《Shell脚本学习指南》第二章学习笔记

2.1 脚本编程语言与编译型语言的差异

编译型语言从源代码转换成目标代码，便能直接通过计算机执行。好处是高效，但运作于底层。

例如，在C++里，很难进行“将一个目录里所有的文件复制到另一个目录中”之类的简单操作。

脚本编程语言通常是解释型（Interpreted）的。由解释器读入程序代码，并将其转换成内部的形式，再执行。

解释器本身是一般的编译型程序。

2.2 为什么要使用Shell脚本

脚本执行效率通常不如编译型语言，但它已经足够快了，足以忽略它性能上的问题。

花一个小时写成的简单脚本，同样的功能用C或C++来编写实现，可能需要两天。

脚本编程语言的例子有awk、Perl、Python、Ruby与Shell。

因为Shell是各Unix系统之间通用的功能，并且经过了POSIX的标准化。只要用心写一次，

即可应用到很多系统中。

2.3 一个简单的脚本

自动化统计当前有多少用户登录系统。其中用到了who命令，wc -l统计行数以及管道。

$ cat > nusers          建立文件，使用cat复制终端的输入

who | wc -l

^D                         Ctrl-D表示end-of-file

$ chmod +x nusers    让文件拥有执行的权限

$ ./nusers                执行测试

     6

这展现了小型Shell脚本的典型开发周期：

1. 直接在命令行上测试，找到能够完成工作的适当语法。

2. 将它们放进一个独立的脚本里，并为该脚本设置执行的权限。

3. 之后就能直接使用该脚本了。

2.4 自给自足的脚本：位于第一行的#!

当一个文件中开头的两个字符是#!时，内核会扫描该行其余的部分，看是否存在

可用来执行程序的解释器的完整路径。此外还会扫描是否有一个选项要传给解释器。

#! /bin/csh -f

下面是几个初级的陷阱：

1. 各系统对#!这一行的长度限制从64到1024字符都有，所以尽量不要超过64个字符。

2. 别在选项之后放置任何空白，因为空白也会跟着选项一起传递给被引用的程序。

2.5 Shell的基本元素

2.5.1 命令与参数

命令名称是命令行的第一个项目，后面跟着选项。选项可有可无，还可以合并，如ls -lt比ls -l -t更方便。

长选项在标准工具GNU版本，以及X Window System中使用的越来越普遍，如patch --verbose --backup。

分号;可用来分隔同一行里的多条命令，Shell会依次执行这些命令。

用&符号，则Shell将在后台执行其前面的命令，Shell不用等待该命令完成就可以继续执行下一个命令。

Shell识别三种基本命令： 内建命令、Shell函数以及外部命令。

1.内建命令就是由Shell本身所执行的命令。有些命令是由于必要性（需要改变父Shell进程的属性）才内建的。

如cd用来改变目录，read将用户输入传给Shell变量。另外一些是为了效率，如test命令，还有I/O命令echo与printf。

2.Shell函数用Shell语言写成的，可以像命令那样引用的代码。

3.外部命令就是Shell子进程所执行的命令，基本过程如下：

a.新建一个父Shell进程的子进程。（fork）

b.在新进程里搜索PATH变量列出的目录，找到特定命令。当命令名称含有斜杠/时，略过路径查找步骤。

c.在新进程里，用找到的程序取代执行中的Shell程序并执行。（exec）

d.程序完成后，父Shell进行继续从终端读取下一条命令，或执行脚本里的下一条命令。

2.5.2 变量

Shell变量名称的开头是一个字符或下划线，后面可以接着任意长度的字母、数字或下划线。

变量名称和变量保存的字符串的长度都没有限制。在变量名称前加$字符取出Shell变量的值。

当给变量赋予的值包含空格时，需要加上引号。

$ myvar=this_is_a_long_string

$ echo $myvar

$ first=issac middle=bashevis last=singer     单行可进行多次赋值

$ fullname="issac bashevis singer"

$ fullname="$first $middle $last"

$ oldname=$fullname

2.5.3 简单的echo输出

$ echo Now is the time for all good men

Now is the time for all good men

echo有版本上的差异，但只要是使用最简单的形式，其echo的可移植性不会有问题。

BSD版本的echo，-n参数会省略结尾的换行符号。

$ echo -n "Enter your name: "

Enter your name: _

System V的echo会处理转义字符，\c表示忽略换行符号。

$ echo "Enter your name: \c"

