编程基础与脚本规范

一.编程基础

1.1程序组成

程序：算法+数据结构

• 数据：是程序的核心
• 算法：处理数据的方式
• 数据结构：数据在计算机中的类型和组织方式

1.2.编程风格

1.过程式：以指令为中心来组织代码，数据服务于指令。代表：c语言，bash。
过程式编程语言三种执行逻辑：

• 顺序执行：程序按从上到下顺序执行
• 选择执行：程序执行过程中，根据条件不同，进行选择不同分支继续执行
• 循环执行：程序执行过程中需要重复执行多次某段语句
  2.对象式：以数据为中心来组织代码，指令服务于数据，代表：java，c++，Python
  • 类：实例化对象，method

1.3 编程语言的分类

根据运行方式

• 编译运行：源代码—编译器----程序文件
• 解释运行：源代码----运行时启动解释器，由解释器边解释边运行

根据启动编译过程中功能的实现是调用库还是调用外部的程序文件

• shell脚本编程：利用系统上的命令及编程组件进行编程
• 完整编程：利用库或编译程组件进行编译

二.shell脚本基础

2.1shell脚本的用途和应用场景

用途：

• 自动化常用命令
• 执行系统管理和排除故障
• 创建简单的应用程序
• 处理文本或文件
  2.2应用场景：
• 重复性操作
• 交互性任务
• 批量事务处理
• 服务运行状态监控
• 定时任务执行

2.2常见的shell解释器

• Linux系统中shell是一种特殊的应用程序，它介于操作系统内核和用户之间，充当一个“命令解释器”的角色，负责接收用户输入的操作指令并进行解释，将需要执行的操作传递给内核执行，并输出结果。是用户使用linux的桥梁
• shell即是一种命令语言，又是一种程序设计语言
• 常见的shell解释器程序有很多种，使用不同的shell时，其内部指令，命令行提示符等方面会存在一些区别，通过/etc/shell 文件可以了解当前系统所支持的shell脚本种类

查看本机shell信息：

linux 中常见的shell

• bash：基于GUN的框架下发展的shell
• csh：类似c语言的shell
• tcsh：整合了csh提供了更多功能
• sh：已经被bash替换
• nologin：让用户无法登录
  bash（bin/bash）是目前大多数linux版本采用的默认shell

bash特性
1.支持快捷键：比如ctrl+c强制终止进程，ctrl+l清屏，tab补齐 ，等等。
2.支持产看历史命令
3.支持别名
4.标准输入和标准输出的重定向
5.管道符
6.文件名通配机制
7.支持命令hash
8.支持变量

这些功能都是bash特有的，其他shell环境没有这些功能，或者说没有这么全，所以bash取代sh成为了linux的默认shell

2.3shell脚本基本结构

shell脚本就是将各类命令预先放入到一个文件中，方便一次性执行行的一个程序文件，主要是方便管理员进行设置或者管理的

什么是shell脚本：

• 将要执行的命令按顺序一一列出，保存到一个文本文件，最后自动执行
• 执行脚本需要x权限，也可以使用绝对路径来执行文件
• 可结合各种shell控制语句完成更复杂的操作

脚本的构成：
1.脚步申明（申明解释器）：第一行开头“#！/bin/bah”，表示此行以下的代码语句是通过/bing/bash程序来执行。还有其他类型的解释器，比如#/usr/bin/python，#！ /usr/bin/expect
2.注释信息：以#开头的语句表示为注释信息，被注释的语句在脚本运行时不会被执行
3.可执行语句：如echo命令，用于输出“”之间的字符串

2.4shell规范脚本

脚本名称规范：文件名以.sh结尾，方便识别
脚本代码开头约定：
1.第一行一般为调用使用的语言
2.程序名，避免更改文件名后无法找到正确的文件
3.版本号
4.更改后的时间
5.作者的相关信息
6.该程序的作用，及注意事项
7.最后是各版本的更新时间

2.5脚本的执行方式

1.指定路径去找执行文件，文件需要有执行权限

• 绝对路径。如：/root/hello.sh
• 相对路径。如：./hello.sh
  
  2.指定解释器去执行（bash脚本名），不需要执行权限
• bash脚本名。如：bash hello.sh
• “source脚本名”h或‘“.脚本名”。 //不会启动子shell环境

注意；
1.执行脚本时的shell环境：

• source和.执行脚本时，会在当前shell环境中执行脚本
• bash，绝对路径，相对路径，执行脚本时，会创建一个子shell环境，并在这个子shell环境中执行脚本
  2.不建议使用source来执行脚本，可能会影响一些资源配置
  3.脚本中的空白行会被解释器忽略
  4.脚本中，除了shebang，余下所有以#号开头的行，都会被视作注释行而被忽略，即为注释行

2.6脚本错误调试

脚本错误类型：
1.命令错误：命令错误不会影响接下来的命令，之后的命令会继续执行
2.语法错误：会导致后续的命令不执行。造成脚本中一部分命令已执行，一部分未执行
3.逻辑错误：执行后的效果不是自己想要的。需要自己去排查

bash -n 脚本名称     //只检查语法错误，不真正执行脚本，定位的错误行可能不准确
bash -x 脚本名称     //显示每个命令的执行过程，方便发现逻辑板错误

三.重定向与管道符

由于shell脚步“批量处理”的特殊性，其大部分操作过程位于后台，不需要用户进行干预，因此要学会提取，过滤执行信息变得十分重要，所以我们需要重定向和管道

3.1标准输入去输出

当执行shell命令时，会默认打开3个文件夹，每个文件夹有对应的文件描述符来方便我们使用

类型	设备文件	文件描述	默认情况	对应文件位置
标准输入	/dev/stdin	0	从键盘获得输入	proc/self/fd/0
标准输出	/dev/stdout	1	输出到屏幕	proc/self/fd/1
错误输出	/dev/stderr	2	输出到屏幕	/proc/self/fd/2

交互式硬件设备：

• 标准输入：从该设备接收用户输入数据
• 标准输出：通过该设备想用户输出的数据
• 标准错误：通过该设备报告执行出错误信息

3.2重定向

1.重定向的意思就是，不通过标准输出到默认屏幕上，而是输出到你指定的位置
输出重定向

符号	作用
命令>文件	将标准输出结果保存到指定文件中
命令>>文件	将标准输出结果追加到指定文件尾部
命令2>文件	将错误输出信息保存到指定文件中
命令2>>文件	将错误输出信息追加到指定文件尾部
命令 >文件 2>&1	混合输出，将标准输出与错误输出保存到同一个文件中
注：

• &表示混合，&>和>&都表示将标准输出和标准错误输出重定向到同一个文件
• 命令>文件2>&1 ，表示把错误输出2重定向给前面的标准输出1，即将错误输出和标准输出保存到同一个文件中
  

2. 将‘aaa’重定向输出到fa.txt文件中，之后将‘bbb’输出到fa.txt文件中，覆盖原有的‘aaa’，最后将‘ccc’追加到fa.txt文件中
   
   3.使用分界符进行输入重定向
   
   4.混合输出，将标准输出和错误输出同时重定向到文件中
   

3.3 管道符

管道符作用是连接两个命令，将第一个命令的标准输出作为第二个命令的标准输入。同一行命令中可以使用多个管道符

Linux下的管道符使用| 表示