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Unix系列shell程序编写(中)

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3>在Shell中使用数据变量
  用户可以在Shell中使用数据变量,例如ba.sh程序:
    cd/usr/icewalk
    ls|cpio -o > /dev/fd0

  该程序中要备份的目录为一常量,即该程序只能用来备份一个目录。若在该程序中使用变量,则会使其更通用:

    workdir=$1
    cd $workdir
    ls * |cpio -o > /dev/fd0

  通过这一改变,用户可以使用程序备份变量$workdir指定的目录。例如我们要备份/home/www的内容,只要运行ba.sh /home/www即可实现。(若不明白 $1,下面将详细介绍shell参数的传递,$1代表本sh程序-ba.sh的第一个参数)

  4>在Shell程序中加上注释

  为了增加程序的可读性,我们提倡加入注释。在Shell程序中注释将以"#"号开始。当Shell解释到"#"时,会认为从"#"号起一直到该行行尾为注释。

  5>对Shell变量进行算术运算

  高级语言中变量是具有类型的,即变量将被限制为某一数据类型,如整数或字符类型。Shell变量通常按字符进行存储,为了对Shell变量进行算术运算,必须使用expr命令。

  expr命令将把一个算术表达式作为参数,通常形式如下:

    expr [数字] [操作符] [数字]

  由于Shell是按字符形式存储变量的,所以用户必须保证参加算术运算的操作数必须为数值。下面是有效的算术操作符:

    +   两个整数相加
    -   第一个数减去第二个数
    *   两整数相乘
    /   第一个整数除以第二个整数
    %   两整数相除,取余数
  例如:
    $expr 2 + 1
     结果显示:3
    $expr 5 - 3
     结果显示:2若expr的一个参数是变量,那么在表达式计算之前用变量值替换变量名。
    $int=3
    $expr $int + 4
    结果显示:7
  用户不能单纯使用"*"做乘法,若输入:
    $expr 4*5
  系统将会报错,因为Shell看到"*"将会首先进行文件名替换。正确形式为:
    $expr 4 \* 5
     结果显示:20
  多个算术表达式可以组合在一起,例如:
    $expr 5 + 7 / 3
    结果显示:7
  运算次序是先乘除后加减,若要改变运算次序,必须使用"`"号,如:
    $int=`expr 5 + 7`
    $expr $int/3
     结果显示:4
    或者:
    $expr `expr 5+7`/3
    结果显示:4

  6>向Shell程序传递参数

  一个程序可以使用两种方法获得输入数据。一是执行时使用参数。另一种方法是交互式地获得数据。vi编辑程序可以通过交互式的方法获得数据,而ls和expr则从参数中取得数据。以上两种方法Shell程序都可以使用。在"交互式读入数据"一节中将介绍Shell程序通过交互式的方法获得参数。

  通过命令行给Shell程序传递参数可以扩大程序的用途。以前面提到的ba.sh程序为例:
  $cat >re.sh
  cd $workdir
  cpio -i < /dev/fd0
  ^d

  程序re.sh恢复了ba.sh程序备份的所有文件。若只从软盘上恢复一个指定的文件,可以用该文件名作为参数,传递给Shell程序re.sh:

  程序改写如下:
  $cat >re2.sh
  cd $workdir
  cpio -i $1 < /dev/fd0
  ^d

  用户可以指定要恢复的文件,例如fname

  $re2.sh fname

此时文件fname作为第一个位置参数传递给re2.sh,re2.sh的缺点是要恢复两个或多个文件要重复运行,我们可以用$*变量传递不确定的参数给程序:

  $cat >re3.sh
  cd $workdir
  cpio -i $* < /dev/fd0
  ^d

  我们就可以恢复多个文件,例如fname1,fname2,fname3
  $re3.sh fname1 fname2 fname3
  (以上程序re.sh,re2.sh,re3.sh,假设用户已经chmod了可执行权利)

  因为没有赋值的变量可以作为NULL看待,所以若是程序re3.sh在执行时候没赋予参数,那么一个空值将被插入到cpio命令中。该命令将恢复所有保存的文件。

条件判断语句

  条件判断语句是程序设计语言中十分重要的语句,该语句的含义是当某一条件满足时,执行指定的一组命令。

1>if - then语句

  格式: if command1
     then
       command2
       command3
     fi      ---(if 语句结束)
       command4

