Linux操作系统笔记——Shell程序设计

简介: Linux操作系统笔记——Shell程序设计

一、Shell脚本的概念


Shell是一种程序设计语言,Shell脚本是一种用Shell编写的脚本程序,其中包含命令。Shell环境有很多种,如C Shell(/usr/bin/csh)、Bourne Again Shell(/bin/bash)、Bourne Shell(/usr/bin/sh或/bin/sh)等等,本教程使用的是Bourne Again,可以通过echo命令输出环境变量$SHELL,该变量保存的是当前用户的初始Shell的路径名称,其路径是用户登录时所启动的Shell,通过echo命令输出该变量,如下:

[yyx@yyx12 ~]$ echo $SHELL


在Linux终端中输入命令:

1667222707518.jpg


二、一个Shell脚本的基本步骤


我们知道可以通过vi/vim命令,用于编辑文件或新建文件,不了解的小伙伴可以看这篇文章(Linux操作系统中的vi/vim 编辑器详解),所以创建Shell脚本的方法与创建文件是一样的,它可以通过编辑器、标准输出重定向等方式来创建,但该文件的扩展名(后缀)应为.sh,一个Shell脚本第一行一般是#!,这是约定好的标记,它用于告诉该Shell脚本需要通过哪种解释器来执行。


例如创建一个Shell脚本,脚本名称为hellolinux.sh,其功能是输出一串英文“Hello Linux!”:

1、通过vi命令创建一个名称为hellolinux.sh的Shell脚本:

[yyx@yyx12 ~]$ su root
...
[root@yyx12 yyx]# vi hellolinux.sh


在Linux终端中输入命令:

1667222814084.jpg

2、切换模式,编辑Shell脚本,第一行为“#!/bin/bash”,通过echo命令输出“Hello Linux!”:

#!bin/bash
echo "Hello Linux!"


在文件中输入:

1667222836866.jpg

编写好脚本后,保存并退出,然后最后一步就是执行该Shell脚本,将会在一会讲到。

我们可以通过cat 命令查看文件内容,输出该文件内容:

[root@yyx12 yyx]# cat hellolinux.sh


在Linux终端中输入命令,如下:

1667222861973.jpg

注:Shell脚本中的注释(说明性语句)是通过“#”开始,被注释的语句不会被Shell解释器执行。


三、赋予Shell脚本执行权限


由于建的仅仅只是一个普通的文本文件,它没有执行权限,不能直接调用该Shell脚本使其执行,此时就要修改Shell脚本的权限,如下通过ls -l命令查看刚刚创建的Shell脚本的权限:

[root@yyx12 yyx]# ls -l hellolinux.sh


在Linux终端中输入命令,可看到该文件的权限是- rw- r- - r- -,即文件拥有者、与拥有者同组的用户和其他用户都没有执行权限:

1667222895244.jpg

要执行该Shell脚本,有两种方法,分别是通过Shell调用脚本和通过chmod命令赋予脚本的可执行权限。


(一)Shell调用脚本


可以直接通过bash命令后跟Shell脚本的名称,即可通过Shell调用脚本(这里的bash是针对于Bourne Again Shell,其他的调用命令不一样),如下调用hellolinux.sh该shell脚本,直接在bash后跟脚本名称:

[root@yyx12 yyx]# bash hellolinux.sh


在Linux终端中输入命令:

1667222920226.jpg

这种方法虽然简单,但它适用于用户跟踪调试大型、复杂的脚本。

例如,写一个Shell脚本,通过环境变量,输出自己的UID和路径。

1、首先创建一个shell脚本,名称为shell1:

1667222933636.jpg

2、编写shell脚本,保存后退出vi编辑器:

#!/bin/bash
echo "You are welcome to use bash."
echo "Cuttent work directory is $PWD."
echo "You are $LOGNAME."


