一. Shell的基本语法
1. 变量
按照惯例，Shell变量由全大写字母加下划线组成，有两种类型的Shell变量：
环境变量
环境变量可以从父进程传给子进程，因此Shell进程的环境变量可以从当前Shell进程传给fork出来的子进程。用printenv命令可以显示当前Shell进程的环境变量。
本地变量
只存在于当前Shell进程，用set命令可以显示当前Shell进程中定义的所有变量（包括本地变量和环境变量）和函数。
环境变量是任何进程都有的概念，而本地变量是Shell特有的概念。在Shell中，环境变量和本地变量的定义和用法相似。在Shell中定义或赋值一个变量：
| $VARNAME=value |
注意等号两边都不能有空格，否则会被Shell解释成命令和命令行参数。
一个变量定义后仅存在于当前Shell进程，它是本地变量，用export命令可以把本地变量导出为环境变量，定义和导出环境变量通常可以一步完成：
| $ export VARNAME=value |
也可以分两步完成：
| $ VARNAME=value$ export VARNAME |
用unset命令可以删除已定义的环境变量或本地变量。
| $ unset VARNAME |
如果一个变量叫做VARNAME，用${VARNAME}可以表示它的值，在不引起歧义的情况下也可以用$VARNAME表示它的值。通过以下例子比较这两种表示法的不同：
| $ echo $SHELL$ echo $SHELLabc$ echo $SHELL abc$ echo ${SHELL}abc |
注意，在定义变量时不用$，取变量值时要用$。和C语言不同的是，Shell变量不需要明确定义类型，事实上Shell变量的值都是字符串，比如我们定义VAR=45，其实VAR的值是字符串45而非整数。Shell变量不需要先定义后使用，如果对一个没有定义的变量取值，则值为空字符串。
2. 文件名代换（Globbing）：* ?[]
这些用于匹配的字符称为通配符（Wildcard），具体如下：
2.1. 通配符
| * |
匹配0个或多个任意字符 |
| ? |
匹配一个任意字符 |
| [若干字符] |
匹配方括号中任意一个字符的一次出现 |
| $ ls /dev/ttyS*$ ls ch0?.doc$ ls ch0[0-2].doc$ ls ch[012][0-9].doc |
注意，Globbing所匹配的文件名是由Shell展开的，也就是说在参数还没传给程序之前已经展开了，比如上述lsch0[012].doc命令，如果当前目录下有ch00.doc和ch02.doc，则传给ls命令的参数实际上是这两个文件名，而不是一个匹配字符串。
3. 命令代换：`或 $()
由反引号括起来的也是一条命令，Shell先执行该命令，然后将输出结果立刻代换到当前命令行中。例如定义一个变量存放date命令的输出：
| $ DATE=`date`$ echo $DATE |
命令代换也可以用$()表示：
| $ DATE=$(date) |
4. 算术代换：$(())
用于算术计算，$(())中的Shell变量取值将转换成整数，例如：
| $ VAR=45$ echo $(($VAR+3)) |
$(())中只能用+-*/和()运算符，并且只能做整数运算。
5. 转义字符\
和C语言类似，\在Shell中被用作转义字符，用于去除紧跟其后的单个字符的特殊意义（回车除外），换句话说，紧跟其后的字符取字面值。例如：
| $ echo $SHELL/bin/bash$ echo \$SHELL$SHELL$ echo \\\ |
比如创建一个文件名为“$ $”的文件可以这样：
| $ touch \$\ \$ |
还有一个字符虽然不具有特殊含义，但是要用它做文件名也很麻烦，就是-号。如果要创建一个文件名以-号开头的文件，这样是不行的：
| $ touch -hellotouch: invalid option -- hTry `touch --help' for more information. |
即使加上\转义也还是报错：
| $ touch \-hellotouch: invalid option -- hTry `touch --help' for more information. |
因为各种UNIX命令都把-号开头的命令行参数当作命令的选项，而不会当作文件名。如果非要处理以-号开头的文件名，可以有两种办法：
| $ touch ./-hello |
或者
| $ touch -- -hello |
\还有一种用法，在\后敲回车表示续行，Shell并不会立刻执行命令，而是把光标移到下一行，给出一个续行提示符>，等待用户继续输入，最后把所有的续行接到一起当作一个命令执行。例如：
| $ ls \> -l（ls -l命令的输出） |
6. 单引号
和 C语言不一样，Shell脚本中的单引号和双引号一样都是字符串的界定符（双引号下一节介绍），而不是字符的界定符。单引号用于保持引号内所有字符的字面值，即使引号内的\和回车也不例外，但是字符串中不能出现单引号。如果引号没有配对就输入回车，Shell会给出续行提示符，要求用户把引号配上对。例如：
