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发布时间:2018-10-17

原标题:快速掌握Shell编程

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快速掌握Shell编程


(一)Shell编程概述

1.1 shell简述

  Shell编程和JavaScript非常相似,Shell和JavaScript都是弱类型语言,同时也都是解释型语言。解释型语言需要解释器,JavaScript的解释器是浏览器,Shell脚本的解释器时bash,是一个shell、一个命令行用户接口。

1.2 bash简述

  bash在执行或者解释脚本的时候,此bash非彼bash。用户登录进来的时候就用一个bash。通过敲一个命令来解释脚本的时候,是在当前bash中打开一个新的bash,这两个bash是父子关系。其实在空行敲回车也是从当前bash打开新的bash。

  在命令行中输入$ps -aux |grep bash可以看见当前只有一个bash。这个bash就是系统和用户进行交互的一个用户接口。

  在命令行中输入命令bash回车。这就是打开了一个新的bash。再次输入ps -aux |grep bash可以看见当前有两个bash。因为敲一个命令就是一个程序的入口,这个命令就被启动,这个程序就是bash。这两个bash就是父子关系。这种有层次结构的bash可以使用exit退出。

(二)变量

2.1 变量的类型  

  shell脚本的变量实际上也是bash的变量,共有四种类型:环境变量、本地变量(或称局部变量,但略有差别)、位置变量、特殊变量。环境变量,作用在当前bash和所有子bash,与本地变量的区别在于作用域不同;本地变量(局部变量,当前代码段),作用在当前bash,所有子bash都不能用;位置变量和特殊变量,是bash内置的用来保存某些特殊数据的变量,也不存在作用域的问题(也叫系统变量)。

2.2 环境变量

  环境变量,$export 变量名=值,其作用域为当前的shell和其子shell。

  注意:脚本在执行时都会启动一个子shell进程,命令行中启动的脚本会继承当前shell环境变量;系统自动启动脚本(非命令行启动),则需要自我定义环境变量。

2.3 本地变量(局部变量)

  本地变量是只属于某一个bash的变量。例如,$var_name=值,其作用域是整个bash进程。

  局部变量类似,例如$local var_name =值,其作用域为当前代码段。

2.4 位置变量

  位置变量是指用于脚本执行的参数,$1表示第一个参数,以此类推$1,$2…。

2.5 特殊变量

  特殊变量是每一个bash进程中特有的一些变量,无需声明。总共就几个,$?和$#j较为常用。 

2.5.1 $?

  $? 表示上一个命令的执行状态返回值。事实上,任何一个程序执行的结果只有两类,即程序有两类返回值:

  第一类是命令的执行结果。例如输入$ls显示的目录下的所有目录和文件就是执行结果,再如输入$id -u root看见的0就是执行结果。

  第二类是命令的执行状态。任何命令的执行状态都被$?这个变量存储起来。$?: 0表示正确,1-255表示错误。例如使用$echo “$?”查看上一个命令的执行状态,打印上一个命令的执行状态0表示正确,非0表示错误。注意不能查看上上个命令的执行状态,因为被覆盖了。

2.5.2 $#

  $# 表示传递到脚本的参数个数。

2.5.3 $*

  $* 表示传递到脚本的参数,与位置变量不同,此选项参数可超过9个。

2.5.4 $$

  $$ 表示脚本运行时当前进程的ID号,常用作临时变量的后缀。 

2.5.5 $!