  每个程序或命令执行结束后都有一个返回的状态,用户可以用Shell变量$?获得这一状态。if语句检查前面命令执行的返回状态,若该命令成功执行,那么在then和fi之间的命令都将被执行。在上面的命令序列中,command1和command4总要执行。若command1成功执行,command2和command3也将执行。

  请看下面程序:
    #unload -program to backup and remove files
    cd $1
    ls -a | cpio -o > /dev/mnt0
    rm *

  该程序在备份资料后,删除档案,但当cpio命令不能成功执行时,rm命令还是把资料删除了,我们可不希望这样,为了避免此情况,可以用if - then语句:
    #--卸载和判断删除程序

    cd $1
    if ls -a | cpio > /dev/mnt0
    then
      rm *
    fi
  上面程序在cpio执行成功后才删除档案

同时,若执行没有成功,我们希望得到提示,sh中的echo命令可以向用户显示消息,并显示后换行,上面程序可以写成:
     #--卸载和判断删除程序
    cd $1
    if ls -a | cpio > /dev/mnt0
    then
      echo "正删除文件资料... ..."
      rm *
    fi

  echo命令可以使用一些特殊的逃逸字符进行格式化输出,下面是这些字符及其含义:

    \b  Backspace
    \c  显示后不换行
    \f  在终端上屏幕的开始处显示
    \n  换行
    \r  回车
    \t  制表符
    \v  垂直制表符
    \   反斜框
    \0nnn 用1,2或3位8进制整数表示一个ASCII码字符

2>if - then - else语句

  不用多说它的作用,别的高级语言中都有,格式为:
  if command1
  then
    command2
    command3
  else
    command4
    command5
  fi

  在此结构中,command1中是先执行,当command1成功执行时,将执行command2和command3,否则执行command4和command5

  注意看下面程序:
    #备份程序
    cd $1
    if ls -a |cpio -o > /dev/mnt0
    then
      echo "删除源资料... ..."
      rm *
    else
      echo "磁带备份失败!"
    fi

3>test命令进行条件测试

  if语句可以通过测试命令执行的返回状态来控制命令的执行,若要测试其他条件,在bsh中可以使用test命令。该命令检测某一条件,当条件为真时返回0,否则返回非0值。test命令可以使Shell程序中的if语句象其他程序语言中的条件判断语句一样,具有很强的功能。

  test命令的使用方法为:
    test condition
  可测试的条件分为4类:
  1)测试两个字符串之间的关系。
  2)测试两个整数之间关系。
  3)测试文件是否存在或是否具有某种状态或属性。
  4)测试多个条件的与(and)或(or)组合。

1、条件语句>>test语句

1>测试字符串间的关系

  bsh把所有的命令行和变量都看作字符串。一些命令如expr和test可以把字符当作数字进行操作。

  同样任何数字也可以作为字符串进行操作。

  用户可以比较两个字符串相等或不等,也可以测试一个串是否赋了值。有关串的操作符如下:
    str1 = str2      当两个串有相同内容、长度时为真
    str1 != str2      当串str1和str2不等时为真
    -n str1        当串的长度大于0时为真(串非空)
    -z str1        当串的长度为0时为真(空串)
    str1         当串str1为非空时为真

  不但Shell程序可以使用test进行条件判断,test命令也可以独立执行,如:

    $str1=abcd
    $test $str1 = abcd
    $echo $?
    结果显示:0

与上例中第一行赋值语句中的等号不同,test命令中的等号两边必须要有空格。本例test命令共有3个参数。注意两个串相等必须是长度和内容都相等。

    $str1="abcd "
    $test "$str1" = abcd
    $echo $?
    结果显示:1

  上面str1包含5个字符,其中最后一个为空格符。而test命令中的另一个串只有4个字符,所以两串不等,test返回1。

  不带任何操作符和使用-n操作符测试一个串结果是一样的,例如:

    $str1=abce
    $test $str1
    $echo $?
    结果显示:0    
    $test -n $str1
    $echo $?
    结果显示:0

  但是,上面两条命令也有一点差别,反映出了使用test命令潜在的问题,请看下例:

    $str1="   "
    $test $str1
    $echo $?
    结果显示:1
    $test -n "$str1"
    $echo $?
    结果显示:0
    $test -n $str1
    结果显示:test:argument expected

