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Unix系列shell程序編寫從入門到精通(中)

3>在Shell中使用數據變量 用戶可以在Shell中使用數據變量,例如ba.sh程序: cd/usr/icewalk ls|cpio -o > /dev/fd0 該程序中要備份的目錄為一常量,即該程序只能用來備份一個目錄。若在該程序中使用變量,則會使其更通用: workdir=1 cd workdir ls * |cpio -o
  3>在Shell中使用數據變量
  
  用戶可以在Shell中使用數據變量,例如ba.sh程序:
  
      cd/usr/icewalk
      ls|cpio -o > /dev/fd0
  
  該程序中要備份的目錄為一常量,即該程序只能用來備份一個目錄。若在該程序中使用變量,則會使其更通用:
  
      workdir=$1
      cd $workdir
      ls * |cpio -o > /dev/fd0
  
  通過這一改變,用戶可以使用程序備份變量$workdir指定的目錄。例如我們要備份/home/www的內容,只要運行ba.sh /home/www即可實現。(若不明白 $1,下面將詳細介紹shell參數的傳遞,$1代表本sh程序-ba.sh的第一個參數)
  
  4>在Shell程序中加上注釋
  
  為了增加程序的可讀性,我們提倡加入注釋。在Shell程序中注釋將以"#"號開始。當Shell解釋到"#"時,會認為從"#"號起一直到該行行尾為注釋。
  
  5>對Shell變量進行算術運算
  
  高級語言中變量是具有類型的,即變量將被限制為某一數據類型,如整數或字符類型。Shell變量通常按字符進行存儲,為了對Shell變量進行算術運算,必須使用expr命令。
  
  expr命令將把一個算術表達式作為參數,通常形式如下:
  
      expr [數字] [操作符] [數字]
  
  由於Shell是按字符形式存儲變量的,所以用戶必須保證參加算術運算的操作數必須為數值。下面是有效的算術操作符:
  
      +   兩個整數相加
      -   第一個數減去第二個數
      *   兩整數相乘
      /   第一個整數除以第二個整數
      %   兩整數相除,取余數
    例如:
      $expr 2 + 1
       結果顯示:3
      $expr 5 - 3
       結果顯示:2
  
  若expr的一個參數是變量,那麼在表達式計算之前用變量值替換變量名。
      $int=3
      $expr $int + 4
      結果顯示:7
  用戶不能單純使用"*"做乘法,若輸入:
      $expr 4*5
  系統將會報錯,因為Shell看到"*"將會首先進行文件名替換。正確形式為:
      $expr 4 \* 5
       結果顯示:20
  多個算術表達式可以組合在一起,例如:
      $expr 5 + 7 / 3
      結果顯示:7
  運算次序是先乘除後加減,若要改變運算次序,必須使用"`"號,如:
      $int=`expr 5 + 7`
      $expr $int/3
       結果顯示:4
      或者:
      $expr `expr 5+7`/3
      結果顯示:4
  
  6>向Shell程序傳遞參數
  
  一個程序可以使用兩種方法獲得輸入數據。一是執行時使用參數。另一種方法是交互式地獲得數據。vi編輯程序可以通過交互式的方法獲得數據,而ls和expr則從參數中取得數據。以上兩種方法Shell程序都可以使用。在"交互式讀入數據"一節中將介紹Shell程序通過交互式的方法獲得參數。
  
  通過命令行給Shell程序傳遞參數可以擴大程序的用途。以前面提到的ba.sh程序為例:
    $cat >re.sh
    cd $workdir
    cpio -i < /dev/fd0
    ^d
  
  程序re.sh恢復了ba.sh程序備份的所有文件。若只從軟盤上恢復一個指定的文件,可以用該文件名作為參數,傳遞給Shell程序re.sh:
  
  程序改寫如下:
    $cat >re2.sh
    cd $workdir
    cpio -i $1 < /dev/fd0
    ^d
  
  用戶可以指定要恢復的文件,例如fname
  
    $re2.sh fname
  
  此時文件fname作為第一個位置參數傳遞給re2.sh,re2.sh的缺點是要恢復兩個或多個文件要重復運行,我們可以用$*變量傳遞不確定的參數給程序:
  
    $cat >re3.sh
    cd $workdir
    cpio -i $* < /dev/fd0
    ^d
  我們就可以恢復多個文件,例如fname1,fname2,fname3
    $re3.sh fname1 fname2 fname3
    (以上程序re.sh,re2.sh,re3.sh,假設用戶已經chmod了可執行權利)
  
  因為沒有賦值的變量可以作為NULL看待,所以若是程序re3.sh在執行時候沒賦予參數,那麼一個空值將被插入到cpio命令中。該命令將恢復所有保存的文件。
  
  條件判斷語句
  
  條件判斷語句是程序設計語言中十分重要的語句,該語句的含義是當某一條件滿足時,執行指定的一組命令。
  
  1>if - then語句
  
    格式: if command1
       then
         command2
         command3
       fi      ---(if 語句結束)
         command4
  
