Linux系統(tǒng)管理與服務(wù)器配置-基于CentOS 7（第2版） 課件 第8章Shell編程入門

第8章Shell編程入門Linux系統(tǒng)管理與服務(wù)器配置——基于CentOS7目錄8.1項目一：第一個Shell程序Helloworld 8.1.1創(chuàng)建Shell程序 8.1.2設(shè)置執(zhí)行權(quán)限 8.1.3執(zhí)行Shell程序 8.2項目二：猜數(shù)字游戲程序8.2.1Shell的語法介紹 8.2.2輸入/輸出內(nèi)部命令 8.2.3條件測試 8.2.4流程控制語句 8.2.5函數(shù) 8.2.6處理參數(shù) 8.2.7調(diào)試Shell程序 8.3Shell程序設(shè)計實例 本章小結(jié)8.1項目一：第一個Shell程序HelloworldShell編程的初學者使用guestuser1賬號登錄系統(tǒng)，在Linux環(huán)境下編寫第一個Shell程序first，在屏幕上輸出“Helloworld”。序號知識點詳見章節(jié)1創(chuàng)建Shell程序8.1.12設(shè)置執(zhí)行權(quán)限8.1.23執(zhí)行Shell程序8.1.38.1.1創(chuàng)建Shell程序與DOS系統(tǒng)中的批處理文件類似，Linux系統(tǒng)中的腳本文件（Shell程序）是一個文本文件，包含各類Shell命令。通過腳本文件，Shell命令匯集在一起被連續(xù)執(zhí)行。與高級程序設(shè)計語言類似，Shell也提供了輸入/輸出、流程控制等命令。8.1.1創(chuàng)建Shell程序8.1項目中創(chuàng)建Shell程序的步驟：$cd$mkdirbin//在用戶工作目錄中創(chuàng)建一個保存腳本的子目錄bin。$cdbin//切換到bin目錄中。$vimfirst//使用vim命令編寫名為first的腳本，該腳本程序保存到bin目錄中。#!/bin/sh#告訴系統(tǒng)，該文件的代碼將用/bin/sh來執(zhí)行。VAR="Helloworld"#給變量var定義了一個字符串值。echo$VAR#將變量var的值顯示輸出到終端。8.1.2設(shè)置執(zhí)行權(quán)限通常要執(zhí)行腳本文件，需要為腳本文件設(shè)置執(zhí)行權(quán)限?？梢允褂靡韵旅钔瓿蓪irst腳本文件權(quán)限的設(shè)置：$chmodu+xfirst上面的命令只是給文件所有者設(shè)置執(zhí)行權(quán)限。如果同組用戶或者其他用戶也需要執(zhí)行該腳本文件，可使用以下命令設(shè)置權(quán)限：$chmoda+xfirst注意：Linux中的腳本文件與DOS或Windows中的批處理程序不同，不能通過擴展名來識別，即不可為腳本文件設(shè)置任意擴展名，而必須通過為腳本文件添加執(zhí)行權(quán)限來允許其執(zhí)行。