| $ echo '$SHELL'$SHELL$ echo 'ABC\（回车）> DE'（再按一次回车结束命令）ABC\DE |
7. 双引号
双引号用于保持引号内所有字符的字面值（回车也不例外），但以下情况除外：
· $加变量名可以取变量的值
· 反引号仍表示命令替换
· \$表示$的字面值
· \`表示`的字面值
· \"表示"的字面值
· \\表示\的字面值
· 除以上情况之外，在其它字符前面的\无特殊含义，只表示字面值
| $ echo "$SHELL"/bin/bash$ echo "`date`"Sun Apr 20 11:22:06 CEST 2003$ echo "I'd say: \"Go for it\""I'd say: "Go for it"$ echo "\"（回车）>"（再按一次回车结束命令）" $ echo "\\"\ |
二、Shell脚本语法
1. 条件测试：test[
命令test或[可以测试一个条件是否成立，如果测试结果为真，则该命令的ExitStatus为0，如果测试结果为假，则命令的Exit Status为1（注意与C语言的逻辑表示正好相反）。例如测试两个数的大小关系：
| $ VAR=2$ test $VAR -gt 1$ echo $?0$ test $VAR -gt 3$ echo $?1$ [ $VAR -gt 3 ]$ echo $?1 |
虽然看起来很奇怪，但左方括号[确实是一个命令的名字，传给命令的各参数之间应该用空格隔开，比如，$VAR、-gt、3、]是[命令的四个参数，它们之间必须用空格隔开。命令test或[的参数形式是相同的，只不过test命令不需要]参数。以[命令为例，常见的测试命令如下表所示：
表 1.1. 测试命令
| [ -d DIR ] |
如果DIR存在并且是一个目录则为真 |
| [ -f FILE ] |
如果FILE存在且是一个普通文件则为真 |
| [ -z STRING ] |
如果STRING的长度为零则为真 |
| [ -n STRING ] |
如果STRING的长度非零则为真 |
| [ STRING1 = STRING2] |
如果两个字符串相同则为真 |
| [ STRING1 != STRING2] |
如果字符串不相同则为真 |
| [ ARG1 OP ARG2 ] |
ARG1和ARG2应该是整数或者取值为整数的变量，OP是-eq（等于）-ne（不等于）-lt（小于）-le（小于等于）-gt（大于）-ge（大于等于）之中的一个 |
和C语言类似，测试条件之间还可以做与、或、非逻辑运算：
表 1.2. 带与、或、非的测试命令
| [ ! EXPR ] |
EXPR可以是上表中的任意一种测试条件，!表示逻辑反 |
| [ EXPR1 -a EXPR2 ] |
EXPR1和EXPR2可以是上表中的任意一种测试条件，-a表示逻辑与 |
| [ EXPR1 -o EXPR2 ] |
EXPR1和EXPR2可以是上表中的任意一种测试条件，-o表示逻辑或 |
例如：
| $ VAR=abc$ [ -d Desktop -a $VAR = 'abc' ]$ echo $?0 |
注意，如果上例中的$VAR变量事先没有定义，则被Shell展开为空字符串，会造成测试条件的语法错误（展开为[ -d Desktop -a = 'abc']），作为一种好的Shell编程习惯，应该总是把变量取值放在双引号之中（展开为[ -d Desktop -a "" = 'abc']）：
| $ unset VAR$ [ -d Desktop -a $VAR = 'abc' ]bash: [: too many arguments$ [ -d Desktop -a "$VAR" = 'abc' ]$ echo $?1 |
2. if/then/elif/else/fi
和C语言类似，在Shell中用if、then、elif、else、fi这几条命令实现分支控制。这种流程控制语句本质上也是由若干条Shell命令组成的，例如先前讲过的
| if [ -f ~/.bashrc ]; then . ~/.bashrcfi |
其实是三条命令，if [ -f ~/.bashrc]是第一条，then .~/.bashrc是第二条，fi是第三条。如果两条命令写在同一行则需要用;号隔开，一行只写一条命令就不需要写;号了，另外，then后面有换行，但这条命令没写完，Shell会自动续行，把下一行接在then后面当作一条命令处理。和[命令一样，要注意命令和各参数之间必须用空格隔开。if命令的参数组成一条子命令，如果该子命令的Exit Status为0（表示真），则执行then后面的子命令，如果Exit Status非0（表示假），则执行elif、else或者fi后面的子命令。if后面的子命令通常是测试命令，但也可以是其它命令。Shell脚本没有{}括号，所以用fi表示if语句块的结束。见下例：
| #! /bin/sh if [ -f /bin/bash ]then echo "/bin/bash is a file"else echo "/bin/bash is NOT a file"fiif :; then echo "always true"; fi |