  每個程序或命令執行結束後都有一個返回的狀態,用戶可以用Shell變量$?獲得這一狀態。if語句檢查前面命令執行的返回狀態,若該命令成功執行,那麼在then和fi之間的命令都將被執行。在上面的命令序列中,command1和command4總要執行。若command1成功執行,command2和command3也將執行。
  
  請看下面程序:
      #unload -program to backup and remove files
      cd $1
      ls -a | cpio -o > /dev/mnt0
      rm *
  
  該程序在備份資料後,刪除檔案,但當cpio命令不能成功執行時,rm命令還是把資料刪除了,我們可不希望這樣,為了避免此情況,可以用if - then語句:
      #--卸載和判斷刪除程序
  
      cd $1
      if ls -a | cpio > /dev/mnt0
      then
        rm *
      fi
  上面程序在cpio執行成功後才刪除檔案
  
  同時,若執行沒有成功,我們希望得到提示,sh中的echo命令可以向用戶顯示消息,並顯示後換行,上面程序可以寫成:
       #--卸載和判斷刪除程序
      cd $1
      if ls -a | cpio > /dev/mnt0
      then
        echo "正刪除文件資料... ..."
        rm *
      fi
  
  echo命令可以使用一些特殊的逃逸字符進行格式化輸出,下面是這些字符及其含義:
  
      \b  Backspace
      \c  顯示後不換行
      \f  在終端上屏幕的開始處顯示
      \n  換行
      \r  回車
      \t  制表符
      \v  垂直制表符
      \   反斜框
      \0nnn 用1,2或3位8進制整數表示一個ASCII碼字符
  
  2>if - then - else語句
  
  不用多說它的作用,別的高級語言中都有,格式為:
    if command1
    then
      command2
      command3
    else
      command4
      command5
    fi
  
  在此結構中,command1中是先執行,當command1成功執行時,將執行command2和command3,否則執行command4和command5
  
  注意看下面程序:
      #備份程序
      cd $1
      if ls -a |cpio -o > /dev/mnt0
      then
        echo "刪除源資料... ..."
        rm *
      else
        echo "磁帶備份失敗!"
      fi
  
  3>test命令進行條件測試
  
  if語句可以通過測試命令執行的返回狀態來控制命令的執行,若要測試其他條件,在bsh中可以使用test命令。該命令檢測某一條件,當條件為真時返回0,否則返回非0值。test命令可以使Shell程序中的if語句象其他程序語言中的條件判斷語句一樣,具有很強的功能。
  
  test命令的使用方法為:
      test condition
  可測試的條件分為4類:
  1)測試兩個字符串之間的關系。
  2)測試兩個整數之間關系。
  3)測試文件是否存在或是否具有某種狀態或屬性。
  4)測試多個條件的與(and)或(or)組合。
  
  1、條件語句>>test語句
  
  1>測試字符串間的關系
  
  bsh把所有的命令行和變量都看作字符串。一些命令如expr和test可以把字符當作數字進行操作。
  
  同樣任何數字也可以作為字符串進行操作。
  
  用戶可以比較兩個字符串相等或不等,也可以測試一個串是否賦了值。有關串的操作符如下:
      str1 = str2      當兩個串有相同內容、長度時為真
      str1 != str2      當串str1和str2不等時為真
      -n str1        當串的長度大於0時為真(串非空)
      -z str1        當串的長度為0時為真(空串)
      str1          當串str1為非空時為真
  
  不但Shell程序可以使用test進行條件判斷,test命令也可以獨立執行,如:
  
      $str1=abcd
      $test $str1 = abcd
      $echo $?
      結果顯示:0
  
  與上例中第一行賦值語句中的等號不同,test命令中的等號兩邊必須要有空格。本例test命令共有3個參數。注意兩個串相等必須是長度和內容都相等。
  
      $str1="abcd "
      $test "$str1" = abcd
      $echo $?
      結果顯示:1
  
  上面str1包含5個字符,其中最後一個為空格符。而test命令中的另一個串只有4個字符,所以兩串不等,test返回1。
  
  不帶任何操作符和使用-n操作符測試一個串結果是一樣的,例如:
  
      $str1=abce
      $test $str1
      $echo $?
      結果顯示:0    
      $test -n $str1
      $echo $?
      結果顯示:0
  
  但是,上面兩條命令也有一點差別,反映出了使用test命令潛在的問題,請看下例:
  
      $str1="   "
      $test $str1
      $echo $?
      結果顯示:1
      $test -n "$str1"
      $echo $?
      結果顯示:0
      $test -n $str1
      結果顯示:test:argument expected
  
