Unix系列shell程式編寫：中篇

Unix系列shell程式編寫：

3>在Shell中使用資料變數

　　使用者可以在Shell中使用資料變數，例如ba.sh程式:

　　　　cd/usr/icewalk
　　　　ls|cpio -o > /dev/fd0

　　該程式中要備份的目錄為一常量，即該程式只能用來備份一個目錄。若在該程式中使用變數，則會使其更通用:

　　　　workdir=$1
　　　　cd $workdir
　　　　ls * |cpio -o > /dev/fd0

　　透過這一改變，使用者可以使用程式備份變數$workdir指定的目錄。例如我們要備份/home/www的內容，只要執行ba.sh
/home/www即可實現。(若不明白
$1，下面將詳細介紹shell引數的傳遞，$1代表本sh程式-ba.sh的第一個引數)

　　4>在Shell程式中加上註釋

　　為了增加程式的可讀性，我們提倡加入註釋。在Shell程式中註釋將以"#"號開始。當Shell解釋到"#"時，會認為從"#"號起一直到該行行尾為註釋。

　　5>對Shell變數進行算術運算

　　高階語言中變數是具有型別的，即變數將被限制為某一資料型別，如整數或字元型別。Shell變數通常按字元進行儲存，為了對Shell變數進行算術運算，必須使用expr命令。

　　expr命令將把一個算術表示式作為引數，通常形式如下:

　　　　expr [數字] [運算子] [數字]

　　由於Shell是按字元形式儲存變數的，所以使用者必須保證參加算術運算的運算元必須為數值。下面是有效的算術運算子:

　　　　+　　　兩個整數相加
　　　　-　　　第一個數減去第二個數
　　　　*　　　兩整數相乘
　　　　/　　　第一個整數除以第二個整數
　　　　%　　　兩整數相除，取餘數
　　例如:
　　　　$expr 2 + 1
　 　　 結果顯示：3
　　　　$expr 5 - 3
　 　　 結果顯示：2

若expr的一個引數是變數，那麼在表示式計算之前用變數值替換變數名。
　　　　$int=3
　　　　$expr $int + 4
　　　　結果顯示:7
　　使用者不能單純使用"*"做乘法,若輸入:
　　　　$expr 4*5
　　系統將會報錯，因為Shell看到"*"將會首先進行檔名替換。正確形式為:
　　　　$expr 4 * 5
　 　　 結果顯示:20
　　多個算術表示式可以組合在一起，例如:
　　　　$expr 5 + 7 / 3

　結果顯示:7
　　運算次序是先乘除後加減，若要改變運算次序，必須使用"`"號,如:
　　　　$int=`expr 5 + 7`
　　　　$expr $int/3
　　 　 結果顯示:4
　　　　或者：
　　　　$expr `expr 5+7`/3
　　　　結果顯示:4

　　6>向Shell程式傳遞引數

　　一個程式可以使用兩種方法獲得輸入資料。一是執行時使用引數。另一種方法是互動式地獲得資料。vi編輯程式可以透過互動式的方法獲得資料，而ls和 expr則從引數中取得資料。以上兩種方法Shell程式都可以使用。在"互動式讀入資料"一節中將介紹Shell程式透過互動式的方法獲得引數。

　　透過命令列給Shell程式傳遞引數可以擴大程式的用途。以前面提到的ba.sh程式為例:
　　$cat >re.sh
　　cd $workdir
　　cpio -i < /dev/fd0
　　^d

　　程式re.sh恢復了ba.sh程式備份的所有檔案。若只從軟盤上恢復一個指定的檔案，可以用該檔名作為引數，傳遞給Shell程式re.sh:

　　程式改寫如下:
　　$cat >re2.sh
　　cd $workdir
　　cpio -i $1 < /dev/fd0
　　^d

　　使用者可以指定要恢復的檔案，例如fname

　　$re2.sh fname

此時檔案fname作為第一個位置引數傳遞給re2.sh,re2.sh的缺點是要恢復兩個或多個檔案要重複執行，我們可以用$*變數傳遞不確定的引數給程式:

　　$cat >re3.sh
　　cd $workdir
　　cpio -i $* < /dev/fd0
　　^d

　　我們就可以恢復多個檔案，例如fname1,fname2,fname3
　　$re3.sh fname1 fname2 fname3
　　(以上程式re.sh,re2.sh,re3.sh，假設使用者已經chmod了可執行權利)

　　因為沒有賦值的變數可以作為NULL看待，所以若是程式re3.sh在執行時候沒賦予引數，那麼一個空值將被插入到cpio命令中。該命令將恢復所有儲存的檔案。

條件判斷語句

　　條件判斷語句是程式設計語言中十分重要的語句，該語句的含義是當某一條件滿足時，執行指定的一組命令。

1>if - then語句

　　格式: if command1
　　　　　then
　　　　　　　command2
　　　　　　　command3
　　　　　fi　　　　　　---(if 語句結束)
　　　　　　　command4

