《Linux – Linux基础》第5章 shell编程(二)

5.5 shell程序设计基础

5.5.1 Shell替换

如果表达式中包含特殊字符，Shell 将会进行替换。例如，在双引号中使用变量就是一种替换，转义字符也是一种替换。

举个例子：

#!/bin/bash  
a=10  
echo -e "Value of a is $a \n"  

运行结果：

Value of a is 10

这里 -e 表示对转义字符进行替换。如果不使用 -e 选项，将会原样输出：

Value of a is 10\n

下面的转义字符都可以用在 echo 中。

可以使用 echo 命令的 -E 选项禁止转义，默认也是不转义的；使用 -n 选项可以禁止插入换行符。

1）命令替换
命令替换是指Shell可以先执行命令，将输出结果暂时保存，在适当的地方输出。
命令替换的语法：
command

注意是反引号，不是单引号，这个键位于 Esc 键下方。

下面的例子中，将命令执行结果保存在变量中：

#!/bin/bash  
DATE=`date`  
echo "Date is $DATE"  
USERS=`who | wc -l`  
echo "Logged in user are $USERS"  
UP=`date ; uptime`  
echo "Uptime is $UP"  

运行结果：

Date is Thu Jul  2 03:59:57 MST 2009
Logged in user are 1
Uptime is Thu Jul  2 03:59:57 MST 2009
03:59:57 up 20 days, 14:03,  1 user,  load avg: 0.13, 0.07, 0.15

2）变量替换

变量替换可以根据变量的状态（是否为空、是否定义等）来改变它的值 可以使用的变量替换形式。

请看下面的例子：

#!/bin/bash

echo ${var:-"Variable is not set"}
echo "1 - Value of var is ${var}"

echo ${var:="Variable is not set"}
echo "2 - Value of var is ${var}"

unset var
echo ${var:+"This is default value"}
echo "3 - Value of var is $var"

var="Prefix"
echo ${var:+"This is default value"}
echo "4 - Value of var is $var"

echo ${var:?"Print this message"}
echo "5 - Value of var is ${var}"

运行结果：

Variable is not set  
1 - Value of var is  
Variable is not set  
2 - Value of var is 
Variable is not set  
3 - Value of var is  
This is default value  
4 - Value of var is Prefix  
Prefix  
5 - Value of var is Prefix  

5.5.2 Shell运算符

Bash 支持很多运算符，包括算数运算符、关系运算符、布尔运算符、字符串运算符和文件测试运算符。

原生bash不支持简单的数学运算，但是可以通过其他命令来实现，例如 awk 和 expr，expr 最常用。
expr 是一款表达式计算工具，使用它能完成表达式的求值操作。

例如，两个数相加：

#!/bin/bash  
val=`expr 2 + 2`  
echo "Total value : $val"  

运行脚本输出：

Total value : 4

两点注意：
1.表达式和运算符之间要有空格，例如 2+2 是不对的，必须写成 2 + 2，这与我们熟悉的大多数编程语言不一样。

2.完整的表达式要被 包含，注意这个字符不是常用的单引号，在 Esc 键下边。

1）算术运算符
先来看一个使用算术运算符的例子

#!/bin/sh  
a=10  
b=20  
val=`expr $a + $b`  
echo "a + b : $val"  
val=`expr $a - $b`  
echo "a - b : $val"  
val=`expr $a \* $b`  
echo "a * b : $val"  
val=`expr $b / $a`  
echo "b / a : $val"  
val=`expr $b % $a`  
echo "b % a : $val"  
if [ $a == $b ]  
then  
   echo "a is equal to b"  
fi  
if [ $a != $b ]  
then  
   echo "a is not equal to b"  
fi  