在vi编辑器中输入:

1667222960388.jpg

3、执行该shell脚本:

1667222973561.jpg


(二)chmod命令赋予脚本执行权限


另一种方法是通过chmod命令的字母形式来进行更改,例如这里我们只修改文件拥有者(User)的权限,即通过增加权限(+)符号以及x(可执行)即可完成,另外修改后再通过ls -l命令查看该文件信息:

[root@yyx12 yyx]# chmod u+x hellolinux.sh
[root@yyx12 yyx]# ls -l hellolinux.sh


在Linux终端中输入命令,可见更改权限后的该脚本文件(绿色为可执行文件):

1667223052801.jpg

此时,文件所有者就有了执行该Shell脚本的权限,通过在./后跟调该脚本的名称来执行,这里的./表示的是当前工作目录,这样可以省略路径名称。

[root@yyx12 yyx]# ./hellolinux.sh


四、Shell功能性语句


(一)read命令读入


read命令用于读入一行数据,即从键盘读取输入,在使用重定向时,可以读取文件中的一行数据。

1、例如创建一个Shell脚本,其功能是用户输入用户名后,显示用户名,Shell脚本如下:

#!bin/bash
echo -e "Input your name:\c"
read username
echo "Your name is $username"


echo命令带参数-e,表示开启反斜线的转义功能,使命令行中以反斜线引导的转义符有效,\c表示禁止回车符。

在Linux终端中输入命令,例如我们输入“xiaoming”,此时输入的内容被存放至变量username中,再通过echo命令输出,返回的结果如下:

1667223095477.jpg

2、当然也可以read多个变量,然后输入多个字符串使其传入对应的变量中【这里输入的字符串间隔符由环境变量$IFS确实,通常情况下是空格】,若传入的变量少于变量个数,则剩下的未传入的变量值为空;若传入的变量多于变量个数,首先会依次按照顺序传入对应的变量,而将剩下的未传入的变量全部传至最后一个变量,例如shell脚本:

#!bin/bash
echo -e "please input your name and ID!"
read username ID
echo "Your name is $username,ID is $ID"
#inputing quantity is less than required quantity!
read first second third
echo -e "The first is:$first\nThe second is:$second\nThe third is:$third\n"
#inputing quantity is more than required quantity!
read four five
echo -e "$four\n$five\n"


在Linux终端中输入命令,输入username和ID的值为“xiaoming”、123;first、second、third三个参数只输入前两个参数,然后输出这三个变量;four、five两个参数输入三个参数,然后输出这两个变量:

1667223124514.jpg

例如,编写一个shell脚本,要求用户从屏幕输入数值 X,Y,比较这两个数的大小,如果(x > y ,输出 “x is larger than y”;如果 x = y,则输出"x is equal to y";否则输出 “x is less than y”(这里运用到Shell结构性语句中的if条件语句,后面会有详细讲解),如下创建一个shell脚本,其内容如下:

#!/bin/bash
read X Y
if(($X>$Y))
then
        echo "x is larger than y"
elif(($X==$Y))
then
        echo "x is equal to y"
else
        echo "x is less than y"
fi


在vi编辑器中编辑内容:

1667223149565.jpg

在Linux终端中输入命令,执行该shell脚本:

1667223161778.jpg

3、另外通过在read命令后跟参数-s,可以使输入的数据不显示在终端上,常用于输入密码等,后跟-p参数,可以允许在read命令行中直接指定参数。

例如,创建一个shell脚本,其目的是输入用户的登陆密码:

#!/bin/bash
echo "your username is:yyx"
read -s -p "Please enter your password:" password
echo -e "\nyour password is $password"


在vi编辑器中编辑内容:

1667223183673.jpg

在Linux终端中输入命令,执行该shell脚本,输入密码,可看到在终端上是不显示的:

1667223197657.jpg


(二)tput命令


tput命令可使在对整数进行运算时,使其按照四则运算的规则。

例如,创建一个shell脚本,其目的是计算6-5*2的值:

#!/bin/bash
expr 6 - 5 \* 2


在vi编辑器中编辑内容,由于“*”是具有特殊含义的字符,所以在进行乘法运算时,需在其前加上反斜线来消除其含义进行运算:

1667223226446.jpg

在Linux终端中输入命令,执行该shell脚本:

1667223236024.jpg


(三)expr命令


expr命令用于控制字符页面的显示格式。

其常用的终端显示参数有如下:

参数 功能
bel 终端响铃
bold 字体粗体显示
clear 终端清屏
cup x y 移动光标至x行y列
smso 启动高亮显示模式
rmso 结束高亮显示模式
smul 启动下划线模式
rmul 结束下划线模式
sgr0 关闭所有设置的模式


例如,下列shell脚本,执行后终端字体粗体显示,然后清屏:

#!/bin/bash
tput bold
tput clear
echo "end!"