8.1.3執(zhí)行Shell程序執(zhí)行腳本文件的方式有多種，這里介紹兩種方法：使用Shell程序執(zhí)行和直接執(zhí)行。1．使用Shell程序執(zhí)行腳本文件是使用文本文件格式保存的，可通過/bin目錄中名為sh的程序進行解釋執(zhí)行。以這種方式執(zhí)行腳本文件時，不需要設(shè)置腳本文件的可執(zhí)行權(quán)限。例如，8.1項目中的腳本，可使用以下命令執(zhí)行：$shfirst這種方式實際上是調(diào)用一個新的bash程序，將Shell程序文件名作為參數(shù)傳遞給新的bash程序。使用這種方法的優(yōu)點是可以利用Shell程序的調(diào)試功能。8.1.3執(zhí)行Shell程序2．直接執(zhí)行執(zhí)行腳本文件更常用的方式是直接執(zhí)行，即在Shell提示符后面輸入腳本文件名即可。要用這種方式執(zhí)行腳本文件，需首先設(shè)置該文件的執(zhí)行權(quán)限。例如，執(zhí)行8.1項目中的腳本，可使用以下命令執(zhí)行：$./first在Shell提示符后面輸入腳本文件名進行執(zhí)行時，系統(tǒng)將首先在設(shè)置的搜索路徑中查看指定的文件名，找到就開始執(zhí)行，若未找到，最后將顯示錯誤提示。如果執(zhí)行當前目錄下的腳本文件，通常使用一個點表示當前目錄，如執(zhí)行當前目錄中的腳本文件test，可使用命令：$./test。8.1項目一：第一個Shell程序Helloworld操作過程：$cd$mkdirbin$cdbin$vimfirst#!/bin/shVAR="Helloworld"echo$VAR$chmoda+xfirst$./first8.2項目二：猜數(shù)字游戲程序為了更深入的學習Shell編程，在Linux環(huán)境下編寫一個猜數(shù)字的小游戲。游戲規(guī)則如下：首先程序隨機生成一個60以內(nèi)的整數(shù)，然后等待用戶的輸入。如果用戶輸入的是一個整數(shù)則轉(zhuǎn)到下一步，否則顯示錯誤提示信息并重新輸入。如果用戶輸入的整數(shù)比隨機數(shù)大，程序提示“Toolarge！”。如果用戶輸入的整數(shù)比隨機數(shù)小，程序提示“Toosmall！”。如果用戶輸入的整數(shù)與隨機數(shù)相等，程序提示“Guessed,youareclever!”。8.2項目二：猜數(shù)字游戲程序序號知識點詳見章節(jié)1Shell語法介紹8.2.12輸入/輸出命令8.2.23條件測試8.2.34流程控制語句——分支/循環(huán)8.2.45函數(shù)的定義與使用8.2.56命令行參數(shù)的處理8.2.67Shell程序調(diào)試8.2.78.2.1Shell的語法介紹1．環(huán)境變量指與Shell執(zhí)行的環(huán)境相關(guān)的一些變量。環(huán)境變量在Shell啟動時就已定義好，用戶也可以重新定義。要查看系統(tǒng)中的各環(huán)境變量，可使用set命令。常用的環(huán)境變量HOME：登錄用戶工作目錄的完全路徑名。

