[工学]Linux下的shell编程.doc
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1、telnet 172.16.37.1451什么是 Shell Shell是一种具备特殊功能的程序,它是介于使用者和 UNIX/Linux 操作系统之核心 程序(kernel)间的一个接口。对计算机下命令得透过命令(command)或是程序(program);程序有编译器(compiler)将程序转为二进制代码,可是命令呢?其实shell 也是一些程序,它由输入设备读取命令,再将其转为计算机可以了解的机械码,然后执行它。 各种操作系统都有它自己的shell, UNIX 下除了 Bourne shell(/bin/sh) 外还有 C shell(/bin/csh)、Korn shell(/bin/
2、ksh)、Bourne again shell(/bin/bash)、Tenex C shell(tcsh) 等其它的 shell。UNIX/Linux 将 shell 独立于核心程序之外,使得它就如同一般的应用程序,可以在不影响操作系统本身的情况下进行修改、更新版本或是添加新的功能。 Shell既是一种命令语言,又是一种程序设计语言。作为命令语言,它交互式地解释和执行用户输入的命令;作为程序设计语言,它定义了各种变量和参数,并提供了许多在高 级语言中才具有的控制结构,包括循环和分支。在Linux下比较流行的shell有好几个,每个shell都各有千秋。一般的Linux系统都将bash作为默认
3、的shell。 2. Linux下的shell编程(一) 3. shell程序设计(基础部分) 作为命令语言交互式地解释和执行用户输入的命令只是shell功能的一个方面,shell还可以用来进行程序设计,它提供了定义变量和参数的手段以及丰富的程序控制结构。使用shell编程类似于DOS中的批处理文件,称为shell script, 又叫shell程序或shell命令文件。 1.shell基本语法 shell的基本语法主要就是如何输入命令运行程序以及如何在程序之间通过shell的一些参数提供便利手段来进行通讯。 (1)输入输出重定向 在Linux中,每一个进程都有三个特殊的文件描述指针:标准输入
4、(standard input,文件描述指针为0)、标准输出(standard output,文件描述指针为1)、标准错误输出(standard error,文件描述指针为2)。这三个特殊的文件描述指针使进程在一般情况下接收标准输入终端的输入,同时由标准终端来显示输出,Linux同时也向使用者提供可以使用普通的文件或管道来取代这些标准输入输出设备。在 shell中,使用者可以利用“”和“file:将命令的输出结果重定向到一个文件。 command&file:将命令的标准错误输出一起重定向到一个文件。 commandfile:将标准输出的结果追加到文件中。 command&file:将标准输出和
5、标准错误输出的结构都追加到文件中。 command (2)管道pipe pipe同样可以在标准输入输出和标准错误输出间做代替工作,这样一来,可以将某一个程序的输出送到另一个程序的输入,其语法如下: command1| command2| command3. 也可以连同标准错误输出一起送入管道: command1| &command2|& command3. (3)前台和后台 在shell下面,一个新产生的进程可以通过用命令后面的符号“;”和“&”来 分别以前台和后台的方式来执行,语法如下: command ;产生一个前台的进程,下一个命令须等该命令运行结束后才能输入。 command & 产生
6、一个后台的进程,此进程在后台运行的同时,可以输入其他的命令。 2。shell程序的变量和参数 像高级程序设计语言一样,shell也提供说明和使用变量的功能。对shell来讲,所有变量的取值都是一个字符串,shell程序采用$var的形式来引用名为var的变量的值。 Shell有以下几种基本类型的变量: (1)shell定义的环境变量 shell在开始执行时就已经定义了一些和系统的工作环境有关的变量,这些变 量用户还可以重新定义,常用的shell环境变量有: HOME:用于保存注册目录的完全路径名。 PATH:用于保存用冒号分隔的目录路径名,shell将按PATH变量中给出的顺序搜索这些目录,找
7、到的第一个与命令名称一致的可执行文件将被执行。 TERM:终端的类型。 UID:当前用户的标识符,取值是由数字构成的字符串。 PWD:当前工作目录的绝对路径名,该变量的取值随cd命令的使用而变化。 PS1:主提示符,在特权用户下,缺省的主提示符是“#”,在普通用户下,缺省的主提示符是“$”。 PS2:在shell接收用户输入命令的过程中,如果用户在输入行的末尾输入“ ”然后回车,或者当用户按回车键时shell判断出用户输入的命令没有结束时,显示这个辅助提示符,提示用户继续输入命令的其余部分,缺省的辅助提示符是“ ”。 (2)用户定义的变量 用户可以按照下面的语法规则定义自己的变量: 变量名=变