:是一个特殊的命令，称为空命令，该命令不做任何事，但ExitStatus总是真。此外，也可以执行/bin/true或/bin/false得到真或假的Exit Status。再看一个例子：
| #! /bin/sh echo "Is it morning? Please answer yes or no."read YES_OR_NOif [ "$YES_OR_NO" = "yes" ]; then echo "Good morning!"elif [ "$YES_OR_NO" = "no" ]; then echo "Good afternoon!"else echo "Sorry, $YES_OR_NO not recognized. Enter yes or no." exit 1fiexit 0上例中的read命令的作用是等待用户输入一行字符串，将该字符串存到一个Shell变量中。 此外，Shell还提供了&&和||语法，和C语言类似，具有Short-circuit特性，很多Shell脚本喜欢写成这样： test "$(whoami)" != 'root' && (echo you are using a non-privileged account; exit 1)&&相当于“if...then...”，而||相当于“if not...then...”。&&和||用于连接两个命令，而上面讲的-a和-o仅用于在测试表达式中连接两个测试条件，要注意它们的区别，例如， test "$VAR" -gt 1 -a "$VAR" -lt 3和以下写法是等价的 test "$VAR" -gt 1 && test "$VAR" -lt 3 |
3. case/esac
case命令可类比C语言的switch/case语句，esac表示case语句块的结束。C语言的case只能匹配整型或字符型常量表达式，而Shell脚本的case可以匹配字符串和Wildcard，每个匹配分支可以有若干条命令，末尾必须以;;结束，执行时找到第一个匹配的分支并执行相应的命令，然后直接跳到esac之后，不需要像C语言一样用break跳出。
| #! /bin/sh echo "Is it morning? Please answer yes or no."read YES_OR_NOcase "$YES_OR_NO" inyes|y|Yes|YES) echo "Good Morning!";;[nN]*) echo "Good Afternoon!";;*) echo "Sorry, $YES_OR_NO not recognized. Enter yes or no." exit 1;;esacexit 0使用case语句的例子可以在系统服务的脚本目录/etc/init.d中找到。这个目录下的脚本大多具有这种形式（以/etc/apache2为例）： case $1 in start) ... ;; stop) ... ;; reload | force-reload) ... ;; restart) ... *) log_success_msg "Usage: /etc/init.d/apache2 {start|stop|restart|reload|force-reload|start-htcacheclean|stop-htcacheclean}" exit 1 ;;esac |
启动apache2服务的命令是
$ sudo /etc/init.d/apache2 start$1是一个特殊变量，在执行脚本时自动取值为第一个命令行参数，也就是start，所以进入start)分支执行相关的命令。同理，命令行参数指定为stop、reload或restart可以进入其它分支执行停止服务、重新加载配置文件或重新启动服务的相关命令。
4. for/do/done
Shell脚本的for循环结构和C语言很不一样，它类似于某些编程语言的foreach循环。例如：
| #! /bin/sh for FRUIT in apple banana pear; do echo "I like $FRUIT"done |
FRUIT是一个循环变量，第一次循环$FRUIT的取值是apple，第二次取值是banana，第三次取值是pear。再比如，要将当前目录下的chap0、chap1、chap2等文件名改为chap0~、chap1~、chap2~等（按惯例，末尾有~字符的文件名表示临时文件），这个命令可以这样写：
| $ for FILENAME in chap?; do mv $FILENAME $FILENAME~; done |
也可以这样写：
| $ for FILENAME in `ls chap?`; do mv $FILENAME $FILENAME~; done |
5. while/do/done
while的用法和C语言类似。比如一个验证密码的脚本：
| #! /bin/sh echo "Enter password:"read TRYwhile [ "$TRY" != "secret" ]; do echo "Sorry, try again" read TRYdone |
