Shell編程基礎
出自Ubuntu中文
本文作者：Leal
授權許可：
編輯人員：FireHare, Dbzhang800
我們可以使用任意一種文字編輯器，比如gedit、kedit、emacs、vi等來編寫shell腳本，它必須以如下行開始（必須放在文件的第一行）：
# !/bin/sh
...
注意：最好使用“!/bin/bash”而不是“!/bin/sh”，如果使用tc shell改為tcsh，其他類似。
符號#!用來告訴系統執行該腳本的程序，本例使用/bin/sh。編輯結束并保存后，如果要執行該腳本，必須先使其可執行：
chmod +x filename
此后在該腳本所在目錄下，輸入 ./filename 即可執行該腳本。
[編輯] 變量賦值和引用
Shell編程中，使用變量無需事先聲明，同時變量名的命名須遵循如下規則：
- 首個字符必須為字母（a-z，A-Z）
- 中間不能有空格，可以使用下劃線（_）
- 不能使用標點符號
- 不能使用bash里的關鍵字（可用help命令查看保留關鍵字）
需要給變量賦值時，可以這么寫：
變量名=值
要取用一個變量的值，只需在變量名前面加一個$ ( 注意: 給變量賦值的時候，不能在"="兩邊留空格 )
#!/bin/sh
# 對變量賦值：
a="hello world" #等號兩邊均不能有空格存在
# 打印變量a的值：
echo "A is:" $a
挑個自己喜歡的編輯器，輸入上述內容，并保存為文件first，然后執行 chmod +x first 使其可執行，最后輸入 ./first 執行該腳本。其輸出結果如下：
A is: hello world
有時候變量名可能會和其它文字混淆，比如：
num=2
echo "this is the $numnd"
上述腳本并不會輸出"this is the 2nd"而是"this is the "；這是由于shell會去搜索變量numnd的值，而實際上這個變量此時并沒有值。這時，我們可以用花括號來告訴shell要打印的是num變量：
num=2
echo "this is the ${num}nd"
其輸出結果為：this is the 2nd
需要注意shell的默認賦值是字符串賦值。比如：
var=1
var=$var+1
echo
打印出來的不是2而是1＋1。為了達到我們想要的效果有以下幾種表達方式：
let "var+=1"
var=$[$var+1]
var=`expr $var + 1`#注意加號兩邊的空格，否則還是按照字符串的方式賦值。
注意：前兩種方式在bash下有效，在sh下會出錯。
let表示數學運算，expr用于整數值運算，每一項用空格隔開，$[]將中括號內的表達式作為數學運算先計算結果再輸出。
Shell腳本中有許多變量是系統自動設定的，我們將在用到這些變量時再作說明。除了只在腳本內有效的普通shell變量外，還有環境變量，即那些由export關鍵字處理過的變量。本文不討論環境變量，因為它們一般只在登錄腳本中用到。
[編輯] Shell里的流程控制
[編輯] if 語句
"if"表達式如果條件為真，則執行then后的部分:
if ....; then
....
elif ....; then
....
else
....
