shell语法（二）

Shell脚本语法

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Exit Status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：

itcast@ubuntu:~$ var=2
itcast@ubuntu:~$ test $var -gt 1
itcast@ubuntu:~$ echo $?
0
itcast@ubuntu:~$ test $var -gt 3
itcast@ubuntu:~$ echo $?
1
itcast@ubuntu:~$ [ $var -gt 3 ]
itcast@ubuntu:~$ echo $?
1
itcast@ubuntu:~$

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(注意下面的空格)：

[ -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：

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

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
    . ~/.bashrc
fi 

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"
fi
if :; 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Exit Status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_NO
    if [ "$YES_OR_NO" = "yes" ]; then
      echo "Good morning!"
    elif [ "$YES_OR_NO" = "no" ]; then
      echo "Good afternoon!"
    else
      echo "Sorry, $YES_OR_NO not recognized. Enter yes or no."
      exit 1
    fi
    exit 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

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_NO
    case "$YES_OR_NO" in
    yes|y|Yes|YES)
      echo "Good Morning!";;
    [nN]*)
      echo "Good Afternoon!";;
    *)
      echo "Sorry, $YES_OR_NO not recognized. Enter yes or no."
      exit 1;;
    esac
    exit 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/init.d/nfs-kernel-server为例）：

    case "$1" in
        start)
            ...
        ;;
        stop)
            ...
        ;;
        reload | force-reload)
            ...
        ;;
        restart)
        ...
        *)
            log_success_msg "Usage: nfs-kernel-server {start|stop|status|reload|force-reload|restart}"
            exit 1
        ;;
    esac

启动nfs-kernel-server服务的命令是

$ sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server 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。

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

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 TRY
    while [ "$TRY" != "secret" ]; do
      echo "Sorry, try again"
      read TRY
    done

下面的例子通过算术运算控制循环的次数：

   #! /bin/sh

    COUNTER=1
    while [ "$COUNTER" -lt 10 ]; do
      echo "Here we go again"
      COUNTER=$(($COUNTER+1))
    done

Shell还有until循环，类似C语言的do...while循环。本章从略。

break和continue

break[n]可以指定跳出几层循环，continue跳过本次循环步，没跳出整个循环。

break跳出，continue跳过。

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。

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：

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（Positional Parameter），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。
$*  表示参数列表"$1" "$2" ...，同上
$?  上一条命令的Exit Status
$$  当前进程号

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 $@"
    shift
    echo "The first parameter is $1"
    echo "The second parameter is $2"
    echo "The parameter list is $@"

shell输入输出

echo

echo显示文本行或变量，或者把字符串输入到文件（shell脚本中默认是非转义）。

echo [option] string
-e 解析转义字符
-n 不回车换行。默认情况echo回显的内容后面跟一个回车换行。
echo "hello\n\n"
echo -e "hello\n\n"
echo  "hello"
echo -n "hello"

管道|

可以通过管道把一个命令的输出传递给另一个命令做输入。管道用竖线表示。

cat myfile | more
ls -l | grep "myfile"
df -k | awk '{print $1}' | grep -v "文件系统"
df -k 查看磁盘空间，找到第一列，去除“文件系统”，并输出

tee

tee命令把结果输出到标准输出，另一个副本输出到相应文件。

df -k | awk '{print $1}' | grep -v "文件系统" | tee a.txt

tee -a a.txt表示追加操作。
df -k | awk '{print $1}' | grep -v "文件系统" | tee -a a.txt

文件重定向

cmd > file             把标准输出重定向到新文件中
cmd >> file            追加
cmd > file 2>&1        标准出错也重定向到1所指向的file里
cmd >> file 2>&1
cmd < file1 > file2    输入输出都定向到文件里
cmd < &fd              把文件描述符fd作为标准输入
cmd > &fd              把文件描述符fd作为标准输出
cmd < &-               关闭标准输入

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=-"
    foo
    echo "-=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
      fi

   　　done

注意is_directory()返回0表示真返回1表示假。