Linux_《Linux命令行与shell脚本编程大全》第十一章学习总结

时间：2017年08月28日星期一
说明：本文部分内容均摘取自书籍《Linux命令行与shell脚本编程大全》，版权归原作者所有。《Linux命令行与shell脚本编程大全》（第三版）第十一章学习总结

第十一章：构建基本脚本

本章内容

使用多个命令
创建脚本文件
显示消息
使用变量
输入输出重定向
管道
数据运算
退出脚本

11.1 使用多个命令

shell脚本的关键在于输入多个命令并处理每个命令的结果，甚至需要将一个命令的结果传给另一个命令。shell可以让你将多个命令串起来，一次执行完成。如果要两个命令一起运行，可以把它们放在同一行中，彼此用分号隔开。最大命令行字符数不超过255个字符。

命令演示：date ; who
命令说明：先执行date显示当前日期和时间，然后执行who显示当前是谁登陆到了系统上

使用这种方式，在每次运行之前，都必须在命令提示符下输入整个命令。可以将这些命令组合成一个简单的文本文件，这样就不需要在命令行中手动输入了。

11.2 创建shell脚本文件

命令演示：vim test1
命令说明：创建一个名为test1的文件

在创建shell脚本文件时，必须在文件的第一行指定要使用的shell，格式为

#!/bin/bash

在通常的shell脚本中，井号（#）用作注释行。shell并不会处理shell脚本中额注释行。但shell脚本文件的第一行是个例外，#后面的惊叹号会告诉shell用哪个shell来运行脚本。

使用vim编辑test1并保存

#!/bin/bash
# my shell script
date
who

命令演示：echo $PATH
命令说明：查看PATH环境变量
命令演示：chmod u+x test1
命令说明：通过chmod命令赋予文件属主执行文件的权限
命令演示：./test1
命令说明：运行在当前目录下的test1脚本

11.3 显示消息

命令格式：echo "msg"
命令说明：显示 echo后面的文本字符串msg
命令格式：echo -n "msg"
命令说明：显示echo后面的文本字符串且不换行

修改test1如下保存并运行查看效果

#!/bin/bash
# my shell script
echo -n The time and date are:
date
echo "Let's see who's logged init the system:"
who

11.4 使用变量

11.4.1 环境变量

命令演示：set
命令说明：显示当前环境变量列表
命令演示：$UID
命令说明：通过美元符（$）来使用环境变量

使用vim编写test2如下并运行

#!/bin/bash
# display user infomation from the system.
echo "User info for userid: $USER"
echo UID: $UID
echo HOME: $HOME

说明：也可以通过${variable}形式引用变量。变量名两侧额外的花括号通常用来帮助识别美元符后的变量名。如果要显示$符号，则需要使用进行转义，如：\$

11.4.2 用户变量

用户变量

变量允许临时存储数据并在整个脚本中使用
由字母、数字或下划线组成，长度不超过20个
特别注意变量名区分大小写
使用等号进行赋值，且等号两边不能出现空格
例如：var1=10、var2="still more testing"
shell脚本自动识别决定变量值的数据类型
通过美元符号引用

使用vim编写test3如下

#!/bin/bash
days=10
guest="Katie"
echo "$guest checked in $days days ago"
days=5
guest="Jessica"
echo "$guest checked in $days days ago"

引用一个变量值时需要使用美元符，而引用变量来对其进行赋值时则不要使用美元符

使用vim编写test4如下

#!/bin/bash
value1=10
value2=$value1
echo The resulting value2 is $value2
value3=value1
echo The resulting value3 is $value3

11.4.3 命令替换

shell脚本中最有用的特性之一就是可以从命令输出中提取信息，并将其赋给变量。把输出赋给变量之后，就可以随意在脚本中使用了。

有两种方法可以将命令输出赋给变量

反引号字符（`）：testing=`date`
$()格式：testing=$(date)

使用vim编写test5如下

#!/bin/bash
# copy the /usr/bin directory listing to a log file
today=$(date +%y%m%d)
ls /usr/bin -al > log.$today

警告：命令替换会创建一个子shell来运行对应的命令。子shell（subshell）是由运行该脚本的shell所创建出来的一个独立的子shell（child shell）。正因为如此，由该子shell所执行命令是无法使用脚本中所创建的变量的。在命令行提示符下使用路径./运行命令的话，也会创建出子shell；要是运行命令的时候不加入路径，就不会创建子shell。