下面的例子通过算术运算控制循环的次数：
| #! /bin/sh COUNTER=1while [ "$COUNTER" -lt 10 ]; do echo "Here we go again" COUNTER=$(($COUNTER+1))done |
Shell还有until循环，类似C语言的do...while循环。本章从略。
习题
1、把上面验证密码的程序修改一下，如果用户输错五次密码就报错退出。
6. 位置参数和特殊变量
有很多特殊变量是被Shell“自动赋值”的，我们已经遇到了$?和$1，现在总结一下：
表 6.1. 常用的位置参数和特殊变量
| $0 |
相当于C语言main函数的argv[0] |
| $1、$2... |
这些称为位置参数（PositionalParameter），相当于C语言main函数的argv[1]、argv[2]... |
| $# |
相当于C语言main函数的argc - 1，注意这里的#后面不表示注释 |
| $@ |
表示参数列表"$1" "$2"...，例如可以用在for循环中的in后面。 |
| $? |
上一条命令的Exit Status |
| $$ |
当前Shell的进程号 |
位置参数可以用shift命令左移。比如shift 3表示原来的$4现在变成$1，原来的$5现在变成$2等等，原来的$1、$2、$3丢弃，$0不移动。不带参数的shift命令相当于shift 1。例如：
| #! /bin/sh echo "The program $0 is now running"echo "The first parameter is $1"echo "The second parameter is $2"echo "The parameter list is $@"shiftecho "The first parameter is $1"echo "The second parameter is $2"echo "The parameter list is $@" |
7. 函数
和C语言类似，Shell中也有函数的概念，但是函数定义中没有返回值也没有参数列表。例如：
| #! /bin/sh foo(){ echo "Function foo is called";}echo "-=start=-"fooecho "-=end=-" |
注意函数体的左花括号{和后面的命令之间必须有空格或换行，如果将最后一条命令和右花括号}写在同一行，命令末尾必须有;号。
在定义foo()函数时并不执行函数体中的命令，就像定义变量一样，只是给foo这个名字一个定义，到后面调用foo函数的时候（注意Shell中的函数调用不写括号）才执行函数体中的命令。Shell脚本中的函数必须先定义后调用，一般把函数定义都写在脚本的前面，把函数调用和其它命令写在脚本的最后（类似C语言中的main函数，这才是整个脚本实际开始执行命令的地方）。
Shell函数没有参数列表并不表示不能传参数，事实上，函数就像是迷你脚本，调用函数时可以传任意个参数，在函数内同样是用$0、$1、$2等变量来提取参数，函数中的位置参数相当于函数的局部变量，改变这些变量并不会影响函数外面的$0、$1、$2等变量。函数中可以用return命令返回，如果return后面跟一个数字则表示函数的Exit Status。
下面这个脚本可以一次创建多个目录，各目录名通过命令行参数传入，脚本逐个测试各目录是否存在，如果目录不存在，首先打印信息然后试着创建该目录。
| #! /bin/sh is_directory(){ DIR_NAME=$1 if [ ! -d $DIR_NAME ]; then return 1 else return 0 fi} for DIR in "$@"; do if is_directory "$DIR" then : else echo "$DIR doesn't exist. Creating it now..." mkdir $DIR > /dev/null 2>&1 if [ $? -ne 0 ]; then echo "Cannot create directory $DIR" exit 1 fi fidone |
注意is_directory()返回0表示真返回1表示假。
三 Shell脚本的调试方法
Shell提供了一些用于调试脚本的选项，如下所示：
-n
读一遍脚本中的命令但不执行，用于检查脚本中的语法错误
-v
一边执行脚本，一边将执行过的脚本命令打印到标准错误输出
-x
提供跟踪执行信息，将执行的每一条命令和结果依次打印出来
使用这些选项有三种方法，一是在命令行提供参数
| $ sh -x ./script.sh |
二是在脚本开头提供参数
| #! /bin/sh -x |
第三种方法是在脚本中用set命令启用或禁用参数
| #! /bin/shif [ -z "$1" ]; then set -x echo "ERROR: Insufficient Args." exit 1 set +xfi |
set-x和set+x分别表示启用和禁用-x参数，这样可以只对脚本中的某一段进行跟踪调试。