运行结果：

a + b : 30
a - b : -10
a * b : 200
b / a : 2
b % a : 0
a is not equal to b

注意：乘号(*)前边必须加反斜杠()才能实现乘法运算；if…then…fi 是条件语句，后续将会讲解。

2）关系运算符
关系运算符只支持数字，不支持字符串，除非字符串的值是数字。

先来看一个关系运算符的例子：

#!/bin/sh  
a=10  
b=20  
if [ $a -eq $b ]  
then  
   echo "$a -eq $b : a is equal to b"  
else  
   echo "$a -eq $b: a is not equal to b"  
fi  
if [ $a -ne $b ]  
then  
   echo "$a -ne $b: a is not equal to b"  
else  
   echo "$a -ne $b : a is equal to b"  
fi  
if [ $a -gt $b ]  
then  
   echo "$a -gt $b: a is greater than b"  
else  
   echo "$a -gt $b: a is not greater than b"  
fi  
if [ $a -lt $b ]  
then  
   echo "$a -lt $b: a is less than b"  
else  
   echo "$a -lt $b: a is not less than b"  
fi  
if [ $a -ge $b ]  
then  
   echo "$a -ge $b: a is greater or  equal to b"  
else  
   echo "$a -ge $b: a is not greater or equal to b"  
fi  
if [ $a -le $b ]  
then  
   echo "$a -le $b: a is less or  equal to b"  
else  
   echo "$a -le $b: a is not less or equal to b"  
fi  

运行结果：

10 -eq 20: a is not equal to b
10 -ne 20: a is not equal to b
10 -gt 20: a is not greater than b
10 -lt 20: a is less than b
10 -ge 20: a is not greater or equal to b
10 -le 20: a is less or  equal to b

3）布尔运算符
先来看一个布尔运算符的例子：

#!/bin/sh  
a=10  
b=20  
if [ $a != $b ]  
then  
   echo "$a != $b : a is not equal to b"  
else  
   echo "$a != $b: a is equal to b"  
fi  
if [ $a -lt 100 -a $b -gt 15 ]  
then  
   echo "$a -lt 100 -a $b -gt 15 : returns true"  
else  
   echo "$a -lt 100 -a $b -gt 15 : returns false"  
fi  
if [ $a -lt 100 -o $b -gt 100 ]  
then  
   echo "$a -lt 100 -o $b -gt 100 : returns true"  
else  
   echo "$a -lt 100 -o $b -gt 100 : returns false"  
fi  
if [ $a -lt 5 -o $b -gt 100 ]  
then  
   echo "$a -lt 100 -o $b -gt 100 : returns true"  
else  
   echo "$a -lt 100 -o $b -gt 100 : returns false"  
fi  

运行结果：

10 != 20 : a is not equal to b
10 -lt 100 -a 20 -gt 15 : returns true
10 -lt 100 -o 20 -gt 100 : returns true
10 -lt 5 -o 20 -gt 100 : returns false

4）字符串运算符
先来看一个例子：

#!/bin/sh  
a="abc"  
b="efg"  
if [ $a = $b ]  
then  
   echo "$a = $b : a is equal to b"  
else  
   echo "$a = $b: a is not equal to b"  
fi  
if [ $a != $b ]  
then  
   echo "$a != $b : a is not equal to b"  
else  
   echo "$a != $b: a is equal to b"  
fi  
if [ -z $a ]  
then  
   echo "-z $a : string length is zero"  
else  
   echo "-z $a : string length is not zero"  
fi  
if [ -n $a ]  
then  
   echo "-n $a : string length is not zero"  
else  
   echo "-n $a : string length is zero"  
fi  
if [ $a ]  
then  
   echo "$a : string is not empty"  
else  
   echo "$a : string is empty"  
fi  

运行结果：

abc = efg: a is not equal to b
abc != efg : a is not equal to b
-z abc : string length is not zero
-n abc : string length is not zero
abc : string is not empty

5）文件测试运算符

文件测试运算符用于检测 Unix 文件的各种属性。

例如，变量 file 表示文件“/var/www/tutorialspoint/unix/test.sh”，它的大小为100字节，具有 rwx 权限。下面的代码，将检测该文件的各种属性：