11.5 重定向输入和输出

11.5.1 输出重定向

命令格式：command > outputfile
命令说明：使用大于号（>）重定向将命令的输出发送到一个文件中
命令演示：date > test6
命令说明：重定向操作符创建了一个文件test6，并将date命令的输出重定向到该文件中，   
         如果文件已经存在，则会覆盖已有文件
命令演示：date >> test6
命令说明：将date命令的输出追加到test6文件中

11.5.2 输入重定向

命令格式：command < inputfile
命令说明：使用小于号（<）输入重定向将文件的内容重定向到命令

简单的记忆方法：在命令行上，命令总是在左侧，而重定向符号“指向”数据流动的方向。小于号说明数据正在从输入文件流向命令

命令演示：wc < test6
命令说明：使用wc命令对数据中的文本进行计数。

默认情况下，它会输出3个值

文本的行数
文本的词数
文本的字节数

命令格式：command << marker
         data
         marker
命令说明：内联输入重定向。使用远小于符号（<<），
         指定一个文本标记来划分输入数据的开始和结尾。
命令演示：wc << EOF
        test string 1
        test string 2
        test string 3
        EOF
命令说明：使用wc命令对输入的文本内容进行计数

11.6 管道

有时需要将一个命令的输出作为另一个命令的输入。可以将一个命令的输出直接重定向到另一个命令，这个过程叫作管道连接。

管道连接

命令格式：command1 | command2
使用符号：|
不要以为由管道串起来的两个命令为依次执行。
Linux系统实际上会同时运行这两个命令，在系统内部将它们连接起来。
在第一个命令产生输出的同时，输出会被立即送给第二个命令
数据传输不会用到中间文件或缓冲区

命令演示：apt list | sort | more
命令说明：显示已安装的软件包并排序并安装more命令来显示

命令：more。常用操作

按Space键：显示文本的下一屏内容
按Enter键：只显示文本的下一行内容
按斜线符|：接着输入一个模式，可以在文本中寻找下一个相匹配的模式
按H键：显示帮助屏，该屏上有相关的帮助信息
按B键：显示上一屏内容
按Q键：退出rnore命令

11.7 执行数学运算

11.7.1 expr命令

命令：expr
命令说明：使用expr命令在命令行上处理数学表达式，特别笨拙
命令演示：expr 1 + 5
命令说明：计算1+5的值

expr命令操作符

ARG1 | ARG2：如果ARG1既不是null也不是零值，返回ARG1；否则返回ARG2
ARG1 & ARG2：如果没有参数是null或零值，返回ARG1；否则返回0
ARG1 < ARG2：如果ARG1小于ARG2，返回1；否则返回0
ARG1 <= ARG2：如果ARG1小于或等于ARG2，返回1；否则返回0
ARG1 = ARG2：如果ARG1等于ARG2，返回1；否则返回0
ARG1 != ARG2：如果ARG1不等于ARG2，返回1；否则返回0
ARG1 >= ARG2：如果ARG1大于或等于ARG2，返回1；否则返回0
ARG1 > ARG2：如果ARG1大于ARG2，返回1；否则返回0
ARG1 + ARG2：返回ARG1和ARG2的算术运算和
ARG1 - ARG2：返回ARG1和ARG2的算术运算差
ARG1 * ARG2：返回ARG1和ARG2的算术乘积
ARG1 / ARG2：返回ARG1和ARG2的算术商（注意：只支持整数运算）
ARG1 % ARG2：返回ARG1和ARG2的算术余数
STRING：REGEXP：如果REGEXP匹配到了STRING中的某个模式，返回该模式匹配
match STRING REGEXP：如果REGEXP匹配到了STRING中的某个模式，返回该模式匹配
substr STRING POS LENGTH：返回起始位置为POS（从1开始计数）、长度为LENGTH子字符串
index STRING CHARS：返回在STRING中找到CHARS字符串的位置；否则，返回0
length STRING：返回字符串STRING的数值长度
+ TOKEN：将TOKEN解释成字符串，即使是个关键字
(EXPRESSION)：返回EXPRESSION的值

修改test6脚本

#!/bin/bash
var1=10
var2=20
var3=$(expr $var2 / $var1)
echo The result is $var3

在使用的时候，注意对特殊符号进行转义。在脚本中使用expr命令比较复杂。

11.7.2 使用方括号

命令格式：$[ operation ]
命令说明：使用美元符和方括号将数学表达式围起来。
         这种方式比用expr命令方便，也适用于shell脚本。

