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Bourneagainshell(bash)基本編程

已經在運行它 如果查看一下,可能會發現:您現在正在運行 bash。因為 bash 是標准 Linux shell,並用於各種目的,所以,即使更改了缺省 shell,bash 可能仍在系統中某處運行。因為 bash 已在運行,以後運行的任何 bash 腳本都天生是有效利用內存的,因為它們
  已經在運行它
  如果查看一下,可能會發現:您現在正在運行 bash。因為 bash 是標准 Linux shell,並用於各種目的,所以,即使更改了缺省 shell,bash 可能仍在系統中某處運行。因為 bash 已在運行,以後運行的任何 bash 腳本都天生是有效利用內存的,因為它們與任何已運行的 bash 進程共享內存。如果正在運行的工具可以勝任工作,並且做得很好,為什麼還要裝入一個 500K 的解釋器?
  
  已經在使用它
  不僅在運行 bash,實際上,您每天還在與 bash 打交道。它總在那裡,因此學習如何最大限度使用它是有意義的。這樣做將使您的 bash 經驗更有趣和有生產力。但是為什麼要學習 bash 編程?很簡單,因為您已在考慮如何運行命令、CPing 文件以及管道化和重定向輸出。為什麼不學習一種語言,以便使用和利用那些已熟悉和喜愛的強大省時的概念?命令 shell 開啟了 UNIX 系統的潛能,而 bash 正是這個 Linux shell。它是您和機器之間的高級紐帶。增長 bash 知識吧,這將自動提高您在 Linux 和 UNIX 中的生產力 -- 就那麼簡單。
  
  Bash 困惑
  以錯誤方式學習 bash 令人十分困惑。許多新手輸入 "man bash" 來查看 bash 幫助頁,但只得到非常簡單和技術方面的 shell 功能性描述。還有人輸入 "info bash"(來查看 GNU 信息文檔),只能得到重新顯示的幫助頁,或者(如果幸運)略為友好的信息文檔。
  
  盡管這可能使初學者有些失望,但標准 bash 文檔無法滿足所有人的要求,它只適合那些已大體熟悉 shell 編程的人。幫助頁中確實有很多極好的技術信息,但對初學者的幫助卻有限。
  
  這就是本系列的目的所在。在本系列中,我將講述如何實際使用 bash 編程概念,以便編寫自己的腳本。與技術描述不同,我將以簡單的語言為您解釋,使您不僅知道事情做什麼,還知道應在何時使用。在此三部分系列末尾,您將可以自己編寫復雜的 bash 腳本,並可以自如地使用 bash 以及通過閱讀(和理解)標准 bash 文檔來補充知識。讓我們開始吧。
  
  環境變量
  在 bash 和幾乎所有其它 shell 中,用戶可以定義環境變量,這些環境變量在以 ASCII 字符串存儲。環境變量的最便利之處在於:它們是 UNIX 進程模型的標准部分。這意味著:環境變量不僅由 shell 腳本獨用,而且還可以由編譯過的標准程序使用。當在 bash 中“導出”環境變量時,以後運行的任何程序,不管是不是 shell 腳本,都可以讀取設置。一個很好的例子是 vipw 命令,它通常允許 root 用戶編輯系統口令文件。通過將 EDITOR 環境變量設置成喜愛的文本編輯器名稱,可以配置 vipw,使其使用該編輯器,而不使用 vi,如果習慣於 xemacs 而確實不喜歡 vi,那麼這是很便利的。
  
  在 bash 中定義環境變量的標准方法是:
  
  $ myvar='This is my environment variable!'
  
  以上命令定義了一個名為 "myvar" 的環境變量,並包含字符串 "This is my environment variable!"。以上有幾點注意事項:第一,在等號 "=" 的兩邊沒有空格,任何空格將導致錯誤(試一下看看)。第二個件要注意的事是:雖然在定義一個字時可以省略引號,但是當定義的環境變量值多於一個字時(包含空格或制表鍵),引號是必須的。
  
  引用細節
  有關如何在 bash 中使用引號的非常詳盡的信息,請參閱 bash 幫助頁面中的“引用”一節。特殊字符序列由其它值“擴展”(替換)確實使 bash 中字符串的處理變得復雜。本系列將只講述最常用的引用功能。
  
  第三,雖然通常可以用雙引號來替代單引號,但在上例中,這樣做會導致錯誤。為什麼呢?因為使用單引號禁用了稱為擴展的 bash 特性,其中,特殊字符和字符系列由值替換。例如,"!" 字符是歷史擴展字符,bash 通常將其替換為前面輸入的命令。(本系列文章中將不講述歷史擴展,因為它在 bash 編程中不常用。有關歷史擴展的詳細信息,請參閱 bash 幫助頁中的“歷史擴展”一節。)盡管這個類似於宏的功能很便利,但我們現在只想在環境變量後面加上一個簡單的感歎號,而不是宏。
  
  現在,讓我們看一下如何實際使用環境變量。這有一個例子:
  
  $ echo $myvar
  This is my environment variable!
  