  $! 表示后台运行的(&)最后一个进程的ID号 。

2.5.6 $@

  $@ 与$#相同,使用时加引号,并在引号中返回参数个数。

2.5.7 $-

  $- 表示上一个命令的最后一个参数 。

2.6  变量的声明、撤销、查看与引用

2.6.1 声明变量

  环境变量的声明必须加export;本地变量和局部变量的声明不需写export,直接写变量名后面接值即可。

2.6.2 撤销变量

  使用unset 变量名,撤销变量。

2.6.3 查看变量

  查看shell中变量:set

  查看shell中的环境变量:printenv或env

2.6.4 引用变量

a) 引用变量

  引用变量格式为:${变量名},一般可以省略{}。只有特殊情况下不能省略,具体效果见下图:

b) 单引号:强引用

  单引号:强引用,不作变量替换,引用字符串常量(单引号的内容都是字符串)。 

c) 双引号:弱引用

  双引号:弱引用,做变量替换。

d) 反引号:命令替换

  反引号:``命令替换。当字符串表示一个命令,需要执行时,则要用反引号。 

(三)输出重定向

3.1 命令执行结果保存在一个文件中

3.1.1 >覆盖重定向

  $ls >/path/file。不会重定向错误结果

3.1.2 >> 追加重定向

  $cat file1 file2 >> file3 //将file1和file2的文件内容追加重定向到file3后面。

3.1.3 2> 错误覆盖重定向

  程序执行出错的结果放到文件中。

3.1.4 2>>错误追加重定

  程序执行出错的结果放到文件中。

3.1.5 &> 全部覆盖重定向

  无论命令执行对错,都会覆盖重定向到文件。

3.1.6 &>> 全部追加重定向

  无论命令执行对错,都会追加重定向到文件。 

3.2 命令执行结果直接丢弃

  /dev/null文件,dev是设备,null是一个设备文件,称之为数据黑洞,所有数据放到这里都无法恢复。

  $ls >> /dev/null

(四) 脚本

  通过组织命令及变量来完成具有某种业务逻辑的功能称之为脚本。

4.1 简单脚本案例

4.1.1 案例一(添加用户)

a) 业务描述

  添加6个用户,每个用户的密码同用户名,不显示添加密码的信息,并给显示添加用户成功信息。

b) 编写脚本

  首先,创建脚本。

mkdir /opt/shell
cd /opt/shell
vim test1.sh 

  其次,编写脚本主体。

#!/bin/bash#脚本的第一行一定是这个脚本的声明,这里声明的是脚本的解释器。
# 用户可以有参数传过来,也可以直接定义一个变量。
U=’user1’ #声明变量,本地变量的声明直接变量名=值,无需export。这里选择单引号,因为user1是个字
符串,只需强引就行,双引号也行。
useradd $U #引用变量
#设置密码和用户名相同,但是设置完之后不显示passwd的执行结果。但是这个passwd会在控制台出现信息
,所以需要使用管道传入数据,并且重定向。
echo "$U" | passwd --stdin $U &>/dev/null #前一个命令的输出传给后一个命令的输入。
echo "success." #打印成功信息。 

  以上是添加1个给定名称的用户,可以稍作修改,变为参数传入的方式动态添加用户:  

cp test1.sh test2.sh
vim test2.sh
#!/bin/bash
#
useradd $1 #这里是使用传递参数的方式,1代表1个参数,实际上$1是特殊变量$*的特例
echo "$1" |  passwd --stdin  $1 &>/dev/null
echo "Add user $1 success."

c) 执行脚本

  这个两个脚本当前没有执行权限。有两种方法使该脚本有执行权限:一是添加执行权限;二是,使用命令sh /path/脚本名(sh是一个执行脚本的命令)。

  脚本1的执行:

  $sh test1.sh

  脚本2的执行:

  $sh test2.sh username

  查看是否添加成功:

  $cat /etc/passwd

d) 查看脚本执行程度

  $bash -x /opt/shell/test2.sh

4.1.2 案例二(删除用户) 

a) 业务描述

  写一个脚本,完成以下任务:第一,使用一个变量保存一个用户名;第二,删除此变量中的用户,且一并删除其家目录;第三,显示“用户删除成功”信息。

b) 编写脚本

  首先,创建脚本。

vim /opt/shell/test3.sh 

  其次,编写脚本主体。

#!/bin/bash
U=$* #使用一个变量存储用户名
userdel $* #删除这个用户
rm -rf /home/$* #删除该用户的家目录
echo "delete user and $*home success." #打印成功信息

c) 执行脚本

sh test3.sh username #注意一定要有参数(要删除的用户),不然会删除整个/home目录
cat /etc/passwd #查看用户是否删除成功。
ls /home #查看用户的家目录是否删除成功