  上例中,第一次測試為假因為Shell在執行命令行之前首先要進行變量替換,即把$str1換成空格,然後shell又將命令行上的空格刪除,故test命令測試到的為空串。而在第二次測試中,變量替換後空格位於括號內,故不會被刪除,test測試到的是一個包含空格的串,在第三次測試中,shell把空格刪除,只把-n傳個test命令,所以顯示參數錯。
  
  2>測試兩個整數之間關系
  
  test命令與expr命令一樣,也可以把字符轉變成整數,然後對其操作。test命令對兩個數進行比較,使用的操作符如下:
  
      int1 -eq int2    兩數相等為真
      int1 -ne int2    兩數不等為真
      int1 -gt int2    int1大於int2為真
      int1 -ge int2    int1大於等於int2為真
      int1 -lt int2    int1小於int2為真
      int1 -le int2    int1小於等於int2為真
  
  下面的例子反映了字符串比較與數字比較的不同:
  
      $str1=1234
      $str2=01234
      $test $str1 = $str2
      $echo $?
      結果顯示:1
      $test $str1 -eq $str2
      $echo $?
      結果顯示:0
  
  3>有關文件的測試
  
  使用test進行的第三類測試是測試文件的狀態,用戶可以測試文件是否存在,是否可寫以及其他文件屬性。下面是文件測試時使用的選項。注意只有文件存在時,才有可能為真。
  
    -r file     用戶可讀為真
    -w file     用戶可寫為真
    -x file     用戶可執行為真
    -f file     文件為正規文件為真
    -d file     文件為目錄為真
    -c file     文件為字符特殊文件為真
    -b file     文件為塊特殊文件為真
    -s file     文件大小非0時為真
    -t file     當文件描述符(默認為1)指定的設備為終端時為真
  4>復雜的條件測試(and 、or 、not)
    -a         與
    -o        或
    !        非
  就是組合條件了,任何高級語言中都有的(NOT 、AND 、OR),例如:
      $test -r em.null -a -s em.null
      $echo $?
      結果顯示:1
      說明了em.null並不是可讀並且非空的文件
  
  5>另一種執行test的方法
  
  bsh中還有另一種執行test命令的方法,就是把測試條件放到一對[ ]中,例如:
      $int1=4
      $[ $int1 -gt 2 ]
      $echo $?
      結果顯示:0
  
  要注意在[ 的後面和 ]符號的前面要有一個空格。
  
  下面我們用test命令寫個簡單但比較完善的程序:
  
      #-- 備份程序
    
      #-- 檢查參數
      if [ $# -ne 1 ]
      then
  
        echo "請在程序名後面指出要備份文件所在目錄!"
        exit 1
      fi
      #-- 檢查目錄名是否有效
      if [ !-d "$1" ]
      then
        echo "$1 不是一個目錄!"
        exit 2
      fi
      cd $1
      ls -a | cpio -o >/dev/mnt0
      if [ $? -eq 0 ]
      then
        rm *
      else
        echo "cpio執行不成功!備份失敗..."
        exit 3
      fi
  
  6>空命令
  
  在Bsh中用 : 代表空命令,就是充個數,什麼都不做
  
  7>嵌套if語句和elif結構
  
    檢查條件1
    A:當條件1為真,則執行一部分操作
    B:若條件1為假,檢查條件2
      1)若條件2為真,執行另外一部分操作
      2)若條件2為假,檢查條件3
      3)若條件3為真,執行其他一部分操作
    語法如下:
      if command
      then
        command
      else
        if command
        then
          command
        else
          if command
          then
            command
          fi
        fi
      fi
  
  8>elif語句
  
  嵌套if語句有時會給用戶帶來混亂,特別是什麼時候fi語句很難判斷。因此Bourne Shell又提供了elif語句。elif是else-if的縮寫,它表示是if語句的繼續。格式為:
  
      if command
      then
        command
      elif command
      then
        command
      elif command
      then
        command
      fi
  
  上面介紹的嵌套if語句和elif語句完成相同的功能,用戶可以根據自己的喜好選擇一種使用。
  
  9>case語句
  
  前面說的elif語句替代if-then-else語句,但有時在編程時還會遇到對同一變量進行多次的測試,該情況可以用多個elif語句實現,但還有一種更簡單的方法就是用case語句。
  
  case語句不但取代了多個elif和then語句,還可以用變量值對多個模式進行匹配,當某個模式與變量值匹配後,其後的一系列命令將被執行,下面是case語句使用的語句。
  
    case value in
     pattem 1)
      command
      command;;
     pattem 2)
      command
      command;;
     ....
     pattem)
      command;
    esac
  
  case語句只執行其中的一組命令,當變量值與多個模式相匹配時,只有第一個匹配的模式對應的命令被執行。";;"表示該模式對應的命令部分程序。
  
  通過學習下面的read語句,我們們再舉例子說明case語句的用法。
  
  10>read語句
  
  Shell程序不但可以通過命令行參數得到輸入數據,還可以使用read命令提示用戶輸入數據,其語法格式為:
  