  通過在環境變量的前面加上一個 $,可以使 bash 用 myvar 的值替換它。這在 bash 術語中叫做“變量擴展”。但是,這樣做將怎樣:
  
  $ echo foo$myvarbar
  foo
  
  我們希望回顯 "fooThis is my environment variable!bar",但卻不是這樣。錯在哪裡?簡單地說,bash 變量擴展設施陷入了困惑。它無法識別要擴展哪一個變量:$m、$my、$myvar 、$myvarbar 等等。如何更明確清楚地告述 bash 引用哪一個變量?試一下這個:
  
  $ echo foo${myvar}bar
  fooThis is my environment variable!bar
  
  如您所見,當環境變量沒有與周圍文本明顯分開時,可以用花括號將它括起。雖然 $myvar 可以更快輸入,並且在大多數情況下正確工作,但 ${myvar} 卻能在幾乎所有情況下正確通過語法分析。除此之外,二者相同,將在本系列的余下部分看到變量擴展的兩種形式。請記住:當環境變量沒有用空白(空格或制表鍵)與周圍文本分開時,請使用更明確的花括號形式。
  
  回想一下,我們還提到過可以“導出”變量。當導出環境變量時,它可以自動地由以後運行的任何腳本或可執行程序環境使用。shell 腳本可以使用 shell 的內置環境變量支持“到達”環境變量,而 C 程序可以使用 getenv() 函數調用。這裡有一些 C 代碼示例,輸入並編譯它們 -- 它將幫助我們從 C 的角度理解環境變量:
  
  myvar.c -- 樣本環境變量 C 程序
  
  #include
  #include
  
  int main(void) {
   char *myenvvar=getenv("EDITOR");
   printf("The editor environment variable is set to %s",myenvvar);
  }
  
  將上面的代碼保存到文件 myenv.c 中,然後發出以下命令進行編譯:
  
  $ gcc myenv.c -o myenv
  
  現在,目錄中將有一個可執行程序,它在運行時將打印 EDITOR 環境變量的值(如果有值的話)。這是在我機器上運行時的情況:
  
  $ ./myenv
  The editor environment variable is set to (null)
  
  啊... 因為沒有將 EDITOR 環境變量設置成任何值,所以 C 程序得到一個空字符串。讓我們試著將它設置成特定值:
  
  $ EDITOR=xemacs
  $ ./myenv
  The editor environment variable is set to (null)
  
  雖然希望 myenv 打印值 "xemacs",但是因為還沒有導出環境變量,所以它卻沒有很好地工作。這次讓它正確工作:
  
  $ export EDITOR
  $ ./myenv
  The editor environment variable is set to xemacs
  
  現在,如您親眼所見:不導出環境變量,另一個進程(在本例中是示例 C 程序)就看不到環境變量。順便提一句,如果願意,可以在一行定義並導出環境變量,如下所示:
  
  $ export EDITOR=xemacs
  
  這與兩行版本的效果相同。現在該演示如何使用 unset 來除去環境變量:
  
  $ unset EDITOR
  $ ./myenv
  The editor environment variable is set to (null)
  
  dirname 和 basename
  請注意:dirname 和 basename 不是磁盤上的文件或目錄,它們只是字符串操作命令。
  
  截斷字符串概述
  截斷字符串是將初始字符串截斷成較小的獨立塊,它是一般 shell 腳本每天執行的任務之一。很多時候,shell 腳本需要采用全限定路徑,並找到結束的文件或目錄。雖然可以用 bash 編碼實現(而且有趣),但標准 basename UNIX 可執行程序可以極好地完成此工作:
  
  $ basename /usr/local/share/doc/foo/foo.txt
  foo.txt
  $ basename /usr/home/drobbins
  drobbins
  