4.2 条件判断

  条件判断是布尔类型,而shell是弱类型的语言,也即没有类型,所以表达式只有真或假。

4.2.1 条件表达式

  条件表达式有两种形式:一是[ expression ],注意中括号和表达式之间一定要加空格隔开;二是,test expression,test+空格+表达式。

4.2.2 整数的比较

  =:-eq  等于

  !=:-ne  不等于

  >:-gt  大于

  <:-lt  小于

  >=:-ge  大于或等于

  <=:-le  小于或等于

4.2.3 逻辑运算 

a) 命令的逻辑关系

  在linux中,命令执行状态:0为真,其他为假。

b) 逻辑与或非

  可以使用离散数学的逻辑与或非来进行逻辑判断。

  逻辑与:&&。当第一个条件为假时,第二条件不用再判断,最终结果已经有;当第一个条件为真时,第二条件必须得判断。

  逻辑或:||。

  逻辑非:!。

c) 案例(命令逻辑关系的条件判断) 

  业务描述:添加用户前先判断是否存在,如果存在就打印该用户已存在,并且退出。

  编写脚本: 

vim /opt/shell/test4.sh
#!/bin/bash
#
id $1 &>/dev/null && echo "User $1 exist" && exit 3 #使用命令的执行状态作为逻辑判断。id $1 如果用户$1存在,则为0(真),需要继续判断后面的,所以执行echo,并且退出脚本,不再
创建该用户。退出,3是非0,当前脚本执行不成功。
#上一行可以使用逻辑或的代替,见下两行
#!id $1 &>/dev/null || echo "User $1 exist" #如果用户存在id $1则为0,前面加了!就是非0,就为假。前面为假,对于逻辑或来说需要继续判断后面的,所以执行echo 打印用户存在。
#id $1 &>/dev/null && exit 3 #用户存在就退出 useradd $
1 #添加用户 id $1 &>/dev/null && echo "$1" | passwd --stdin $1 &>/dev/null #如果用户创建成功了>,就执行后面的echo passwd添加密码。 echo "Add user $1 success." 

  执行脚本:

sh test4.sh user1

4.2.4 if条件判断

a) 语法结构

  if条件表达式的语法结构为:

if [ 条件 ]; then
    语句
elif [ 条件 ]; then
    语句
else
    语句
fi

b) if的逻辑与或

  -a :并且

  -o :或者

  例如:

if [ $# -gt 1 -a $# -lt 3 -o $# -eq 2 ] ; then

  如果,上一个命令传入的参数个数大于1,并且小于3,或者等于2。&&是离散数学中的逻辑与,-a是一个逻辑运算符,并且的意思,不同于&&。

c) 案例(if语句)

  业务描述:给定一个用户,如果他的UID为0则显示为管理员,否则显示其他普通用户。

  编写脚本:

vim /opt/shell/test5.sh 
#!/bin/bash
USER_ID=`id -u $1`&> /dev/null || exit 3 #注意这里需要用反引号,这里也不能将变量名取为UID,会和环境变量冲突,这样声明的变量是只读的。
if [ $USER_ID -eq 0 ] ; then
  echo "admin."
else
  echo "other."
fi 

  执行脚本:

sh test5.sh root

4.3 算术运算符

4.3.1 算术运算符的类型

a) let 算术运算表达式

let C=$A + $B

b) $[算术表达式]

C = $[$A+$B] 

c) $((算术表达式))