8、量值 要注意的一点是,在定义变量时,变量名前不应加符号“$”,在引用变量的内容时则应在变量名前加“$”;在给变量赋值时,等号两边一定不能留空格,若变量中本身就包含了空格,则整个字符串都要用双引号括起来。 在编写shell程序时,为了使变量名和命令名相区别,建议所有的变量名都用大写字母来表示。 有时我们想要在说明一个变量并对它设定为一个特定值后就不在改变它的值,这可以用下面的命令来保证一个变量的只读性: readly 变量名 在任何时候,建立的变量都只是当前shell的局部变量,所以不能被shell运行 的其他命令或shell程序所利用,export命令可以将一局部变量提供给shell执行的 其
9、他命令使用,其格式为: export 变量名 也可以在给变量赋值的同时使用export命令: export 变量名=变量值 使用export说明的变量,在shell以后运行的所有命令或程序中都可以访问到 。 (3)位置参数 位置参数是一种在调用shell程序的命令行中按照各自的位置决定的变量,是在程序名之后输入的参数。位置参数之间用空格分隔,shell取第一个位置参数替换程序文件中的$1,第二个替换$2,依次类推。$0是一个特殊的变量,它的内容是当前这个shell程序的文件名,所以,$0不是一个位置参数,在显示当前所有的位置参数时是不包括$0的。 (4)预定义变量 预定义变量和环境变量相类似,
10、也是在shell一开始时就定义了的变量,所不 同的是,用户只能根据shell的定义来使用这些变量,而不能重定义它。所有预定 义变量都是由$符和另一个符号组成的,常用的shell预定义变量有: $#:位置参数的数量 $*:所有位置参数的内容 $?:命令执行后返回的状态 $:当前进程的进程号 $!:后台运行的最后一个进程号 $0:当前执行的进程名 其中,“$?”用于检查上一个命令执行是否正确(在Linux中,命令退出状态为 0表示该命令正确执行,任何非0值表示命令出错)。 “$”变量最常见的用途是用作临时文件的名字以保证临时文件不会重复。 (5)参数置换的变量 shell提供了参数置换能力以便用户
11、可以根据不同的条件来给变量赋不同的值 。参数置换的变量有四种,这些变量通常与某一个位置参数相联系,根据指定的位 置参数是否已经设置类决定变量的取值,它们的语法和功能分别如下。 a. 变量=$参数-word:如果设置了参数,则用参数的值置换变量的值,否则用word置换。即这种变量的值等于某一个参数的值,如果该参数没有设置,则变量就等于word的值。 b. 变量=$参数=word:如果设置了参数,则用参数的值置换变量的值,否则 把变量设置成word然后再用word替换参数的值。注意,位置参数不能用于这种方式 ,因为在shell程序中不能为位置参数赋值。 c. 变量=$参数?word:如果设置了参数
12、,则用参数的值置换变量的值,否 则就显示word并从shell中退出,如果省略了word,则显示标准信息。这种变量要 求一定等于某一个参数的值,如果该参数没有设置,就显示一个信息,然后退出, 因此这种方式常用于出错指示。 d. 变量=$参数+word:如果设置了参数,则用word置换变量,否则不进行置 换。 所有这四种形式中的“参数”既可以是位置参数,也可以是另一个变量,只是 用位置参数的情况比较多。 接下来以bash为例向大家介绍shell程序设计的高级部分:shell编程的流程控 制、调试方法及shell程序的运行方法,顺便也向大家介绍一下bash的内部命令。 四、shell程序设计的流程
13、控制 和其他高级程序设计语言一样,shell提供了用来控制程序执行流程的命令,包括条件分支和循环结构,用户可以用这些命令建立非常复杂的程序。 与传统的语言不同的是,shell用于指定条件值的不是布尔表达式而是命令和 字符串。 1.test测试命令 stest命令用于检查某个条件是否成立,它可以进行数值、字符和文件三个方面 的测试,其测试符和相应的功能分别如下: (1)数值测试: -eq:等于则为真 -ne:不等于则为真 -gt:大于则为真 -ge:大于等于则为真 -lt:小于则为真 -le:小于等于则为真 (2)字符串测试: =:等于则为真 !=:不相等则为真 -z字符串:字符串长度伪则为真