fi
大多數情況下，可以使用測試命令來對條件進行測試，比如可以比較字符串、判斷文件是否存在及是否可讀等等……通常用" [ ] "來表示條件測試，注意這里的空格很重要，要確保方括號前后的空格。
- [ -f "somefile" ] ：判斷是否是一個文件
- [ -x "/bin/ls" ] ：判斷/bin/ls是否存在并有可執行權限
- [ -n "$var" ] ：判斷$var變量是否有值
- [ "$a" = "$b" ] ：判斷$a和$b是否相等
執行man test可以查看所有測試表達式可以比較和判斷的類型。下面是一個簡單的if語句：
#!/bin/sh
if [ ${SHELL} = "/bin/bash" ]; then
echo "your login shell is the bash (bourne again shell)"
else
echo "your login shell is not bash but ${SHELL}"
fi
變量$SHELL包含有登錄shell的名稱，我們拿它和/bin/bash進行比較以判斷當前使用的shell是否為bash。
[編輯] && 和 || 操作符
熟悉C語言的朋友可能會喜歡下面的表達式：
[ -f "/etc/shadow" ] && echo "This computer uses shadow passwords"
這里的 && 就是一個快捷操作符，如果左邊的表達式為真則執行右邊的語句，你也可以把它看作邏輯運算里的與操作。上述腳本表示如果/etc/shadow文件存在，則打印”This computer uses shadow passwords”。同樣shell編程中還可以用或操作(||)，例如：
#!/bin/sh
mailfolder=/var/spool/mail/james
[ -r "$mailfolder" ] || { echo "Can not read $mailfolder" ; exit 1; }
echo "$mailfolder has mail from:"
grep "^From " $mailfolder
該腳本首先判斷mailfolder是否可讀，如果可讀則打印該文件中的"From" 一行。如果不可讀則或操作生效，打印錯誤信息后腳本退出。需要注意的是，這里我們必須使用如下兩個命令：
- -打印錯誤信息
- -退出程序
我們使用花括號以匿名函數的形式將兩個命令放到一起作為一個命令使用；普通函數稍后再作說明。即使不用與和或操作符，我們也可以用if表達式完成任何事情，但是使用與或操作符會更便利很多 。
[編輯] case 語句
case表達式可以用來匹配一個給定的字符串，而不是數字（可別和C語言里的switch...case混淆）。
case ... in
...) do something here ;;
esac
讓我們看一個例子，file命令可以辨別出一個給定文件的文件類型，如：file lf.gz，其輸出結果為：
lf.gz: gzip compressed data, deflated, original filename,
last modified: Mon Aug 27 23:09:18 2001, os: Unix
我們利用這點寫了一個名為smartzip的腳本，該腳本可以自動解壓bzip2, gzip和zip 類型的壓縮文件：
#!/bin/sh
ftype=`file "$1"` # Note ' and ` is different
case "$ftype" in
"$1: Zip archive"*)
unzip "$1" ;;
"$1: gzip compressed"*)
gunzip "$1" ;;
"$1: bzip2 compressed"*)
bunzip2 "$1" ;;
*) echo "File $1 can not be uncompressed with smartzip";;
esac
你可能注意到上面使用了一個特殊變量$1，該變量包含有傳遞給該腳本的第一個參數值。也就是說，當我們運行：
smartzip articles.zip
$1 就是字符串 articles.zip。
[編輯] select 語句
select表達式是bash的一種擴展應用，擅長于交互式場合。用戶可以從一組不同的值中進行選擇：
select var in ... ; do
break;
done
.... now $var can be used ....
下面是一個簡單的示例：
#!/bin/sh
echo "What is your favourite OS?"
select var in "Linux" "Gnu Hurd" "Free BSD" "Other"; do
break;
done
echo "You have selected $var"
- 如果 以上腳本運行出現 select ：NOT FOUND 將 #!/bin/sh 改為 #!/bin/bash 找了半天才找到的答案
該腳本的運行結果如下：
What is your favourite OS?
1) Linux
2) Gnu Hurd
3) Free BSD
4) Other
#? 1
You have selected Linux
[編輯] while/for 循環
在shell中，可以使用如下循環：
while ...; do
....
done
只要測試表達式條件為真，則while循環將一直運行。關鍵字"break"用來跳出循環，而關鍵字”continue”則可以跳過一個循環的余下部分，直接跳到下一次循環中。
for循環會查看一個字符串行表（字符串用空格分隔），并將其賦給一個變量：
for var in ....; do
....
done
下面的示例會把A B C分別打印到屏幕上：
#!/bin/sh
for var in A B C ; do
echo "var is $var"