C=$(($A+$B))

d) expr 算术表达式

  注意:表达式中各操作数及运算符之间要有空格。而且要使用命令引用。

C=`expr $A + $B`

4.3.2 案例(算术运算符的使用)

a) 业务描述

  给定一个用户,获取其密码警告期限,然后判断用户密码使用期限是否已经小于警告期限,如果小于,则是显示“WARN”,否则显示密码还有多少天到期。

  密码警告期限:距离警告的天数;密码使用期限:密码有效期减去使用的时间。

b) 编写脚本

  首先,需要知道:

  $date +%s 可以获得今天的秒数

  $cat /etc/shadow 可以获得密码使用时间。

cat /etc/shadow | grep root

  观察上图,这一行数据是以冒号隔开的。其中的17021是指,创建密码的那天距离1970年1月1日的天数;0表示密码有效期最短0天;99999表示密码最多99999天有效;7表示有效期还剩7天时警告。

  然后,编辑脚本如下: 

vim /opt/shell/test6.sh
#!/bin/bash
#
UN=$1 #根据传入的数据作为变量UN的值
C_D=`grep "^$UN" /etc/shadow | awk -F: "{print $3}" ` #grep "^$UN" /etc/shadow是从shadow中找到到以$UN这个用户名开头的,print $3是密码的创建时间,这里使用-F来指定:分隔符。加反引号是一个命令。
M_D=`grep "^$UN" /etc/shadow | awk -F: "{print $5}" ` #"{print $5}"是找到最长有效期
W_D=`grep "^$UN" /etc/shadow | awk -F: "{print $6}"` #"{print $6}"是警告时间
NOW_D=$[`date +%s`/86400] #`date +%s`获得当前系统时间(秒),使用数学运算符[]相当于数>学的括号,除以一天的秒数
U_D=$[$NOW_D-$C_D] #算出了使用的天数
L_D=$[$M_D-$U_D] #算出剩余的天数
if [ $L_D -le $W_D ];then #判断注意空格,剩余时间小于等于警告时间输出warn.
  echo "warn."
else
  echo "left day is $L_D" #其他情况输出剩余天数
fi

c) 执行脚本

sh test6.sh root

4.4 文件与字符串测试

4.4.1 文件与字符串测试语法

a) 文件测试

  文件测试需要中括号 [ ]

  -e FILE:测试文件是否存在

  -f FILE:测试文件是否为普通文件

  -d FILE:测试文件是否为目录

  -r 当前用户有没有读的权限

  -w 当前用户有没有写的权限

  -x 当前用户有没有执行的权限

b) 字符串测试

  == 等号两端需要空格

  !=

  -n string : 判断字符串是否为空

  -s string : 判断字符串是否不空

4.4.2 案例(文件与字符串测试)

a) 业务描述

  指定一个用户名,判断此用户的用户名和它的基本组,组名是否相同。

b) 编写脚本 

vim /opt/shell/test7.sh
#!/bin/bash
#
if !id $1 &>/dev/null ; then
  echo "No such user."
  exit 12
fi
if [ $1 == `id -n -g $1` ] ;then #`id -n -g $1`是指输入的用户的组的名称(-g是组id)
  echo "相同"
else
  echo "不相同"
fi

c) 执行脚本

sh test7.sh root

4.5 循环语句

4.5.1 for循环

a) for循环的语法结构

for 变量 in 列表; do
  语句
done

b) for循环中的列表  

  for循环中的列表尤为重要,列表可以是以空格隔开的一组数,可以理解为数组;也可以动态生成列表。

  静态数组列表

  以下是个静态列表的实例:

for I in 1 2 3 4 5 ; do 
    语句
done

  动态生成列表 

  动态生成列表有三种方式,分别为:

  第一,{1..100}。中间两个点,1-10可以成{1..10}

  第二,seq [起始数] [跨度数] 结束数。seq相当于oracle中sequence,递增的序列,[起始数]带有中括号意为可以不给,默认为1;[跨度数]带有中括号也可以不给,默认值为1;结束数必须给,不然会造成死循环。