14、-n字符串:字符串长度不伪则为真 (3)文件测试: -e文件名:如果文件存在则为真 -r文件名:如果文件存在且可读则为真 -w文件名:如果文件存在且可写则为真 -x文件名:如果文件存在且可执行则为真 -s文件名:如果文件存在且至少有一个字符则为真 -d文件名:如果文件存在且为目录则为真 -f文件名:如果文件存在且为普通文件则为真 -c文件名:如果文件存在且为字符型特殊文件则为真 -b文件名:如果文件存在且为块特殊文件则为真 另外,Linux还提供了与(“!”)、或(“-o)、非(“-a”)三个逻辑操作符用 于将测试条件连接起来,其优先级为:“!”最高,“-a”次之,“-o”最低。 同时,bas
15、h也能完成简单的算术运算,格式如下: $expression 例如:var1=2 var2=$var1*10+1 则:var2的值为21。 2.if条件语句 shell程序中的条件分支是通过if条件语句来实现的,其一般格式为: if条件命令串 then 条件为真时的命令串 else 条件为假时的命令串 fi 3.for循环 for循环对一个变量的可能的值都执行一个命令序列。赋给变量的几个数值既 可以在程序内以数值列表的形式提供,也可以在程序以外以位置参数的形式提供。 for循环的一般格式为: for变量名 in数值列表 do 若干个命令行 done 变量名可以是用户选择的任何字符串,如果变量名
16、是var,则在in之后给出的 数值将顺序替换循环命令列表中的$var。如果省略了in,则变量var的取值将是位 置参数。对变量的每一个可能的赋值都将执行do和done之间的命令列表。 4.while和until循环 while和until命令都是用命令的返回状态值来控制循环的。While循环的一般 格式为: while 若干个命令行1 do 若干个命令行2 done 只要while的“若干个命令行1”中最后一个命令的返回状态为真,while循环 就继续执行do.done之间的“若干个命令行2”。 until命令是另一种循环结构,它和while命令相似,其格式如下: until 若干个命令行1
17、do 若干个命令行2 done until循环和while循环的区别在于:while循环在条件为真时继续执行循环, 而until则是在条件为假时继续执行循环。 Shell还提供了true和false两条命令用于建立无限循环结构的需要,它们的返 回状态分别是总为0或总为非0 5.case条件选择 if条件语句用于在两个选项中选定一项,而case条件选择为用户提供了根据字 符串或变量的值从多个选项中选择一项的方法,其格式如下: case string in exp-1) 若干个命令行1 ; exp-2) 若干个命令行2 ; *) 其他命令行 esac shell通过计算字符串string的值,将其
18、结果依次和表达式exp-1、exp-2等进 行比较,直到找到一个匹配的表达式为止,如果找到了匹配项则执行它下面的命令 直到遇到一对分号(;)为止。 在case表达式中也可以使用shell的通配符(“*”、“?”、“ ”)。通常 用“*”作为case命令的最后表达式以便使在前面找不到任何相应的匹配项时执行 “其他命令行”的命令。 6.无条件控制语句break和continue break用于立即终止当前循环的执行,而contiune用于不执行循环中后面的语 句而立即开始下一个循环的执行。这两个语句只有放在do和done之间才有效。 7.函数定义 在shell中还可以定义函数。函数实际上也是由若干
19、条shell命令组成的,因此 它与shell程序形式上是相似的,不同的是它不是一个单独的进程,而是shell程序 的一部分。函数定义的基本格式为: functionname 若干命令行 调用函数的格式为: functionname param1 param2 shell函数可以完成某些例行的工作,而且还可以有自己的退出状态,因此函 数也可以作为if、while等控制结构的条件。 在函数定义时不用带参数说明,但在调用函数时可以带有参数,此时shell将 把这些参数分别赋予相应的位置参数$1、$2、.及$*。 8.命令分组 在shell中有两种命令分组的方法:“()”和“”,前者当shell执行(
20、)中的 命令时将再创建一个新的子进程,然后这个子进程去执行圆括弧中的命令。当用户 在执行某个命令时不想让命令运行时对状态集合(如位置参数、环境变量、当前工 作目录等)的改变影响到下面语句的执行时,就应该把这些命令放在圆括弧中,这 样就能保证所有的改变只对子进程产生影响,而父进程不受任何干扰;用于将顺 序执行的命令的输出结果用于另一个命令的输入(管道方式)。当我们要真正使用圆 括弧和花括弧时(如计算表达式的优先级),则需要在其前面加上转义符()以便让 shell知道它们不是用于命令执行的控制所用。 9.信号 trap命令用于在shell程序中捕捉到信号,之后可以有三种反应方式: (1)执行一段程
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