#!/bin/sh  
file="/var/www/tutorialspoint/unix/test.sh"  
if [ -r $file ]  
then  
   echo "File has read access"  
else  
   echo "File does not have read access"  
fi  
if [ -w $file ]  
then  
   echo "File has write permission"  
else  
   echo "File does not have write permission"  
fi  
if [ -x $file ]  
then  
   echo "File has execute permission"  
else  
   echo "File does not have execute permission"  
fi  
if [ -f $file ]  
then  
   echo "File is an ordinary file"  
else  
   echo "This is sepcial file"  
fi  
if [ -d $file ]  
then  
   echo "File is a directory"  
else  
   echo "This is not a directory"  
fi  
if [ -s $file ]  
then  
   echo "File size is zero"  
else  
   echo "File size is not zero"  
fi  
if [ -e $file ]  
then  
   echo "File exists"  
else  
   echo "File does not exist"  
fi  

运行结果：

File has read access
File has write permission
File has execute permission
File is an ordinary file
This is not a directory
File size is zero
File exists

5.5.3 Shell字符串

字符串是shell编程中最常用最有用的数据类型（除了数字和字符串，也没啥其它类型好用了），字符串可以用单引号，也可以用双引号，也可以不用引号。单双引号的区别跟PHP类似。

1）单引号

str='this is a string'

单引号字符串的限制：
单引号里的任何字符都会原样输出，单引号字符串中的变量是无效的；
单引号字串中不能出现单引号（对单引号使用转义符后也不行）。

2）双引号

your_name='qinjx'
str="Hello, I know your are \"$your_name\"! \n"

双引号的优点：
双引号里可以有变量
双引号里可以出现转义字符

3）拼接字符串

your_name="qinjx"
greeting="hello, "$your_name" !"
greeting_1="hello, ${your_name} !"
echo $greeting $greeting_1

4）获取字符串长度
复制纯文本新窗口

string="abcd"
echo ${#string} #输出 4

5）提取子字符串

string="alibaba is a great company"
echo ${string:1:4} #输出liba

6）查找子字符串

string="alibaba is a great company"
echo `expr index "$string" is`

5.5.4 Shell数组

Shell在编程方面比Windows批处理强大很多，无论是在循环、运算。

bash支持一维数组（不支持多维数组），并且没有限定数组的大小。类似与C语言，数组元素的下标由0开始编号。获取数组中的元素要利用下标，下标可以是整数或算术表达式，其值应大于或等于0。

1）定义数组
在Shell中，用括号来表示数组，数组元素用“空格”符号分割开。定义数组的一般形式为：

array_name=(value1 ... valuen)

例如：

array_name=(value0 value1 value2 value3)

或者

array_name=(
value0
value1
value2
value3
)

还可以单独定义数组的各个分量：

array_name[0]=value0
array_name[1]=value1
array_name[2]=value2

可以不使用连续的下标，而且下标的范围没有限制。

2）读取数组

读取数组元素值的一般格式是：

${array_name[index]}

例如：

valuen=${array_name[2]}

举个例子：

#!/bin/sh
NAME[0]="Zara"
NAME[1]="Qadir"
NAME[2]="Mahnaz"
NAME[3]="Ayan"
NAME[4]="Daisy"
echo "First Index: ${NAME[0]}"
echo "Second Index: ${NAME[1]}"

运行脚本，输出：

$./test.sh
First Index: Zara
Second Index: Qadir

使用@ 或 * 可以获取数组中的所有元素，例如：

${array_name[*]}
${array_name[@]}

举个例子：

#!/bin/sh
NAME[0]="Zara"
NAME[1]="Qadir"
NAME[2]="Mahnaz"
NAME[3]="Ayan"
NAME[4]="Daisy"
echo "First Method: ${NAME[*]}"
echo "Second Method: ${NAME[@]}"

运行脚本，输出：

$./test.sh
First Method: Zara Qadir Mahnaz Ayan Daisy
Second Method: Zara Qadir Mahnaz Ayan Daisy

3）获取数组的长度
获取数组长度的方法与获取字符串长度的方法相同，例如：

# 取得数组元素的个数
length=${#array_name[@]}
# 或者
length=${#array_name[*]}
# 取得数组单个元素的长度
lengthn=${#array_name[n]}

5.6 shell命令及相关语句

5.6.1 Shell echo命令

echo是Shell的一个内部指令，用于在屏幕上打印出指定的字符串。命令格式：
echo arg

您可以使用echo实现更复杂的输出格式控制。

1）显示转义字符

echo "\"It is a test\""