  第三,ls /PATH/ 文件列表。这个实际上是通过for循环递归目录下的文件。

c) for循环案例一

  业务描述:

  将那些可以登录的用户查询出来,并且将用户的帐号信息提取出来,后放入/tmp/test.txt文件中,并在行首给定行号。

  编写脚本:

vim /opt/shell/test8.sh
#!/bin/bash
#
J=1
count=`wc -l /etc/passwd | cut -d" " -f1` #wc -l /etc/passwd 可以获得passwd文件的行数;cut -d" " -f1中-d是指定切割符,-f1是取第一个。
#count=`wc -l /etc/passwd | awk -F " " "{print $1}"` #也可以使用awk
for I in `seq $count`;do #这里使用seq生成列表,以1开始,跨度为1,到$count结束。
   u_shell=`head -$I /etc/passwd | tail -1 | cut -d: -f7` #head取前I行,然后管道到tail -1拿到最后一行,实际上就是第I行,然后管道到cut按:切割,取第七个(shell)。
   u_n=`head -$I /etc/passwd | tail -1 | cut -d: -f1` #取用户
   if [ $u_shell == "/bin/bash" ];then #判断字符串是否相等,相等表示可以登录。可以登录>就将/tmp/users.txt
      echo "$J $u_n " >> /tmp/users.txt #输出时加上编号,这里不能使用I,因为I是行号,业务要求是新的序号,需要连续的。
      J=$[$J+1] #相当于J++
   fi
done

  执行脚本:

sh test8.sh root

d) for循环案例二

  业务描述:

  计算100以内所有能被3整除的整数的和。

  编写脚本:

vim test9.sh
#!/bin/bash
#
sum=0
for I in {1..100};do
  S=$[$I%3] #对3取模(求余数)
  if [ $S -eq 0 ];then #数字比较只能用-eq,不能使用等号
    sum=$[$sum+$I]
  fi
done
echo "$sum"

  执行脚本:

sh test9.sh

e) for循环案例三

  业务描述:

  传给脚本一个参数:目录,输出该目录中文件最大的,文件名和文件大小。

  编写脚本:

vim test10.sh
#!/bin/bash
#
#首先判断参数是否正确
if [ -f $1 ];then #-f 判断传过来的目录是否是文件
  echo "Arg is error."
  exit 2
fi

if [ -d $1 ];then #-d 是判断$1是目录
  c=`du -a $1 | sort -nr | wc -l`  #du -a $1是列出$1目录下的所有文件和目录; sort -nr是按数值降序排列; wc -l获取行数。但是这样把目录页选出来了
  for I in `seq $c`;do
    f_size=`du -a $1 | sort -nr | head -$I | tail -1 | awk "{print $1}"` #取到第I行,拿到文件大小
    f_path=`du -a $1 | sort -nr | head -$I | tail -1 | awk "{print $2}"` #取到第I行,拿到文件路径
    if [ -f $f_path ];then #判$f_path是否是文件,是文件就直接输出,并退出循环
       echo -e "the biggest file is $f_path 	 $f_size"
       break
    fi
  done
fi

  执行脚本:

sh test10.sh /path/

4.5.2 while循环

a) 格式一

while 条件;do
    语句
    [break]
done

b) 格式二(死循环)

while true
do
  语句
done 

c) 格式三(死循环)

while :
do
    语句
done

d) 格式四(死循环)

while [ 1 ]
do
    语句
done 

e) 格式五(死循环)

while [ 0 ]
do
    语句
done

f) while循环案例 

  业务描述:

  使用echo输出10个随机数。

  编写脚本:

vim /opt/shell/test11.sh
#!/bin/bash
#
I=1
while [ $I -le 10 ] ; do
        echo -n "$RANDOM"
        I=$[$I+1]
done

  执行脚本:

sh test11.sh

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责任编辑:宗陵安

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