    read var1 var2... ...varn
  
  當Bsh遇到一個read語句時,在標准輸入文件中讀取數據直到一個換行符。此時Shell在解釋輸入行時,不進行文件名或變量的替換,只是簡單地刪除多余的空格。然後Shell將輸入行的第一個字的內容給變量1,第二個給變量2,直到所有變量都賦上值或是輸入行為空。若輸入行中字的個數超過變量個數,Shell將把輸入行中剩余的所有字的內容都賦給最後一個變量。當變量個數多於輸入行字的個數時候,多於的變量將賦一個空值。輸入行的每一個字是由空格分隔的一個字母和數字組成的字符串。
  
    $read var1 var2 var3
      輸入:Hello my friend
    
    $echo $var1 $var2 $var3
      結果顯示:Hello my friend
    $echo $var2
      結果顯示:my
  
  下面用個read和case的例子結束本部分的學習:
  
    #--交互式備份,恢復程序
    echo "輸入要備份文件所在目錄:\c"
    read WORKDIR
    if [ !-d $WORKDIR ]
    then
      echo "Sorry,$WORKDIR is not a directory"
      exit 1
    fi
    cd $WORKDIR
    echo "輸入選擇:"
    echo _
    echo "1.恢復到 $WORKDIR"
    echo "2.備份 $WORKDIR"
    echo "0.退出"
    echo
    echo "\c"
    read CHOICE
    case "$CHOICE" in
     1)echo "恢復中... ..."
      cpio -i < /dev/mnt0;;
     2)echo "備份中... ..."
      ls | cpio -o > /dev/mnt0;;
     0)exit 1
     *)exit 1
    esac
    if [ $? -ne 0 ]
    then
     echo "程序運行中出現錯誤!"
    else
     echo "操作成功!"
    fi  
   
  在上面代碼中,"*"定義了其他模式下不匹配時的默認操作。
  
  循環語句
  
  前面介紹的程序和所學的語句都是從頭到尾成一條主線下來,或是成分支結構,在日常管理UNIX的過程中,經常要重復的做一些操作,處理批量的問題,這就涉及到了循環結構,同高級語言相似,UNIX的Shell也提供了強大的循環處理語句。
  
  Bsh語言中有三種循環語句-while循環、until循環、for循環,下面通過具體的例子分別介紹這三種結構。
  
  While循環
  
  在while循環語句中,當某一條件為真時,執行指定的命令。語句的結構如下:
  
  while command
  do
    command
    command
    … …
  done
  
  示例代碼如下:
  
  #測試while循環小程序
  
  x_t=1
    while [ $x_t -lt 5 ]
    do
       mm=` expr $x_t \* $int `  #注意"\"的作用
       echo "$mm"
       x_t=` expr $x_t + 1 `   #注意expr的用法
    done
    echo "THE WHILE IS END!\n"
  
  程序的執行結果如下:
  1
  4
  9
  16
  THE WHILE IS END
  
  在上述程序中,當變量x_t的值小於5的時候,執行while循環中的語句。在第五次循環時, [ $x_t-lt5]命令返回非零值,於是程序執行done後面的代碼。
  
  現在利用while循環,可以改進我們早些時候用的備份數據的例子,當用戶指定的目錄備份完畢後,使用while循環使程序執行一次可以備份多個用戶指定的目錄。代碼如下:
  
  echo "歡迎使用備份小程序"
  
    ANS=Y
    while [ $ANS = Y -o $ANS = y ]
    do
      echo _
      #讀目錄名
      echo "輸入要備份的目錄名:\c"
      read DIR
      if [ ! -d $DIR ]
      then
          echo "$DIR不是一個目錄!"
          exit 1
      fi
      cd $DIR
      echo "請選擇:"
      echo _
      echo "1 恢復數據到 $DIR"
      echo "2 備份$DIR的數據"
      echo
      echo "請選擇:\c"
      read CHOICE
      case "$CHOICE" in
         1) echo "恢復中… …"
          cpio -i        2) echo "備份中… …"
          cpio -o >/dev/rmt0;;
         *) echo "選擇無效"
      esac
      if [ $? -ne 0 ]
      then
         echo "cpio執行過程中出現問題"
         exit 2
      fi
      echo "繼續別的目錄嗎?(Y/y)\c"
      read ANS
    done
  
  在程序開始,我們給變量ANS符值為Y,根據whlie的判斷條件,程序進入while循環,執行do-done中的語句,每次循環都要求用戶輸入ANS的值用來判斷是否進行下次重復執行do-done中的語句。如果用戶輸入的條件不滿足while語句條件,循環結束,程序執行done後面的語句。

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