LOGNAME：當前用戶名。PATH：用冒號分隔的目錄搜索路徑。Shell執(zhí)行命令時，將按PATH變量中給出的順序搜索這些目錄，找到的第一個與命令名稱一致的可執(zhí)行文件將被執(zhí)行。PSI：系統(tǒng)提示符，系統(tǒng)管理員的提示符為“#”，而普通用戶的提示符是“$”。PWD：當前工作目錄的絕對路徑名，該變量的取值隨cd命令的使用而變化。

UID：當前用戶的標識符，取值是由數(shù)字構(gòu)成的字符串。8.2.1Shell的語法介紹2．自定義變量戶自定義變量的最簡單格式如下：變量名=變量值若要定義一個只讀變量，則使用以下格式：readonly變量名=變量值只讀變量的值在后面的代碼中不允許被修改。通過上面方式定義的變量都只是當前Shell的局部變量，因此，不能被在Shell中運行的其他命令或Shell程序訪問（該變量只能在當前代碼文件中使用）。若要定義全局變量，可使用以下格式：export變量名=變量值全局變量在以后運行的所有命令或程序中都可以被訪問。8.2.1Shell的語法介紹3．引用變量在Shell程序中引用環(huán)境變量或自定義變量，可使用以下格式:$變量名即在變量名前加上一個“$”符號。在8.2項目中就是用$PRICE、$NUM方式來引用變量進行比較運算的。8.2.1Shell的語法介紹4．預定義變量系統(tǒng)的預定義變量與前面介紹的環(huán)境變量相似，也是在Shell啟動時就定義好的。與環(huán)境變量不同的是，用戶不能修改預定義變量，只能引用這些變量。所有預定義變量都是由“$”符號和另個符號組成的，常用的S預定義變量有：$#：位置參數(shù)的數(shù)量。$*：所有位置參數(shù)的內(nèi)容。$?：命令執(zhí)行后返回的狀態(tài)。$$：當前進程的進程號。$!：后臺運行的最后一個進程號。$0：當前執(zhí)行的進程名。8.2.2輸入/輸出內(nèi)部命令1．echo使用echo命令可顯示Shell程序的執(zhí)行情況。命令格式：echo參數(shù)echo命令將跟隨其后的內(nèi)容顯示在終端上。若echo之后的內(nèi)容是一個字符串，則直接顯示這些字符；若echo命令后面的參數(shù)中包含變量，則將顯示變量的內(nèi)容，而不是變量名稱。2．read使用read命令可接收用戶輸入的字符串。命令格式：read變量名列表該命令從標準輸入中讀入一行，分解儲層若干部分，分別復制給read命令后面的變量名列表中各對應(yīng)的變量。8.2.2輸入/輸出內(nèi)部命令〖例8.1〗編寫一個Shell程序，接收用戶輸入的用戶名和電話號碼，然后將這些信息顯示在終端上，并保存到contact.txt文件中。8.2.3條件測試1．測試命令的執(zhí)行結(jié)果執(zhí)行任何Linux命令都可能存在兩種狀態(tài)：正確或錯誤。若前一條命令正確執(zhí)行，則返回的狀態(tài)值為0：若返回值為非0值，則表示執(zhí)行命令出錯。使用預定義變量“$?”可返回命令執(zhí)行后的狀態(tài)。在Shell程序中可以根據(jù)預定義變量“$?”的值，來判斷前一條命令執(zhí)行是否正確。8.2.3條件測試2．測試文件的狀態(tài)在Shell程序中，測試某個文件的狀態(tài)時，通常使用以下格式[測試表達式]注意：在上面的格式中，中括號“[]”與測試表達式之間必須有一個空格來分隔。測試文件狀態(tài)可使用以下參數(shù)。-e文件名：若文件存在，返回真。-r文件名：若文件存在且可讀，返回真。-w文件名：若文件存在且可寫，返回真。-x文件名：若文件存在且可執(zhí)行，返回真。-s文件名：若文件存在且至少有一個字符，返回真。-d文件名：若文件存在且是目錄，返回真。-f文件名：若文件存在且為普通文件，返回真。-c文件名：若文件存在且為字符型特殊文件，返回真。-b文件名：若文件存在且為塊特殊文件，返回真。8.2.3條件測試〖例8.2〗編寫測試文件的Shell程序，判斷用戶輸入的文件名是否為目錄，若是目錄，則輸出“Directory!”；若不是目錄，則輸出“NotDirectory!”。8.2.3條件測試3．測試數(shù)據(jù)的值在進行數(shù)據(jù)值判斷時，可使用以下參數(shù)來測試數(shù)據(jù)值的狀態(tài)。-eq：判斷是否相等，與高級程序設(shè)計語言中的“==”類似。-ne：判斷是否不相等，與高級程序設(shè)計語言中的“！=”或“<>”類似。-gt：判斷是否大于，與高級程序設(shè)計語言中的“>”類似。-ge：判斷是否大于或等于，與高級程序設(shè)計語言中的“>=”類似。-lt：判斷是否小于，與高級程序設(shè)計語言中的“<”類似。-le：判斷是否小于或等于，與高級程序設(shè)計語言中的“<=”類似。8.2.3條件測試4．測試字符串在進行字符串判斷時，可使用以下參數(shù)來判斷字符串的狀態(tài)。=：判斷兩個字符串是否相等。!=：判斷兩個字符串是否不等。-z字符串：若字符串長度為0，返回真。-n字符串：若字符串長度不為0，返回真。8.2.3條件測試5．邏輯操作符如果有多個測試條件，還可以使用邏輯操作符來進行連接，邏輯操作符有以下3個。!：邏輯非操作符，對已有邏輯值取反。-a：邏輯與操作符（and），當兩個測試條件都成立時，才返回真。-o：邏輯或操作符（or），，只要兩個測試條件中有一個條件成立，就返回真。當多個邏輯操作符同時出現(xiàn)在測試條件時，其優(yōu)先級為“!”最高、“-a”次之、“-o”最低。8.2.4流程控制語句1．if-else條件語句通過if-else條件語句來進行程序的分支流程控制，該語句的一般格式如下：if條件測試命令串then