结果将是：

"It is a test"

双引号也可以省略。

2）显示变量

name="OK"
echo "$name It is a test"

结果将是：

OK It is a test

同样双引号也可以省略。

如果变量与其它字符相连的话，需要使用大括号（{ }）：

mouth=8
echo "${mouth}-1-2009"

结果将是：

8-1-2009

3）显示换行

echo "OK!\n"
echo "It is a test"

输出：

OK!
It is a test

4）显示不换行

echo "OK!\c"
echo "It is a test"

输出：

OK!It si a test

5）显示结果重定向至文件

echo "It is a test" > myfile

6）原样输出字符串
若需要原样输出字符串（不进行转义），请使用单引号。例如：

echo '$name\"'

7）显示命令执行结果

echo `date`

结果将显示当前日期

5.6.2 shell printf命令

printf 命令用于格式化输出， 是echo命令的增强版。它是C语言printf()库函数的一个有限的变形，并且在语法上有些不同。

注意：printf 由 POSIX 标准所定义，移植性要比 echo 好。

如同 echo 命令，printf 命令也可以输出简单的字符串：

$printf "Hello, Shell\n"
Hello, Shell
$

printf 不像 echo 那样会自动换行，必须显式添加换行符(\n)。

printf 命令的语法：

printf  format-string  [arguments...]

format-string 为格式控制字符串，arguments 为参数列表。

printf()在C语言入门教程中已经讲到，功能和用法与 printf 命令类似，请查看：C语言格式输出函数printf()详解。

这里仅说明与C语言printf()函数的不同：

1.printf 命令不用加括号
2.format-string 可以没有引号，但最好加上，单引号双引号均可。
3.参数多于格式控制符(%)时，format-string 可以重用，可以将所有参数都转换。
4.arguments 使用空格分隔，不用逗号。

请看下面的例子：

# format-string为双引号  
$ printf "%d %s\n" 1 "abc"  
1 abc  
# 单引号与双引号效果一样   
$ printf '%d %s\n' 1 "abc"   
1 abc  
# 没有引号也可以输出  
$ printf %s abcdef  
abcdef  
# 格式只指定了一个参数，但多出的参数仍然会按照该格式输出，format-string 被重用  
$ printf %s abc def  
abcdef  
$ printf "%s\n" abc def  
abc  
def  
$ printf "%s %s %s\n" a b c d e f g h i j  
a b c  
d e f  
g h i  
j  
# 如果没有 arguments，那么 %s 用NULL代替，%d 用 0 代替  
$ printf "%s and %d \n"   
and 0  
# 如果以 %d 的格式来显示字符串，那么会有警告，提示无效的数字，此时默认置为 0  
$ printf "The first program always prints'%s,%d\n'" Hello Shell  
-bash: printf: Shell: invalid number  
The first program always prints 'Hello,0'  
$  

<font color=#DD0000>注意：根据POSIX标准，浮点格式%e、%E、%f、%g与%G是“不需要被支持”。这是因为awk支持浮点预算，且有它自己的printf语句。这样Shell程序中需要将浮点数值进行格式化的打印时，可使用小型的awk程序实现。然而，内建于bash、ksh93和zsh中的printf命令都支持浮点格式。</font>

5.6.3 Shell if else语句

if 语句通过关系运算符判断表达式的真假来决定执行哪个分支。Shell 有三种 if … else 语句：
if … fi 语句；
if … else … fi 语句；
if … elif … else … fi 语句。

1) if … else 语句
if … else 语句的语法：

if [ expression ]
then
   Statement(s) to be executed if expression is true
fi

如果 expression 返回 true，then 后边的语句将会被执行；如果返回 false，不会执行任何语句。
最后必须以 fi 来结尾闭合 if，fi 就是 if 倒过来拼写，后面也会遇见。

注意：expression 和方括号([ ])之间必须有空格，否则会有语法错误。

举个例子：

#!/bin/sh  
a=10  
b=20  
if [ $a == $b ]  
then  
   echo "a is equal to b"  
fi  
if [ $a != $b ]  
then  
   echo "a is not equal to b"  
fi  