done
下面是一個實用的腳本showrpm，其功能是打印一些RPM包的統計信息：
#!/bin/sh
# list a content summary of a number of RPM packages
# USAGE: showrpm rpmfile1 rpmfile2 ...
# EXAMPLE: showrpm /cdrom/RedHat/RPMS/*.rpm
for rpmpackage in $*; do
if [ -r "$rpmpackage" ];then
echo "=============== $rpmpackage =============="
rpm -qi -p $rpmpackage
else
echo "ERROR: cannot read file $rpmpackage"
fi
done
這里出現了第二個特殊變量$*，該變量包含有輸入的所有命令行參數值。如果你運行showrpm openssh.rpm w3m.rpm webgrep.rpm，那么 $* 就包含有 3 個字符串，即openssh.rpm, w3m.rpm和 webgrep.rpm。
[編輯] Shell里的一些特殊符號
[編輯] 引號
在向程序傳遞任何參數之前，程序會擴展通配符和變量。這里所謂的擴展是指程序會把通配符（比如*）替換成適當的文件名，把變量替換成變量值。我們可以使用引號來防止這種擴展，先來看一個例子，假設在當前目錄下有兩個jpg文件：mail.jpg和tux.jpg。
#!/bin/sh
echo *.jpg
運行結果為：
mail.jpg tux.jpg
引號（單引號和雙引號）可以防止通配符*的擴展：
#!/bin/sh
echo "*.jpg"
echo '*.jpg'
其運行結果為：
*.jpg
*.jpg
其中單引號更嚴格一些，它可以防止任何變量擴展；而雙引號可以防止通配符擴展但允許變量擴展：
#!/bin/sh
echo $SHELL
echo "$SHELL"
echo '$SHELL'
運行結果為：
/bin/bash
/bin/bash
$SHELL
此外還有一種防止這種擴展的方法，即使用轉義字符——反斜桿:\：
echo \*.jpg
echo \$SHELL
輸出結果為：
*.jpg
$SHELL
[編輯] Here Document
當要將幾行文字傳遞給一個命令時，用here documents是一種不錯的方法。對每個腳本寫一段幫助性的文字是很有用的，此時如果使用here documents就不必用echo函數一行行輸出。Here document以 << 開頭，后面接上一個字符串，這個字符串還必須出現在here document的末尾。下面是一個例子，在該例子中，我們對多個文件進行重命名，并且使用here documents打印幫助：
#!/bin/sh
# we have less than 3 arguments. Print the help text:
if [ $# -lt 3 ] ; then
cat << HELP
ren -- renames a number of files using sed regular expressions USAGE: ren 'regexp' 'replacement' files...
EXAMPLE: rename all *.HTM files in *.html:
ren 'HTM$' 'html' *.HTM
HELP
exit 0
fi
OLD="$1"
NEW="$2"
# The shift command removes one argument from the list of
# command line arguments.
shift
shift
# $* contains now all the files:
for file in $*; do
if [ -f "$file" ] ; then
newfile=`echo "$file" | sed "s/${OLD}/${NEW}/g"`
if [ -f "$newfile" ]; then
echo "ERROR: $newfile exists already"
else
echo "renaming $file to $newfile ..."
mv "$file" "$newfile"
fi
fi
done
這個示例有點復雜，我們需要多花點時間來說明一番。第一個if表達式判斷輸入命令行參數是否小于3個 (特殊變量$# 表示包含參數的個數) 。如果輸入參數小于3個，則將幫助文字傳遞給cat命令，然后由cat命令將其打印在屏幕上。打印幫助文字后程序退出。如果輸入參數等于或大于3個，我們就將第一個參數賦值給變量OLD，第二個參數賦值給變量NEW。下一步，我們使用shift命令將第一個和第二個參數從參數列表中刪除，這樣原來的第三個參數就成為參數列表$*的第一個參數。然后我們開始循環，命令行參數列表被一個接一個地被賦值給變量$file。接著我們判斷該文件是否存在，如果存在則通過sed命令搜索和替換來產生新的文件名。然后將反短斜線內命令結果賦值給newfile。這樣我們就達到了目的：得到了舊文件名和新文件名。然后使用 mv命令進行重命名
[編輯] Shell里的函數
如果你寫過比較復雜的腳本，就會發現可能在幾個地方使用了相同的代碼，這時如果用上函數，會方便很多。函數的大致樣子如下：
functionname()