條件為真時執(zhí)行的命令else

條件為假時執(zhí)行的命令fi從以上格式可看出，Shell與其他高級程序設(shè)計語言不同，then需要另起一行來書寫，若需要與if寫在同一行，則需要在“條件測試命令串”右側(cè)添加一個分號（；），以如下形式來使用：8.2.4流程控制語句2．if-elif-else條件語句對于多分支的情況，可以使用if條件語句的嵌套來完成，，該語句的一般格式如下：if條件測試命令串1then

條件1為真時執(zhí)行的命令elif條件測試命令串2then

條件2為真時執(zhí)行的命令......elif條件測試命令串nthen

條件n為真時執(zhí)行的命令else

條件n為假時執(zhí)行的命令fi8.2.4流程控制語句3．case條件語句。case條件語句可從多個分支中選擇一個分支來執(zhí)行，該語句的格式如下：case條件測試命令串in表達式1）

分支1執(zhí)行的命令；；表達式2）

分支2執(zhí)行的命令......表達式n）

分支n執(zhí)行的命令；；*）

其他命令esac8.2.4流程控制語句〖例8.3〗編寫Shell程序，判斷文件的類型。Linux中的文件與DOS中不太一樣，DOS中的大部分文件可通過擴展名來識別類型，但Linux中的文件，如可執(zhí)行文件，可以沒有擴展名，要求編寫程序，判斷用戶輸入的文件類型。8.2.4流程控制語句3．for循環(huán)語句對于一些需要反復執(zhí)行的命令，可使用循環(huán)語句來控制。for循環(huán)語句就是一個常用的循環(huán)語句。for循環(huán)對每一個變量可能的值循環(huán)執(zhí)行一個命令串。賦給變量的幾個數(shù)值既可以在程序內(nèi)以數(shù)值列表的形式提供，也可以在程序以外用位置參數(shù)的形式提供。該語句的格式如下：for變量名[in數(shù)值列表]do

循環(huán)執(zhí)行的命令串done在上面的結(jié)構(gòu)中，變量名可由用戶進行設(shè)置，變量將逐個從“in數(shù)值列表”中取出值，參與“循環(huán)執(zhí)行的命令串”中的操作。8.2.4流程控制語句〖例8.4〗在使用ls命令查看當前工作目錄的文件名列表時，將在一行中顯示多個文件名。要求編寫Shell程序，將每一個文件名顯示在一行中。

8.2.4流程控制語句4．while和until循環(huán)語句while和until循環(huán)都用于不斷地重復執(zhí)行一系列命令，也可從輸入文件中讀取數(shù)據(jù)。通過命令的返回狀態(tài)值來控制循環(huán)。while循環(huán)語句的格式如下：While循環(huán)條件命令串do

循環(huán)執(zhí)行的命令串done在while語句中，只要“循環(huán)條件命令串”的返回狀態(tài)為真，while循環(huán)就繼續(xù)執(zhí)行，直到“循環(huán)條件命令串”的返回狀態(tài)為假，退出循環(huán)?！祭?.5〗使用while循環(huán)編寫Shell程序，計算1-9的平方。8.2.4流程控制語句until循環(huán)語句的格式如下：until循環(huán)條件命令串do循環(huán)執(zhí)行的命令串doneuntil循環(huán)語句和while循環(huán)語句基本相同，兩者的區(qū)別在于，while循環(huán)在條件為真時繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)，而until循環(huán)則是在條件為假時繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)。8.2.4流程控制語句5．break和continue語句在循環(huán)執(zhí)行的命令串中，有時可能需要根據(jù)條件退出循環(huán)或跳過一些循環(huán)步，這時可使用break和continue語句。使用break語句，可立即終止當前循環(huán)的執(zhí)行；使用contiune語句，可不執(zhí)行循環(huán)后面的語句，立即開始下一次循環(huán)的執(zhí)行。這兩條語句只有放在循環(huán)語句的do和done之間才有效。8.2.5函數(shù)在Shell中，允許將一組命令集或語句組成一個可重復使用的塊，這些塊成為Shell函數(shù)。函數(shù)定義的基本格式為：函數(shù)名（）｛