  Basename 是一個截斷字符串的極簡便工具。它的相關命令 dirname 返回 basename 丟棄的“另”一部分路徑。
  
  $ dirname /usr/local/share/doc/foo/foo.txt
  /usr/local/share/doc/foo
  $ dirname /usr/home/drobbins/
  /usr/home
  
  命令替換
  需要知道一個簡便操作:如何創建一個包含可執行命令結果的環境變量。這很容易:
  
  
  $ MYDIR=`dirname /usr/local/share/doc/foo/foo.txt`
  $ echo $MYDIR
  /usr/local/share/doc/foo
  
  上面所做的稱為“命令替換”。此例中有幾點需要指出。在第一行,簡單地將要執行的命令以 反引號括起。那不是標准的單引號,而是鍵盤中通常位於 Tab 鍵之上的單引號。可以用 bash 備用命令替換語法來做同樣的事:
  
  $ MYDIR=$(dirname /usr/local/share/doc/foo/foo.txt)
  $ echo $MYDIR
  /usr/local/share/doc/foo
  
  如您所見,bash 提供多種方法來執行完全一樣的操作。使用命令替換可以將任何命令或命令管道放在 ` ` 或 $( ) 之間,並將其分配給環境變量。真方便!下面是一個例子,演示如何在命令替換中使用管道:
  
  MYFILES=$(ls /etc | grep pa)
  bash-2.03$ echo $MYFILES
  pam.d passwd
  
  象專業人員那樣截斷字符串
  盡管 basename 和 dirname 是很好的工具,但有時可能需要執行更高級的字符串“截斷”,而不只是標准的路徑名操作。當需要更強的說服力時,可以利用 bash 內置的變量擴展功能。已經使用了類似於 ${MYVAR} 的標准類型的變量擴展。但是 bash 自身也可以執行一些便利的字符串截斷。看一下這些例子:
  
  $ MYVAR=foodforthought.jpg
  $ echo ${MYVAR##*fo}
  rthought.jpg
  $ echo ${MYVAR#*fo}
  odforthought.jpg
  
  在第一個例子中,輸入了 ${MYVAR##*fo}。它的確切含義是什麼?基本上,在 ${ } 中輸入環境變量名稱,兩個 ##,然後是通配符 ("*fo")。然後,bash 取得 MYVAR,找到從字符串 "foodforthought.jpg" 開始處開始、且匹配通配符 "*fo" 的最長子字符串,然後將其從字符串的開始處截去。剛開始理解時會有些困難,為了感受一下這個特殊的 "##" 選項如何工作,讓我們一步步地看看 bash 如何完成這個擴展。首先,它從 "foodforthought.jpg" 的開始處搜索與 "*fo" 通配符匹配的子字符串。以下是檢查到的子字符串:
  
  f 
  fo   MATCHES *fo
  foo
  food
  foodf   
  foodfo   MATCHES *fo
  foodfor
  foodfort  
  foodforth
  foodfortho 
  foodforthou
  foodforthoug
  foodforthought
  foodforthought.j
  foodforthought.jp
  foodforthought.jpg
  
  在搜索了匹配的字符串之後,可以看到 bash 找到兩個匹配。它選擇最長的匹配,從初始字符串的開始處除去,然後返回結果。
  
  上面所示的第二個變量擴展形式看起來與第一個相同,但是它只使用一個 "#" -- 並且 bash 執行幾乎同樣的過程。它查看與第一個例子相同的子字符串系列,但是 bash 從初始字符串除去最短的匹配,然後返回結果。所以,一查到 "fo" 子字符串,它就從字符串中除去 "fo",然後返回 "odforthought.jpg"。
  
  這樣說可能會令人十分困惑,下面以一簡單方式記住這個功能。當搜索最長匹配時,使用 ##(因為 ## 比 # 長)。當搜索最短匹配時,使用 #。看,不難記吧!等一下,怎樣記住應該使用 '#' 字符來從字符串開始部分除去?很簡單!注意到了嗎:在美國鍵盤上,shift-4 是 "$",它是 bash 變量擴展字符。在鍵盤上,緊靠 "$" 左邊的是 "#"。這樣,可以看到:"#" 位於 "$" 的“開始處”,因此(根據我們的記憶法),"#" 從字符串的開始處除去字符。您可能要問:如何從字符串末尾除去字符。如果猜到我們使用美國鍵盤上緊靠 "$" 右邊的字符 ("%),那就猜對了。這裡有一些簡單的例子,解釋如何截去字符串的末尾部分:
  