{
# inside the body $1 is the first argument given to the function
# $2 the second ...
body
}
你需要在每個腳本的開始對函數進行聲明。
下面是一個名為xtitlebar的腳本，它可以改變終端窗口的名稱。這里使用了一個名為help的函數，該函數在腳本中使用了兩次：
#!/bin/sh
# vim: set sw=4 ts=4 et:
help()
{
cat << HELP
xtitlebar -- change the name of an xterm, gnome-terminal or kde konsole
USAGE: xtitlebar [-h] "string_for_titelbar"
OPTIONS: -h help text
EXAMPLE: xtitlebar "cvs"
HELP
exit 0
}
# in case of error or if -h is given we call the function help:
[ -z "$1" ] && help
[ "$1" = "-h" ] && help
# send the escape sequence to change the xterm titelbar:
echo -e "33]0;$107"
#
在腳本中提供幫助是一種很好的編程習慣，可以方便其他用戶（和自己）使用和理解腳本。
== 命令行參數 == XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
我們已經見過$* 和 $1, $2 ... $9 等特殊變量，這些特殊變量包含了用戶從命令行輸入的參數。迄今為止，我們僅僅了解了一些簡單的命令行語法（比如一些強制性的參數和查看幫助的-h選項）。但是在編寫更復雜的程序時，您可能會發現您需要更多的自定義的選項。通常的慣例是在所有可選的參數之前加一個減號，后面再加上參數值 (比如文件名)。
有好多方法可以實現對輸入參數的分析，但是下面的使用case表達式的例子無疑是一個不錯的方法。
#!/bin/sh
help()
{
cat << HELP
This is a generic command line parser demo.
USAGE EXAMPLE: cmdparser -l hello -f -- -somefile1 somefile2
HELP
exit 0
}
while [ -n "$1" ]; do
case $1 in
-h) help;shift 1;; # function help is called
-f) opt_f=1;shift 1;; # variable opt_f is set
-l) opt_l=$2;shift 2;; # -l takes an argument -> shift by 2
--) shift;break;; # end of options
-*) echo "error: no such option $1. -h for help";exit 1;;
*) break;;
esac
done
echo "opt_f is $opt_f"
echo "opt_l is $opt_l"
echo "first arg is $1"
echo "2nd arg is $2"
你可以這樣運行該腳本：
cmdparser -l hello -f -- -somefile1 somefile2
返回結果如下：
opt_f is 1
opt_l is hello
first arg is -somefile1
2nd arg is somefile2
這個腳本是如何工作的呢？腳本首先在所有輸入命令行參數中進行循環，將輸入參數與case表達式進行比較，如果匹配則設置一個變量并且移除該參數。根據unix系統的慣例，首先輸入的應該是包含減號的參數。
[編輯] Shell腳本示例
=== 一般編程步驟=== xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
現在我們來討論編寫一個腳本的一般步驟。任何優秀的腳本都應該具有幫助和輸入參數。寫一個框架腳本（framework.sh），該腳本包含了大多數腳本需要的框架結構，是一個非常不錯的主意。這樣一來，當我們開始編寫新腳本時，可以先執行如下命令：
cp framework.sh myscript
然后再插入自己的函數。
讓我們來看看如下兩個示例。
[編輯] 二進制到十進制的轉換
腳本 b2d 將二進制數 (比如 1101) 轉換為相應的十進制數。這也是一個用expr命令進行數學運算的例子：
#!/bin/sh
# vim: set sw=4 ts=4 et:
help()
{
cat << HELP
b2d -- convert binary to decimal
USAGE: b2d [-h] binarynum
OPTIONS: -h help text
EXAMPLE: b2d 111010
will return 58
HELP
exit 0
}
error()
{
# print an error and exit
echo "$1"
exit 1
}
lastchar()
{
# return the last character of a string in $rval
if [ -z "$1" ]; then
# empty string
rval=""
return
fi
# wc puts some space behind the output this is why we need sed:
numofchar=`echo -n "$1" | wc -c | sed 's/ //g' `
# now cut out the last char
rval=`echo -n "$1" | cut -b $numofchar`
}
chop()
{
# remove the last character in string and return it in $rval
if [ -z "$1" ]; then
# empty string
rval=""
return
fi
# wc puts some space behind the output this is why we need sed:
numofchar=`echo -n "$1" | wc -c | sed 's/ //g' `
if [ "$numofchar" = "1" ]; then
# only one char in string
rval=""
return
fi
numofcharminus1=`expr $numofchar "-" 1`
# now cut all but the last char:
rval=`echo -n "$1" | cut -b -$numofcharminus1`
#原來的 rval=`echo -n "$1" | cut -b 0-${numofcharminus1}`運行時出錯.