  上例中,第一次测试为假因为Shell在执行命令行之前首先要进行变量替换,即把$str1换成空格,然后shell又将命令行上的空格删除,故test命令测试到的为空串。而在第二次测试中,变量替换后空格位于括号内,故不会被删除,test测试到的是一个包含空格的串,在第三次测试中,shell把空格删除,只把-n传个test命令,所以显示参数错。

2>测试两个整数之间关系

  test命令与expr命令一样,也可以把字符转变成整数,然后对其操作。test命令对两个数进行比较,使用的操作符如下:

    int1 -eq int2    两数相等为真
    int1 -ne int2    两数不等为真
    int1 -gt int2    int1大于int2为真
    int1 -ge int2    int1大于等于int2为真
    int1 -lt int2    int1小于int2为真
    int1 -le int2    int1小于等于int2为真

  下面的例子反映了字符串比较与数字比较的不同:

    $str1=1234
    $str2=01234
    $test $str1 = $str2
    $echo $?
    结果显示:1
    $test $str1 -eq $str2
    $echo $?
    结果显示:0

3>有关文件的测试

  使用test进行的第三类测试是测试文件的状态,用户可以测试文件是否存在,是否可写以及其他文件属性。下面是文件测试时使用的选项。注意只有文件存在时,才有可能为真。

  -r file     用户可读为真
  -w file     用户可写为真
  -x file     用户可执行为真
  -f file     文件为正规文件为真
  -d file     文件为目录为真
  -c file     文件为字符特殊文件为真
  -b file     文件为块特殊文件为真
  -s file     文件大小非0时为真
  -t file     当文件描述符(默认为1)指定的设备为终端时为真
4>复杂的条件测试(and 、or 、not)
  -a         与
  -o        或
  !        非
  就是组合条件了,任何高级语言中都有的(NOT 、AND 、OR),例如:
    $test -r em.null -a -s em.null
    $echo $?
    结果显示:1
    说明了em.null并不是可读并且非空的文件

5>另一种执行test的方法

  bsh中还有另一种执行test命令的方法,就是把测试条件放到一对[ ]中,例如:
    $int1=4
    $[ $int1 -gt 2 ]
    $echo $?
    结果显示:0
要注意在[ 的后面和 ]符号的前面要有一个空格。
  下面我们用test命令写个简单但比较完善的程序:

    #-- 备份程序
  
    #-- 检查参数
    if [ $# -ne 1 ]
    then

      echo "请在程序名后面指出要备份文件所在目录!"
      exit 1
    fi
    #-- 检查目录名是否有效
    if [ !-d "$1" ]
    then
      echo "$1 不是一个目录!"
      exit 2
    fi
    cd $1
    ls -a | cpio -o >/dev/mnt0
    if [ $? -eq 0 ]
    then
      rm *
    else
      echo "cpio执行不成功!备份失败..."
      exit 3
    fi

6>空命令

  在Bsh中用 : 代表空命令,就是充个数,什么都不做

7>嵌套if语句和elif结构

  检查条件1
  A:当条件1为真,则执行一部分操作
  B:若条件1为假,检查条件2
    1)若条件2为真,执行另外一部分操作
    2)若条件2为假,检查条件3
    3)若条件3为真,执行其他一部分操作
  语法如下:
    if command
    then
      command
    else
      if command
      then
        command
      else
        if command
        then
          command
        fi
      fi
    fi

8>elif语句

  嵌套if语句有时会给用户带来混乱,特别是什么时候fi语句很难判断。因此Bourne Shell又提供了elif语句。elif是else-if的缩写,它表示是if语句的继续。格式为:

    if command
    then
      command
    elif command
    then
      command
    elif command
    then
      command
    fi

  上面介绍的嵌套if语句和elif语句完成相同的功能,用户可以根据自己的喜好选择一种使用。

9>case语句

  前面说的elif语句替代if-then-else语句,但有时在编程时还会遇到对同一变量进行多次的测试,该情况可以用多个elif语句实现,但还有一种更简单的方法就是用case语句。

  case语句不但取代了多个elif和then语句,还可以用变量值对多个模式进行匹配,当某个模式与变量值匹配后,其后的一系列命令将被执行,下面是case语句使用的语句。

  case value in
   pattem 1)
    command
    command;;
   pattem 2)
    command
    command;;
   ....
   pattem)
    command;
  esac