在Linux终端执行,执行后可见终端字体粗体显示且屏幕上其他内容都被清除:

1667223301198.jpg

通过tput命令后跟sgr0关闭所有模式:

[yyx@yyx12 ~]$ tput sgr0


在linux终端输入命令,可见恢复原样:

1667223324636.jpg


五、Shell结构性语句


(一)if条件语句


1、if……then……fi语句

if……then……fi语句,是if条件语句的单支语句,以if开始,以fi结束(fi只是一个结束标志),其格式如下:

if 条件表达式
then
  命令行
  ……
fi


2、if……then……else……fi语句

if……then……else……fi语句也就是常用的if-else语句,若条件表达式成立,则执行命令行1中的命令;若不成立,则执行命令行2的命令,其格式如下:

if 条件表达式
then
  命令行1
  ……
else
  命令行2
  ……
fi


3、if……then……elif……then……else……fi语句

if……then……elif……then……else……fi语句也就是常用的if-else if-else语句,其中else if语句可以有多个,其格式如下:

if 条件表达式
then
  命令行
  ……
elif 条件表达式
then
  命令行
  ……
…………
else
  命令行2
  ……
fi


例如,创建一个shell脚本,通过用户输入两个数值,然后比较两个数值大小,根据不同结果输出不同的内容,如下:

#!/bin/bash
read X Y
if(($X>$Y))
then
  echo "The first value is greater than the second!"
elif(($X==$Y))
then
  echo "The first value is equal to the second!"
else
  echo "The first value is smaller than the second!"
fi


在vi编辑器中编辑内容:

1667223383510.jpg

在Linux终端输入命令,执行三次,每次输入不同的数值:

1667223395553.jpg


(二)case语句


case语句测试多种取值的变量,通常后跟字符串,然后根据不同的取值进行分支运行,它是以case开始的,以esac结束的,其格式如下:

case 字符串 in
  分支1)
  命令行
  ;;
  分支2)
  命令行
  ;;
  ……
esac


例如,编写一个Shell脚本,名称为shell1.sh,实现输入不同的英文字母,从而输出不同的提示,若没有输入规定的英文字母则输出错误提示,如下表:

输入 输出
m、M、moring、Moring Good morning!
a、A、afternoon、Afternoon Good afternoon!
无以上内容 Your answer is error!


shell脚本如下:

#!/bin/bash
read user_input
case "$user_input" in
  m|M|moring|Moring)
    echo "Good moring!"
    ;;
  a|A|afernoon|Afternoon)
    echo "Good afternoon!"
    ;;
  *)
    echo "Your answer is error!"
    ;;
esac


编写shell脚本,这里注意其他情况直接使用“*)”的形式:

1667223444439.jpg

运行shell脚本,测试结果:

1667223454539.jpg


(三)for循环语句


for循环的格式如下,以done结束语句:

for 变量名称 in 列表
do
  命令行
  ……
done


例如,创建一个shell脚本,其作用是打印1-10数字循环输出:

#!/bin/bash
for i in `seq 10`
do
  echo "The number is $i"
done


在vi编辑器中编辑该脚本:

1667223484806.jpg

运行该shell脚本:

1667223495588.jpg

例如创建一个Shell脚本,其作用是新建一个工作组,名称为class1,并向该工作组添加50个用户,用户名称依次为user1,user2,……,user50,主要就要用到for循环和if语句,for循环内每次新创建一个用户,且名称每次加1,如下:

#!/bin/bash
#by authors yyx
groupadd class1
for((i=1;i<=50;i++))
do
if [$i -lt 10]
then
  username="User0"$i
else
  username="User"$i
fi
useradd -G class1 $username
done


编写Shell脚本:

1667223518983.jpg

运行该shell脚本,并查看/etc/passwd和/etc/group的内容改变:

1667223529402.jpg

1667223541885.jpg


另外若对该题进行改变,创建后再编写一个Shell脚本实现自动删除创建的50个用户的功能,如下代码即可实现:

#!/bin/bash
for((i=1;i<51;i++))
do
  userdel -r user$i
done


(四)while循环语句


while循环的格式如下,while后跟条件表达式,也是以done结束语句:

while 条件表达式
do
  命令行
  ……
done


while循环后跟true,则表示无限循环:

while true
do
  命令行
  ……
done


(五)until循环语句


until循环的格式如下,until语句只有当条件表达式的值为假时,until语句才执行其循环体内的命令,否则退出循环,它也是以done结束语句:

until 条件表达式
do
  命令行
  ……
done


(六)continue和break语句


continue和break语句与其他语言中的一样,它们都用于循环语句内,当遇到continue语句则退出本次循环,而break语句则跳出整个循环。


六、test命令


test命令用于计算条件表达式,其返回值为真或假(条件成立返回退出状态值为0,不成立则为1)。

表达式结果 真或假 代表
条件成立 0
条件不成立 1


【注:这里要注意,与c/c++等编程语言中不一样,刚好相反。】

整数test测试如下表:

参数 作用
-eq =为真
-ne !=为真
-gt >为真
-ge ≥ 为真
-lt <为真
-le ≤为真


文件test测试如下表:

参数 作用
-b 文件存在且为块设备文件
-c 文件存在且为字符设备文件
-d 存在且为目录
-e 文件存在
-f 文件存在且为普通文件
-p 文件存在且为管道文件
-r 文件存在且可读
-w 文件存在且可写
-x 文件存在且可执行
-s 文件存在且大小不为0


例1、例如,创建一个shell脚本,用户输入两个字符串,比较两个字符串,若相同则输出“The two strings are equal!”,不相同则输出“The two strings are different!”,如下:

#!/bin/bash
read str1 str2
if test $str1 = $str2
then
  echo "The two strings are equal!"
else
  echo "The two strings are different!"
fi


在vi编辑器中编辑内容:

1667223663148.jpg

在Linux终端输入命令,执行两次,第一次输入不同的字符串,第二次输入相同的字符串:

1667223677257.jpg


test命令后跟-z参数和字符串,它表示当字符串的内容长度为零时表达式为真,另外还有-n参数和字符串,则表示不为零时表达式为真。

test -z string
test -n string


例2、例如,我们对刚刚的shell脚本修改,用户输入一个字符串,若输入内容为空则输出“The string is null!”,否则输出“The string is not null!”,如下:

#!/bin/bash
read str
if test -z $str
then
  echo "The string is null!"
else
  echo "The string is not null!"
fi


在vi编辑器中编辑内容:

1667223706235.jpg

在Linux终端输入命令:

1667223716562.jpg


七、Shell函数


在Shell语言中,用户可自定义函数,函数的定义如下(其中return语句可以用于函数的返回值):

函数名称()
{
  命令行
  ……
  [return语句]
}


另外要注意调用时,并不是像其他语言中,以“函数名称()”的形式调用,是直接通过函数名称调用。


例1、例如,创建一个Shell脚本,其中包含一个函数,函数名称为hellofun(),其作用是用户输入用户名称,输出所输入的用户名以及“Hello linux!”,并在该脚本末尾调用该函数,如下:

#!/bin/bash
hellofun(){
  echo "please input your name:"
  read username
  echo "Your name is $username"
  echo "Hello linux!"
}
echo "The function call starts here:"
hellofun


在vi编辑器中编辑内容:

1667223769624.jpg

在Linux终端输入命令:

1667223779936.jpg

例2、例如,创建一个Shell脚本,其中包含一个函数,函数名称为Numfun(),其作用是用户输入两个数值,通过return语句返回这两个数的和,如下:

#!/bin/bash
Numfun(){
    read num1 num2
    return $(($num1+$num2))
}
Numfun
echo "The result is $? "


在vi编辑器中编辑内容:

1667223798904.jpg

在Linux终端输入命令:

1667223811544.jpg

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