Chapter 11 - Introduction to Shell Scripts
Created by : Mr Dk.
2019 / 07 / 10 17:03
@NUAA, Nanjing, Jiangsu, China
Shell script 是位于文件中的一系列命令。shell 从文件中读取命令并执行，就好像在 terminal 中输入一样。
11.1 Shell Script Basics
Shell 脚本的通常格式：
#!/bin/sh
#
# Print
echo a b c
# 表示注释，shell 将会忽略以 # 开头的行。在创建脚本后，需要对脚本设置权限：
$ chmod +rx <script_name>
11.1.1 Limitations of Shell Scripts
Shell 脚本适合文件批处理的工作。对于字符串操作、运算操作，使用 Python 等编程语言会更好。
11.2 Quoting and Literals
Shell 会将 $ 字符识别为 shell 变量。为了输出 $ 字符，需要将 $ 用 '' 括起来。
11.2.1 Literals
Literal 是一个字符串，用于将一个想要传入指定命令的字符串 完整 地传进去。比如，想将 $100 传入 echo 命令中，Shell 处理命令的过程：
- 在执行命令之前，shell 会寻找命令中的变量等，并进行替换
- shell 将替换后的结果传递给对应命令
Literal 实际上跳过了第一步。
11.2.2 Single Quotes
单引号中的所有字符 (包括空格) 被视为一个参数，保证了 shell 不会对单引号中的内容做任何替换。
11.2.3 Double Quotes
双引号的功能与单引号大致相同，但除了 shell 会将所有的变量名 $ 替换为对应变量值。
11.2.4 Passing a Literal Single Quote
如果想要将单引号作为字符输出，或作为命令参数的一部分，需要使用 \ 作为转义。简单粗暴的方法：
- 将参数中所有的
'替换为'\'' - 将整个参数字符串用
''包围
11.3 Special Variables
11.3.1 Individual Arguments: $1, $2, ...
所有非零正整数的变量分别对应 shell 脚本的输入参数。Shell 内置的 shift 命令将会移除 $1，其余参数依次前移
11.3.2 Number of Arguments: $#
表示传入脚本的输出参数个数。
11.3.3 All Arguments: $@
该参数代表脚本的所有参数。
11.3.4 Script Name: $0
该参数代表脚本的名称。
11.3.5 Process ID: $$
该参数代表了 shell 的进程 ID。
11.3.6 Exit Code: $?
该参数代表了上一条命令的 exit code。
11.4 Exit Codes
Unix 程序终结时，会向启动该程序的父进程返回 exit code。一般来说：
0代表了程序结束时没有出现任何问题1代表了程序异常退出
但也有一些程序例外，比如 diff 和 grep
1可能代表该程序找到了符合条件的信息2才代表程序异常
需要看一下程序的说明文档。
11.5 Conditionals
#!/bin/sh
if [ $1 = hi ]; then
# ...
elif [ ... ]; then
# ...
else
# ...
fi
[ 字符其实对应一个 Unix 程序 test：
- 当该程序的 exit code 为 0 时，该条件判断为真
- 由于
[对应一个命令，因此同一行的then关键字之前必须加;，否则就需要另起一行 - 条件分支在
fi终止 elif可以少用，因为可以用case替代
11.5.1 Getting Around Empty Parameter Lists
一个很常见的错误：$1 为空。避免错误的方法：
if [ "$1" = hi ]; then
if [ x"$1" = x"hi" ]; then
11.5.4 && and || Logical Constructs
通常用在 if 条件分支中。
对于 && ：
- 如果第一条命令失败，那么
if使用第一条命令的 exit code - 否则使用第二条命令的 exit code
对于 || ：
- 如果第一条命令失败，那么
if使用第二条命令的 exit code - 否则使用第一条命令的 exit code
11.5.5 Testing Conditions
test 分三种类型：
File Tests
[ -f file ]
[ file1 -nt file2 ]
-e：如果文件存在返回 true-s：如果文件非空返回 true- ...
String Tests
[ -z "" ]
-z：如果字符串为空返回 true-n：如果字符串非空返回 true
Arithmetic Tests
使用 = 是字符串比较，而不是数学比较。需要使用选项参数来进行数学比较：
[ 1 -eq 1 ]
11.5.6 Matching Strings with case
case 经常用于字符串比较。不包含任何 test 命令，也不评估任何 exit code。
#!/bin/sh
case $1 in
bye)
# ...
;;
hi|hello)
# ...
;;
what*)
# ...
;;
*)
# ...
;;
esac
- 将
$1与)之前的值进行比较 - 如果匹配，则执行对应的脚本，直到
;;，并跳转到esac case结束于esac- 同时匹配多个字符串：使用
|，或*和? - 用
*来包含所有的默认情况，相当于 C 语言中 switch 中的default
11.6 Loops
11.6.1 for Loops
#!/bin/sh
for str in one two three four; do
echo $str
done
11.6.2 while Loops
其中可以使用 break 跳出。
11.7 Command Substitution
在 shell 中，可以将一条命令的输出作为另一条命令的某一参数。可以将某一条命令的输出存储在 shell 变量中，使用 $()：
FLAGS = $(grep ...)
# $FLAGS ...
传统的命令替换方法：使用 ` 字符包围命令。
11.8 Temporary File Management
在运行脚本时，需要暂时创建文件存放中间结果，并在脚本结束后删除：
#!/bin/sh
TMPFILE=$(mktemp /tmp/im1.XXXXXX)
# ...
rm -f $TMPFILE
mktemp 的参数是一个模板，XXXXXX 会被转换为一个唯一的字符集，并作为文件名。如果脚本中途执行停止，那么临时文件将会被留下。可以使用 trap 命令捕捉中断信号，并删除临时文件：
#!/bin/sh
trap "rm -f $TMPFILE; exit 1" INT
- 在
trap中一定要使用exit人为停止程序运行 - 否则在中断处理之后，shell 将会被继续执行
11.10 Important Shell Script Utilities
11.10.1 basename
basename example.html .html
basename /usr/local/bin/example
为文件名脱去后缀，和目录名脱去前缀。
11.10.2 awk
类似一门编程语言。现在 Python 盛行，这玩意儿已经没人用了。
11.10.3 sed
文本编辑：
- 将一个输入流（文件或标准输入）作为输入
- 根据表达式做对应操作
- 将结果输出到 stdout
替换、增加、删除指定的字符串，还可以指定特定行。
11.10.4 xargs
开启大量进程同时运行。
11.10.5 expr
在 shell 中进行数学运算：
$ expr 1 + 2
3
如果有大量数学运算，就不要用 shell 了，直接用编程语言。
11.10.6 exec
与 exec() 系统调用差不多。使用了之后，shell 进程将被对应进程替换
- 所有变量丢失
- 结束进程后，shell 也被关闭了
11.11 Subshells
如果想在 shell 中执行一些一次性环境变量的脚本，可以在 shell 中再启动子 shell，并设置其环境变量。也是用 $() 实现：
$ (PATH=/usr/confusing:$PATH; uglyprogram)
$ PATH=/usr/confusing:$PATH; uglyprogram
下一种已经成为 shell 的内置语法了。当子 shell 结束时，子 shell 中的环境变量将不会影响到父 shell 的环境变量。
11.12 Including Other Files in Scripts
使用 . 来执行其它 shell：
. config.sh
这种语法不会开启一个子 shell
11.13 Reading User Input
从标准输入中读取一行，并存储在 shell 变量中：
read var
# $var ...