  case语句只执行其中的一组命令,当变量值与多个模式相匹配时,只有第一个匹配的模式对应的命令被执行。";;"表示该模式对应的命令部分程序。

  通过学习下面的read语句,我们们再举例子说明case语句的用法。

10>read语句

  Shell程序不但可以通过命令行参数得到输入数据,还可以使用read命令提示用户输入数据,其语法格式为:

  read var1 var2... ...varn

当Bsh遇到一个read语句时,在标准输入文件中读取数据直到一个换行符。此时Shell在解释输入行时,不进行文件名或变量的替换,只是简单地删除多余的空格。然后Shell将输入行的第一个字的内容给变量1,第二个给变量2,直到所有变量都赋上值或是输入行为空。若输入行中字的个数超过变量个数,Shell将把输入行中剩余的所有字的内容都赋给最后一个变量。当变量个数多于输入行字的个数时候,多于的变量将赋一个空值。输入行的每一个字是由空格分隔的一个字母和数字组成的字符串。

  $read var1 var2 var3
    输入:Hello my friend
  
  $echo $var1 $var2 $var3
    结果显示:Hello my friend
  $echo $var2
    结果显示:my

下面用个read和case的例子结束本部分的学习:

  #--交互式备份,恢复程序
  echo "输入要备份文件所在目录:\c"
  read WORKDIR
  if [ !-d $WORKDIR ]
  then
    echo "Sorry,$WORKDIR is not a directory"
    exit 1
  fi
  cd $WORKDIR
  echo "输入选择:"
  echo _
  echo "1.恢复到 $WORKDIR"
  echo "2.备份 $WORKDIR"
  echo "0.退出"
  echo
  echo "\c"
  read CHOICE
  case "$CHOICE" in
   1)echo "恢复中... ..."
    cpio -i < /dev/mnt0;;
   2)echo "备份中... ..."
    ls | cpio -o > /dev/mnt0;;
   0)exit 1
   *)exit 1
  esac
  if [ $? -ne 0 ]
  then
   echo "程序运行中出现错误!"
  else
   echo "操作成功!"
  fi  
 
  在上面代码中,"*"定义了其他模式下不匹配时的默认操作。

循环语句

  前面介绍的程序和所学的语句都是从头到尾成一条主线下来,或是成分支结构,在日常管理UNIX的过程中,经常要重复的做一些操作,处理批量的问题,这就涉及到了循环结构,同高级语言相似,UNIX的Shell也提供了强大的循环处理语句。

  Bsh语言中有三种循环语句-while循环、until循环、for循环,下面通过具体的例子分别介绍这三种结构。

  While循环

  在while循环语句中,当某一条件为真时,执行指定的命令。语句的结构如下:

while command
do
  command
  command
  … …
done

示例代码如下:

#测试while循环小程序

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"

程序的执行结果如下:
1
4
9
16
THE WHILE IS END

  在上述程序中,当变量x_t的值小于5的时候,执行while循环中的语句。在第五次循环时, [ $x_t-lt5]命令返回非零值,于是程序执行done后面的代码。
现在利用while循环,可以改进我们早些时候用的备份数据的例子,当用户指定的目录备份完毕后,使用while循环使程序执行一次可以备份多个用户指定的目录。代码如下:

echo "欢迎使用备份小程序"

  ANS=Y
  while [ $ANS = Y -o $ANS = y ]
  do
    echo _
    #读目录名
    echo "输入要备份的目录名:\c"
    read DIR
    if [ ! -d $DIR ]
    then
        echo "$DIR不是一个目录!"
        exit 1
    fi
    cd $DIR
    echo "请选择:"
    echo _
    echo "1 恢复数据到 $DIR"
    echo "2 备份$DIR的数据"
    echo
    echo "请选择:\c"
    read CHOICE
    case "$CHOICE" in
       1) echo "恢复中… …"
        cpio -i        2) echo "备份中… …"
        cpio -o >/dev/rmt0;;
       *) echo "选择无效"
    esac
    if [ $? -ne 0 ]
    then
       echo "cpio执行过程中出现问题"
       exit 2
    fi
    echo "继续别的目录吗?(Y/y)\c"
    read ANS
  done

  在程序开始,我们给变量ANS符值为Y,根据whlie的判断条件,程序进入while循环,执行do-done中的语句,每次循环都要求用户输入ANS的值用来判断是否进行下次重复执行do-done中的语句。如果用户输入的条件不满足while语句条件,循环结束,程序执行done后面的语句。
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