2.5.4 华丽的printf输出

printf命令模仿C程序库里的printf()程序，几乎复制了该函数的所有功能。

$ printf "Hello, world\n"

$ printf "The first program always prints '%s, %s'!\n" Hello world

最大不同在于：printf不像echo那样自动提供一个换行符，必须显式指定\n。

2.5.5 基本的I/O重定向

标准输入/输出可能是软件设计原则里最重要的概念了。程序不必知道也不用关心

它的输入与输出背后是什么设备：磁盘上的文件、终端、磁带机、网络连接或是

另一个执行中的程序！当程序启动时，可以预期的是，标准输入输出都已打开，

且已准备好供其使用。

许多Unix程序都遵循这一设计原则。默认情况下，它们会读取标准输入、写入标准

输出，并将错误信息传递到标准错误输出。这类程序常叫做 过滤器（filter）。

默认的标准输入、标准输出以及标准错误输出都是终端。

$ cat                  未指定任何参数，读取标准输入，写入标准输出

now is the time     由用户输入     

now is the time     由cat返回

for all good men

for all good men

^D

在你登录时，Unix便将默认的标准输入、输出及错误输出安排成你的终端。

重定向与管道

以<改变标准输入：tr -d '\r' < dos-file.txt （命令tr -d '\r'将删除回车）

以>改变标准输出，覆盖目的文件：tr -d '\r' < dos-file.txt > UNIX-file.txt

以>>附加到文件，附加到文件结尾：

for f in dos-file*.txt

do

     tr -d '\r' >> big-UNIX-file.txt

done

以|建立管道：tr -d '\r' < dos-file.txt | sort > UNIX-file.txt

将program1的标准输出修改为program2的标准输入。虽然<与>可将输入与输出连接到文件，

不过管道的执行速度比使用临时文件的程序快上十倍。

构造管道时，应该试着让每个阶段的数据量变少。换句话说，如果你有两个要完成的步骤与

先后次序无关，你可以把让数据量变少的那一步放在管道的前端，这样可以提升脚本的性能。

例如，使用sort排序之前，先以grep找出相关的行，这样可以让sort少做些事。

特殊文件：/dev/null与/dev/tty

/dev/null就是大家所熟知的位桶（bit bucket），写到此文件的数据都会被系统丢掉。读取它

则会立即返回文件结束符号（end-of-file）。

当程序打开/dev/tty时，Unix会自动将它重定向到一个终端，这在程序必须读取人工输入时特别有用。

以下stty命令用来控制终端的各种设置。

$ printf "Enter new password: "     提示输入

$ stty -echo                              关闭自动打印输入字符的功能

$ read pass < /dev/tty               读取密码

$ printf "\nEnter again: "              提示再输入一次

$ read pass2 < /dev/tty              再读取一次以确认

$ stty echo                               恢复自动打印输入字符的功能

$ echo

$ echo pass is $pass, pass2 is $pass2

2.5.6 基本命令查找

如果要编写自己的脚本，最好准备自己的bin目录来存放它们，并且让Shell能自动找到它们。

只要建立自己的bin目录，并将它加入$PATH中的列表即可。

$ PATH=$PATH:$HOME/bin

要让修改永久生效，在.profile文件中把你的bin目录加入$PATH，每次登录时Shell都会读取

.profile文件。

空项目或点号表示当前目录，如PATH=:/bin:/user/bin或PATH=/bin::/user/bin

2.6 访问Shell脚本的参数

Shell脚本的命令行参数，同时也是函数的参数。各参数都由整数来命名，超过9就应该用大括号。

echo first arg is $1

echo tenth arg is {$10}

查找某用户现在是否登录。

$ cat > finduser

#! /bin/sh

# finduser -- find if user in argument one is login now

who | grep $1

^D

$ chmod +x finduser

$ ./finduser betsy

2.7 简单的执行跟踪

打开执行跟踪功能会使得Shell显示每个被执行到的命令，并在前面加上“+”和一个空格。

$ sh -x nusers

+ who

+ wc -l

也可以在脚本里，用set -x命令打开执行跟踪，然后再用set +x命令关闭。

$ cat > trace1.sh

#! /bin/sh

set -x

echo 1st echo

set +x

echo 2nd echo

^D

$ chmod +x trace1.sh

$ ./trace1.sh

+ echo 1st echo

1st echo

+ set +x

2nd echo