编写test7脚本

#!/bin/bash
var1=100
var2=50
var3=45
var4=$[$var1 * ($var2-$var3)]
echo The final result is $var4

编写test8脚本

#!/bin/bash
# 只支持整数运算
var1=100
var2=45
var3=$[$var1 / $var2]
echo The final result is $var3

11.7.3 浮点解决方案

1.bc的基本用法

bc是內建的bash计算器，用于解决bash中数学运算的整数限制

bash计算器可以识别

数字（整数和浮点数）
变量（简单变量和数组）
注释（以#或C语言中的/* */开始的行）
表达式
编程语句（例如if-then语句）
函数

命令格式：bc

命令说明：访问bash计算器
命令格式：quit
命令说明：进入bash计算器后，输入quit退出bash计算器

2.在脚本中使用bc

命令格式：variable=$(echo "options;expression" | bc)
命令说明：使用命令替换运行bc命令，并将输出赋给一个变量。
    options允许你设置变量，多个变量用分号隔开
    expression参数定义了通过bc执行的数据表达式

编写test9脚本

#!/bin/bash
# 使用scale指定小数点后的位数
var1=$(echo "scale=4;3.44 / 5" | bc)
echo The answer is $var1

编写test10脚本

#!/bin/bash
var1=100
var2=45
var3=$(echo "scale=4; $var1 / $var2" | bc)
echo The answer for this is $var3

编写test11脚本

#!/bin/bash
var1=20
var2=3.14159
var3=$(echo "scale=4; $var1 * $var2" | bc)
var4=$(echo "scale=4; $var3 * $var2" | bc)
echo The final result is $var4

内联重定向

命令格式：variable=$(bc << EOF
         options
         statements
         expressions
         EOF)
命令说明：使用内联重定向数据进行命令替换符号将bc命令的输出赋给变量

编写test12脚本

#!/bin/bash

var1=10.46
var2=43.67
var3=33.2
var4=71

var5=$(bc << EOF
scale=4
a1 = ( $var1 * $var2)
b1 = ( $var3 * $var4)
a1 + b1
EOF
)
echo The final answer for this mess is $var5

11.8 退出脚本

11.8.1 查看退出状态码

shell中运行的每个命令都使用退出状态码（exit status）告诉shell它已经运行完毕。退出状态码是一个0~255的整数值，在命令结束运行时由命令传给shell。可以捕获这个值并在脚本中使用。

命令格式：$?
命令说明：查看由shell所执行的最后一条命令的退出状态码
命令演示：echo $?
命令说明：显示由shell所执行的最后一条命令的退出状态码

Linux错误退出状态码没有什么标准可循，但有一些有用的参考

0：命令成功结束
1：一般性未知错误
2：不适合的shell命令
126：命令不可执行（表明用户没有执行命令的正确权限）
127：没找到命令
128：无效的退出参数
128+x 与Linux信号x相关的严重错误
130：通过Ctrl+C终止的命令
255：正常范围之外的退出状态码

11.8.2 exit命令

默认情况下，shell脚本会以脚本中的最后一个命令的退出状态码退出。exit命令允许你在脚本结束时指定一个退出状态码

编写test13脚本

#!/bin/bash
var1=10
var2=30
var3=$[$var1 + $var2]
echo The answer is $var3
exit 5

编写test14脚本

#!/bin/bash
var1=10
var2=30
var3=$[$var1 + $var2]
echo The answer is $var3
exit $var3

编写test14b脚本

#!/bin/bash
var1=10
var2=30
var3=$[$var1 * $var2]
echo The value is $var3
exit $var3

当指定的退出状态码超过255时，最终的结果是指定的数值除以256后得到的余数。在下一章，通过使用if-then语句来检查某个命令返回的错误状态，以便知道命令是否成功。

11.9 小结

bash shell脚本允许你将多个命令串起来放进脚本中。讲解了shell脚本的基本结构，变量的使用以及管道命令和算术运算，最后介绍了退出状态码。本章介绍了echo、$、$()、>、>>、<、<<、|、expr、$[]、bc、exit命令。

本章学习命令个人总结如下

echo：显示消息
$：取变量值
$()：命令替换
>：输出重定向（覆盖数据）
>>：输出重定向（追加数据）
<：输入重定向
<<：内联输出重定向
|：管道命令
expr：处理数据表达式进行算术运算
$[]：被方括号包围的内容进行算术运算
bc：bash计算器进行浮点数算术运算
exit：指定退出状态码