环
    • eval [arg...]：计算一次参数并让sh执行生成的命令
    • exec [arg...]：通过这个sh执行命令，sh将会退出
    • exit [n]：使sh退出，退出状态为n
    • export [var…]：将变量导出到随后执行的命令
    • read[var...]:从stdin中读取一行并为变量赋值
    • set[arg...]：在执行环境中设置变量
    • shift：将位置参数$2$3...重命名为$1$2
    • trap [arg][n]：接收到信号n后执行参数
    • umask [ddd]：将掩码设置为八进制数 ddd 的
    • wait [pid]： 等待进程 pid，如果没有给出pid，则等待所有活动子进程
    • read命令：当sh执行read命令时，它会等待来自stdin的输入行
      read命令示例如下：
echo -n "enter yes or no :" # wait for user input line from stdin
read ANs	# sh reads a line from stdin	
echo $ANS	# display the input string
  • Linux命令
    • echo命令：echo只是将参数字符串作为行回显到stdout，它通常将相邻的多个空格压缩为一个空格，除非有引号
    • expr命令：因为所有的sh变量都是字符串，所以我们不能直接把它们改为数值,expr是一个程序，它的运行方式如下：
      expr string1 OP string2 # OP= any binary operator on numbers
    • 管道命令：在sh脚本中经常使用管道作为过滤器
    • 实用命令
      • axk：数据处理程序
      • cmp：比较两个文件
      • comm：选择两个排序文件共有的行
      • grep：匹配一系列文件的模式
      • diff：找出两个文件的差异
      • join：通过使用相同的键来连接记录以比较两个文件
      • sed：流或行编辑命令
      • sort：排序或合并文件
      • tail：打印某个文件的最后口行
      • tr：一对一宇符翻译
      • uniq：从文件中删除连续重复行

命令替换

  • 在sh中，$A会被替换成A值/同样，当sh遇到'cmd'或$(cmd)时，它会先执行cmd，然后用执行的结果字符替换$(cmd)

sh控制语句

  • if-else-fi语句
语法：
  if [condition]
     then
        statemates
     else
        statements
  fi
  • if-elif-else-fi语句
语法：
  if [condition];then
      commands
    elif [condition2];then
      commands
  else
      commands
  fi
  • for语句
语法：
  if [condition];then
      commands
    elif [condition2];then
      commands
  else
      commands
  fi
  • while语句
语法：
  while [condition]
    do
      commands
    done
  • until-do语句
语法：
    until [ $ANS = "give up" ]
      do
          echo -n "enter your answer"
          read ANS
      done
  • case 语句
语法：
    case $variable in
         pattern1) commands;;
         pattern2) commands;;
         patternn) commands;;
    esac

I/O重定向

当进入sh命令时，我们可以指示sh将I/O重定向到除默认stdin、stdout和sterr以外的文件。I/O重定向有以下形式和含义：

  • file：stdout转向文件，如果文件不存在，将会创建文件

  • file：stdout追加到文件

  • < file：将文件用作stdin；文件必须存在并且具有r权限
  • << woed：从“here”文件中获取输入，直到只包含“word”的行

嵌入文档

  • 可以指示输出命令从stdin获取输入，将其回显到stdout，直到遇到预先安排的关键字

sh函数

  • 定义
   func()
{
    # function code
}

sh中的通配符

  • 星号通配符：sh中最有用的通配符是*，可扩展到当前目录中的所有文件
  • ？通配符：查询某文件名中的字符
  • [ ]通配符：查询文件名中一对[]中的字符

命令分组

  • 在sh脚本中，可以使用{}或（）对命令进行分组

eval语句

  • 参数替换：扫描命令行，将任何$x替换为它的值，但只执行一次，即不能再次替换任何产生的$符号。
  • 命令替换：用替换行’pwd’。
  • 通配符扩展：当sh执行该文件时，它将new*展开为以abc开头的文件名，这些会把所有以abc开头的文件名复制到目标目录中。

调试sh脚本

sh脚本可由带有-x选项的子sh运行，以进行调试，如：
bash -x mysh

sh脚本的应用

  • sh脚本最常用于执行涉及冗长命令序列的常规作业

苏格拉底挑战

  • sh中的引号



  • sh中的通配符






遇到的问题

  • 问题：
    对于命令分组的作用这个知识点不太清楚
  • GPT的回答
    在sh脚本中，命令分组（Command grouping）是一种将多个命令组合在一起执行的方法。它可以通过圆括号（）或花括号（{}）来实现。
  1. 使用圆括号（）进行命令分组：
    命令分组以小括号包裹起来，括号内的命令会在一个子shell中执行。这样可以将多个命令作为一个整体进行处理。例如：
(命令1; 命令2; 命令3)

其中，命令1、命令2和命令3会按顺序依次执行。

  1. 使用花括号（{}）进行命令分组：
    命令分组以大括号包裹起来，括号内的命令会在当前shell中按顺序执行。例如：
{ 命令1; 命令2; 命令3; }

其中，命令1、命令2和命令3会按顺序依次执行。

命令分组的作用包括：

  • 控制命令的执行顺序：通过命令分组，可以确保其中的命令按照指定的顺序执行，而不受其他命令的影响。
  • 创建子shell环境：在使用圆括号进行命令分组时，每个命令都在一个子shell中执行，子shell中的变量和环境与父shell隔离，可以避免对父shell的影响。
  • 执行多个命令后返回一个结果：通过命令分组，可以将多个命令组合起来，最后返回一个整体的结果。

例如，使用命令分组来判断两个条件是否同时满足：

if [ 条件1 ] && { 命令1; 命令2; } 
then
    # 条件1和命令1、命令2都满足时执行的代码
else
    # 条件不满足或命令执行不成功时执行的代码
fi

在上面的示例中，只有当条件1满足且命令1和命令2都成功执行时，才会执行if语句块中的代码。

总结起来，命令分组是一种将多个命令组合在一起执行的方法，可以通过圆括号或花括号来实现。它可以控制命令的执行顺序、创建子shell环境以及返回一个整体结果。在编写复杂的脚本时，命令分组可以提高代码的可读性和灵活性。

实践

本次实践我通过一个sh脚本实现了将原目录下的文件复制到目标目录下（复制文件）

  • 过程截图

  • 代码截图