运行结果：

a is not equal to b

2) if … else … fi 语句
if … else … fi 语句的语法：

if [ expression ]
then
   Statement(s) to be executed if expression is true
else
   Statement(s) to be executed if expression is not true
fi

如果 expression 返回 true，那么 then 后边的语句将会被执行；否则，执行 else 后边的语句。

举个例子：

#!/bin/sh  
a=10  
b=20  
if [ $a == $b ]  
then  
   echo "a is equal to b"  
else  
   echo "a is not equal to b"  
fi  

执行结果：

a is not equal to b

3) if … elif … fi 语句

if … elif … fi 语句可以对多个条件进行判断，语法为：

if [ expression 1 ]
then
   Statement(s) to be executed if expression 1 is true
elif [ expression 2 ]
then
   Statement(s) to be executed if expression 2 is true
elif [ expression 3 ]
then
   Statement(s) to be executed if expression 3 is true
else
   Statement(s) to be executed if no expression is true
fi

哪一个 expression 的值为 true，就执行哪个 expression 后面的语句；如果都为 false，那么不执行任何语句。

举个例子：

#!/bin/sh  
a=10  
b=20  
if [ $a == $b ]  
then  
   echo "a is equal to b"  
elif [ $a -gt $b ]  
then  
   echo "a is greater than b"  
elif [ $a -lt $b ]  
then  
   echo "a is less than b"  
else  
   echo "None of the condition met"  
fi  

运行结果：

a is less than b
if ... else 语句也可以写成一行，以命令的方式来运行，像这样：
if test $[2*3] -eq $[1+5]; then echo 'The two numbers are equal!'; fi;  

if … else 语句也经常与 test 命令结合使用，如下所示：

num1=$[2*3]  
num2=$[1+5]  
if test $[num1] -eq $[num2]  
then  
    echo 'The two numbers are equal!'  
else  
    echo 'The two numbers are not equal!'  
fi  

输出：

The two numbers are equal!

test 命令用于检查某个条件是否成立，与方括号([ ])类似。

5.6.4 Shell case esac语句

case … esac 与其他语言中的 switch … case 语句类似，是一种多分枝选择结构。

case 语句匹配一个值或一个模式，如果匹配成功，执行相匹配的命令。case语句格式如下：

case 值 in
模式1)
    command1
    command2
    command3
    ;;
模式2）
    command1
    command2
    command3
    ;;
*)
    command1
    command2
    command3
    ;;
esac

case工作方式如上所示。取值后面必须为关键字 in，每一模式必须以右括号结束。取值可以为变量或常数。匹配发现取值符合某一模式后，其间所有命令开始执行直至 ;;。;; 与其他语言中的 break 类似，意思是跳到整个 case 语句的最后。

取值将检测匹配的每一个模式。一旦模式匹配，则执行完匹配模式相应命令后不再继续其他模式。如果无一匹配模式，使用星号 * 捕获该值，再执行后面的命令。

下面的脚本提示输入1到4，与每一种模式进行匹配：

echo 'Input a number between 1 to 4'  
echo 'Your number is:\c'  
read aNum  
case $aNum in  
    1)  echo 'You select 1'  
    ;;  
    2)  echo 'You select 2'  
    ;;  
    3)  echo 'You select 3'  
    ;;  
    4)  echo 'You select 4'  
    ;;  
    *)  echo 'You do not select a number between 1 to 4'  
    ;;  
esac  

输入不同的内容，会有不同的结果，例如：

Input a number between 1 to 4
Your number is:3
You select 3

再举一个例子：

#!/bin/bash  
option="${1}"  
case ${option} in  
   -f) FILE="${2}"  
      echo "File name is $FILE"  
      ;;  
   -d) DIR="${2}"  
      echo "Dir name is $DIR"  
      ;;  
   *)   
      echo "`basename ${0}`:usage: [-f file] | [-d directory]"  
      exit 1 # Command to come out of the program with status 1  
      ;;  
esac  

运行结果如下：

$./test.sh
test.sh: usage: [ -f filename ] | [ -d directory ]

$ ./test.sh -f index.htm
File name is index.htm

$ ./test.sh -d unix
Dir name is unix