命令串｝8.2.6處理參數(shù)1．位置參數(shù)調(diào)用Shell程序時，除輸入Shell程序文件名外，還可以在后面跟上多個參數(shù)。由于參數(shù)與在命令行中的位置有關(guān)，因此稱為位置參數(shù)。各位置參數(shù)之間用空格分隔，用$1表示第1個參數(shù)，$2表示第2個參數(shù)，以此類推。而$0是一個特殊的變量，其內(nèi)容是當前Shell程序的文件名。當有多個位置參數(shù)時，可以使用shift命令來逐個向左移動參數(shù)。這樣，通過移動參數(shù)，程序中只需使用$1就可以逐個訪問所有位置的參數(shù)?！祭?.6〗編寫Shell程序，要求程序逐個處理傳入的位置參數(shù)。8.2.6處理參數(shù)2．函數(shù)參數(shù)向函數(shù)傳遞參數(shù)與給一般腳本文件傳遞參數(shù)一樣，使用預定義變量$1~$9來傳遞參數(shù)。函數(shù)取得所傳參數(shù)后，將原始參數(shù)傳回Shell腳本文件。在函數(shù)定義時不用帶參數(shù)說明，在調(diào)用函數(shù)時直接傳遞參數(shù)即可?！祭?.7〗編寫一個求累加和的函數(shù)，該函數(shù)將所有參數(shù)的值進行累加。8.2.7調(diào)試Shell程序1．一般錯誤由于Shell程序沒有一個集成的開發(fā)環(huán)境，在一般的文本編輯器（如vim）中輸入程序代碼，編輯器并不會對語法進行檢查，因此，輸入代碼時經(jīng)常會出現(xiàn)各種輸入性錯誤。下面是一些常見的錯誤情況。輸入錯誤：如輸入錯誤關(guān)鍵字、大量的符號漏輸入一部分等。字母大小寫錯誤：在Linux中，對大小寫字母是嚴格區(qū)分的，輸入時容易出錯。Shell中所有關(guān)鍵字都用小寫字母表示，建議變量名使用大寫字母組合來表示。循環(huán)錯誤：由于Shell中的循環(huán)控制語句與一般高級程序設(shè)計語言有所不同，輸入結(jié)構(gòu)時容易出錯。8.2.7調(diào)試Shell程序2．調(diào)試跟蹤在Shell中，可通過執(zhí)行sh命令的方式來調(diào)試Shell程序，從而對程序的執(zhí)行過程進行跟蹤。sh命令中主要通過兩個選項（-v和-x）來跟蹤Shell程序的執(zhí)行。（1）v選項sh命令的-v選項使Shell在執(zhí)行程序過程中，將讀入的每一個命令行原樣輸出到終端。（2）-x選項sh命令的-x選項使Shell在執(zhí)行程序過程中，在執(zhí)行的每一個命令行首用一個“+”號加上對應(yīng)的命令顯示在終端上，并把每一個變量和該變量的值也顯示出來。8.2項目二：猜數(shù)字游戲程序$vimguess//編寫名為guess的腳本文件。#!/bin/shNUM=$((RANDOM%61))#生成60以內(nèi)的隨機數(shù)。echo"Theansweris$NUM"echo"======================="usleep1000000input(){#定義input函數(shù)。read-p"Pleaseenteryournumber:"PRICEexpr$PRICE+1&>/dev/nullif[$?-ne0]#判斷輸入的值是否為整數(shù)。thenecho"Pleaseenteraninteger!"#提示錯誤信息。input#調(diào)用input函數(shù)重新輸入。fi}8.2項目二：猜數(shù)字游戲程序guess(){#定義guess函數(shù)。if[$PRICE-eq$NUM];then#判斷輸入的PRICR與隨機數(shù)NUM是否相等。echo"Guessed,youareclever!"