#原因是cut從1開始計數，應該是cut -b 1-${numofcharminus1}
}
while [ -n "$1" ]; do
case $1 in
-h) help;shift 1;; # function help is called
--) shift;break;; # end of options
-*) error "error: no such option $1. -h for help";;
*) break;;
esac
done
# The main program
sum=0
weight=1
# one arg must be given:
[ -z "$1" ] && help
binnum="$1"
binnumorig="$1"
while [ -n "$binnum" ]; do
lastchar "$binnum"
if [ "$rval" = "1" ]; then
sum=`expr "$weight" "+" "$sum"`
fi
# remove the last position in $binnum
chop "$binnum"
binnum="$rval"
weight=`expr "$weight" "*" 2`
done
echo "binary $binnumorig is decimal $sum"
#
該腳本使用的算法是利用十進制和二進制數權值 (1,2,4,8,16,..)，比如二進制"10"可以這樣轉換成十進制：
0 * 1 + 1 * 2 = 2
為了得到單個的二進制數我們是用了lastchar 函數。該函數使用wc –c計算字符個數，然后使用cut命令取出末尾一個字符。Chop函數的功能則是移除最后一個字符。
[編輯] 文件循環拷貝
你可能有這樣的需求并一直都這么做：將所有發出郵件保存到一個文件中。但是過了幾個月之后，這個文件可能會變得很大以至于該文件的訪問速度變慢；下面的腳本 rotatefile 可以解決這個問題。這個腳本可以重命名郵件保存文件（假設為outmail）為outmail.1，而原來的outmail.1就變成了 outmail.2 等等...
#!/bin/sh
# vim: set sw=4 ts=4 et:
ver="0.1"
help()
{
cat << HELP
rotatefile -- rotate the file name
USAGE: rotatefile [-h] filename
OPTIONS: -h help text
EXAMPLE: rotatefile out
This will e.g rename out.2 to out.3, out.1 to out.2, out to out.1[BR]
and create an empty out-file
The max number is 10
version $ver
HELP
exit 0
}
error()
{
echo "$1"
exit 1
}
while [ -n "$1" ]; do
case $1 in
-h) help;shift 1;;
--) break;;
-*) echo "error: no such option $1. -h for help";exit 1;;
*) break;;
esac
done
# input check:
if [ -z "$1" ] ; then
error "ERROR: you must specify a file, use -h for help"
fi
filen="$1"
# rename any .1 , .2 etc file:
for n in 9 8 7 6 5 4 3 2 1; do
if [ -f "$filen.$n" ]; then
p=`expr $n + 1`
echo "mv $filen.$n $filen.$p"
mv $filen.$n $filen.$p
fi
done
# rename the original file:
if [ -f "$filen" ]; then
echo "mv $filen $filen.1"
mv $filen $filen.1
fi
echo touch $filen
touch $filen
這個腳本是如何工作的呢？在檢測到用戶提供了一個文件名之后，首先進行一個9到1的循環；文件名.9重命名為文件名.10，文件名.8重命名為文件名. 9……等等。循環結束之后，把原始文件命名為文件名.1，同時創建一個和原始文件同名的空文件（touch $filen）
[編輯] 腳本調試
最簡單的調試方法當然是使用echo命令。你可以在任何懷疑出錯的地方用echo打印變量值，這也是大部分shell程序員花費80%的時間用于調試的原因。Shell腳本的好處在于無需重新編譯，而插入一個echo命令也不需要多少時間。
shell也有一個真正的調試模式，如果腳本"strangescript"出錯，可以使用如下命令進行調試：
sh -x strangescript
上述命令會執行該腳本，同時顯示所有變量的值。
shell還有一個不執行腳本只檢查語法的模式，命令如下：
sh -n your_script
這個命令會返回所有語法錯誤。
我們希望你現在已經可以開始編寫自己的shell腳本了，盡情享受這份樂趣吧！ :)