  $ MYFOO="chickensoup.tar.gz"
  $ echo ${MYFOO%%.*}
  chickensoup
  $ echo ${MYFOO%.*}
  chickensoup.tar
  
  正如您所見,除了將匹配通配符從字符串末尾除去之外,% 和 %% 變量擴展選項與 # 和 ## 的工作方式相同。請注意:如果要從末尾除去特定子字符串,不必使用 "*" 字符:
  
  
  MYFOOD="chickensoup"
  $ echo ${MYFOOD%%soup}
  chicken
  
  在此例中,使用 "%%" 或 "%" 並不重要,因為只能有一個匹配。還要記住:如果忘記了應該使用 "#" 還是 "%",則看一下鍵盤上的 3、4 和 5 鍵,然後猜出來。
  
  可以根據特定字符偏移和長度,使用另一種形式的變量擴展,來選擇特定子字符串。試著在 bash 中輸入以下行:
  
  $ EXCLAIM=cowabunga
  $ echo ${EXCLAIM:0:3}
  cow
  $ echo ${EXCLAIM:3:7}
  abunga
  
  這種形式的字符串截斷非常簡便,只需用冒號分開來指定起始字符和子字符串長度。
  
  應用字符串截斷
  現在我們已經學習了所有截斷字符串的知識,下面寫一個簡單短小的 shell 腳本。我們的腳本將接受一個文件作為自變量,然後打印:該文件是否是一個 tar 文件。要確定它是否是 tar 文件,將在文件末尾查找模式 ".tar"。如下所示:
  
  mytar.sh -- 一個簡單的腳本
  
  #!/bin/bash
  
  if [ "${1##*.}" = "tar" ]
  then
    echo This appears to be a tarball.
  else
    echo At first glance, this does not appear to be a tarball.
  fi
  
  要運行此腳本,將它輸入到文件 mytar.sh 中,然後輸入 "chmod 755 mytar.sh",生成可執行文件。然後,如下做一下 tar 文件試驗:
  
  $ ./mytar.sh thisfile.tar
  This appears to be a tarball.
  $ ./mytar.sh thatfile.gz
  At first glance, this does not appear to be a tarball.
  
  好,成功運行,但是不太實用。在使它更實用之前,先看一下上面使用的 "if" 語句。語句中使用了一個布爾表達式。在 bash 中,"=" 比較運算符檢查字符串是否相等。在 bash 中,所有布爾表達式都用方括號括起。但是布爾表達式實際上測試什麼?讓我們看一下左邊。根據前面所學的字符串截斷知識,"${1##*.}" 將從環境變量 "1" 包含的字符串開始部分除去最長的 "*." 匹配,並返回結果。這將返回文件中最後一個 "." 之後的所有部分。顯然,如果文件以 ".tar" 結束,結果將是 "tar",條件也為真。
  
  您可能會想:開始處的 "1" 環境變量是什麼。很簡單 -- $1 是傳給腳本的第一個命令行自變量,$2 是第二個,以此類推。好,已經回顧了功能,下面來初探 "if" 語句。
  
  If 語句
  與大多數語言一樣,bash 有自己的條件形式。在使用時,要遵循以上格式;即,將 "if" 和 "then" 放在不同行,並使 "else" 和結束處必需的 "fi" 與它們水平對齊。這將使代碼易於閱讀和調試。除了 "if,else" 形式之外,還有其它形式的 "if" 語句:
  
  if [ condition ]
  then
    action
  fi
  
  
  只有當 condition 為真時,該語句才執行操作,否則不執行操作,並繼續執行 "fi" 之後的任何行。
  
  if [ condition ]
  then
    action
  elif [ condition2 ]
  then
    action2
  .
  .
  .
  elif [ condition3 ]
  then
  
  else
    actionx
  fi
  
  以上 "elif" 形式將連續測試每個條件,並執行符合第一個真條件的操作。如果沒有條件為真,則將執行 "else" 操作,如果有一個條件為真,則繼續執行整個 "if,elif,else" 語句之後的行。
  
  下一次
  我們已經學習了最基本的 bash 功能,現在要加快腳步,准備編寫一些實際腳本。在下一篇中,將講述循環概念、函數、名稱空間和其它重要主題。然後,將准備好編寫一些更復雜的腳本。在第三篇中,將重點講述一些非常復雜的腳本和功能,以及幾個 bash 腳本設計選項。再見!
  

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