　　每個程式或命令執行結束後都有一個返回的狀態，使用者可以用Shell變數$?獲得這一狀態。if語句檢查前面命令執行的返回狀態，若該命令成功執行，那麼在then和fi之間的命令都將被執行。在上面的命令序列中，command1和command4總要執行。若command1成功執行,command2和command3也將執行。

　　請看下面程式:
　　　　#unload -program to backup and remove files
　　　　cd $1
　　　　ls -a | cpio -o > /dev/mnt0
　　　　rm *

　　該程式在備份資料後，刪除檔案，但當cpio命令不能成功執行時，rm命令還是把資料刪除了，我們可不希望這樣，為了避免此情況，可以用if
- then語句:
　　　　#--解除安裝和判斷刪除程式

　　　　cd $1
　　　　if ls -a | cpio > /dev/mnt0
　　　　then
　　　　　　rm *
　　　　fi
　　上面程式在cpio執行成功後才刪除檔案

同時，若執行沒有成功，我們希望得到提示，sh中的echo命令可以向使用者顯示訊息，並顯示後換行，上面程式可以寫成:
　　 　 #--解除安裝和判斷刪除程式
　　　　cd $1
　　　　if ls -a | cpio > /dev/mnt0
　　　　then
　　　　　　echo "正刪除檔案資料... ..."
　　　　　　rm *
　　　　fi

　　echo命令可以使用一些特殊的逃逸字元進行格式化輸出，下面是這些字元及其含義:

　　　　b　　Backspace
　　　　c　　顯示後不換行
　　　　f　　在終端上螢幕的開始處顯示
　　　　n　　換行
　　　　r　　回車
　　　　t　　製表符
　　　　v　　垂直製表符
　　　　　　 反斜框
　　　　nnn 用1,2或3位8進位制整數表示一個ASCII碼字元

2>if - then - else語句

　　不用多說它的作用，別的高階語言中都有，格式為:
　　if command1
　　then
　　　　command2
　　　　command3
　　else
　　　　command4
　　　　command5
　　fi

　　在此結構中，command1中是先執行，當command1成功執行時，將執行command2和command3，否則執行command4和command5

　　注意看下面程式:
　　　　#備份程式
　　　　cd $1
　　　　if ls -a |cpio -o > /dev/mnt0
　　　　then
　　　　　　echo "刪除源資料... ..."
　　　　　　rm *
　　　　else
　　　　　　echo "磁帶備份失敗!"
　　　　fi

3>test命令進行條件測試

　　if語句可以透過測試命令執行的返回狀態來控制命令的執行，若要測試其他條件，在bsh中可以使用test命令。該命令檢測某一條件，當條件為真時返回0，否則返回非0值。test命令可以使Shell程式中的if語句象其他程式語言中的條件判斷語句一樣，具有很強的功能。

　　test命令的使用方法為:
　　　　test condition
　　可測試的條件分為4類:
　　1)測試兩個字串之間的關係。
　　2)測試兩個整數之間關係。
　　3)測試檔案是否存在或是否具有某種狀態或屬性。
　　4)測試多個條件的與(and)或(or)組合。

1、條件語句>>test語句

1>測試字串間的關係

　　bsh把所有的命令列和變數都看作字串。一些命令如expr和test可以把字元當作數字進行操作。

　　同樣任何數字也可以作為字串進行操作。

　　使用者可以比較兩個字串相等或不等，也可以測試一個串是否賦了值。有關串的運算子如下:
　　　　str1 = str2　　　　　　當兩個串有相同內容、長度時為真
　　　　str1 != str2　　　　　 當串str1和str2不等時為真
　　　　-n str1　　　　　　　 當串的長度大於0時為真(串非空)
　　　　-z str1　　　　　　　 當串的長度為0時為真(空串)
　　　　str1　　　　　　　　 當串str1為非空時為真

　　不但Shell程式可以使用test進行條件判斷，test命令也可以獨立執行，如:

　　　　$str1=abcd
　　　　$test $str1 = abcd
　　　　$echo $?
　　　　結果顯示:0

與上例中第一行賦值語句中的等號不同，test命令中的等號兩邊必須要有空格。本例test命令共有3個引數。注意兩個串相等必須是長度和內容都相等。

　　　　$str1="abcd "
　　　　$test "$str1" = abcd
　　　　$echo $?
　　　　結果顯示:1

　　上面str1包含5個字元，其中最後一個為空格符。而test命令中的另一個串只有4個字元，所以兩串不等，test返回1。

　　不帶任何運算子和使用-n運算子測試一個串結果是一樣的，例如:

　　　　$str1=abce
　　　　$test $str1
　　　　$echo $?
　　　　結果顯示:0　　　　
　　　　$test -n $str1
　　　　$echo $?
　　　　結果顯示:0

　　但是，上面兩條命令也有一點差別，反映出了使用test命令潛在的問題，請看下例:

　　　　$str1="　　　"
　　　　$test $str1
　　　　$echo $?
　　　　結果顯示:1
　　　　$test -n "$str1"
　　　　$echo $?
　　　　結果顯示:0
　　　　$test -n $str1
　　　　結果顯示:test:argument expected

　　上例中，第一次測試為假因為Shell在執行命令列之前首先要進行變數替換，即把$str1換成空格，然後shell又將命令列上的空格刪除，故 test命令測試到的為空串。而在第二次測試中，變數替換後空格位於括號內，故不會被刪除，test測試到的是一個包含空格的串，在第三次測試中，shell把空格刪除，只把-n傳個test命令，所以顯示引數錯。

2>測試兩個整數之間關係

　　test命令與expr命令一樣，也可以把字元轉變成整數，然後對其操作。test命令對兩個數進行比較，使用的運算子如下:

　　　　int1 -eq int2　　　　兩數相等為真
　　　　int1 -ne int2　　　　兩數不等為真
　　　　int1 -gt int2　　　　int1大於int2為真
　　　　int1 -ge int2　　　　int1大於等於int2為真
　　　　int1 -lt int2　　　　int1小於int2為真
　　　　int1 -le int2　　　　int1小於等於int2為真

　　下面的例子反映了字串比較與數字比較的不同:

　　　　$str1=1234
　　　　$str2=01234
　　　　$test $str1 = $str2
　　　　$echo $?
　　　　結果顯示:1
　　　　$test $str1 -eq $str2
　　　　$echo $?
　　　　結果顯示:0

3>有關檔案的測試

　　使用test進行的第三類測試是測試檔案的狀態，使用者可以測試檔案是否存在，是否可寫以及其他檔案屬性。下面是檔案測試時使用的選項。注意只有檔案存在時，才有可能為真。

　　-r file　　　　　使用者可讀為真
　　-w file　　　　　使用者可寫為真
　　-x file　　　　　使用者可執行為真
　　-f file　　　　　檔案為正規檔案為真
　　-d file　　　　　檔案為目錄為真
　　-c file　　　　　檔案為字元特殊檔案為真
　　-b file　　　　　檔案為塊特殊檔案為真
　　-s file　　　　　檔案大小非0時為真
　　-t file　　　　　當檔案描述符(預設為1)指定的裝置為終端時為真
4>複雜的條件測試(and 、or 、not)
　　-a 　 　　　　　 與
　　-o　　　　　　　 或
　　!　　　　　　　　非
　　就是組合條件了，任何高階語言中都有的(NOT 、AND 、OR)，例如:
　　　　$test -r em.null -a -s em.null
　　　　$echo $?
　　　　結果顯示:1
　　　　說明了em.null並不是可讀並且非空的檔案

5>另一種執行test的方法

　　bsh中還有另一種執行test命令的方法，就是把測試條件放到一對[
]中，例如:
　　　　$int1=4
　　　　$[ $int1 -gt 2 ]
　　　　$echo $?
　　　　結果顯示:0

要注意在[ 的後面和 ]符號的前面要有一個空格。
　　下面我們用test命令寫個簡單但比較完善的程式:

　　　　#-- 備份程式
　　
　　　　#-- 檢查引數
　　　　if [ $# -ne 1 ]
　　　　then

　　　　　　echo "請在程式名後面指出要備份檔案所在目錄!"
　　　　　　exit 1
　　　　fi
　　　　#-- 檢查目錄名是否有效
　　　　if [ ! -d "$1" ]
　　　　then
　　　　　　echo "$1 不是一個目錄!"
　　　　　　exit 2
　　　　fi
　　　　cd $1
　　　　ls -a | cpio -o >/dev/mnt0
　　　　if [ $? -eq 0 ]
　　　　then
　　　　　　rm *
　　　　else
　　　　　　echo "cpio執行不成功!備份失敗..."
　　　　　　exit 3
　　　　fi

6>空命令

　　在Bsh中用 : 代表空命令，就是充個數，什麼都不做

7>巢狀if語句和elif結構

　　檢查條件1
　　A:當條件1為真，則執行一部分操作
　　B:若條件1為假，檢查條件2
　　　　1)若條件2為真，執行另外一部分操作
　　　　2)若條件2為假，檢查條件3
　　　　3)若條件3為真，執行其他一部分操作
　　語法如下:
　　　　if command
　　　　then
　　　　　　command
　　　　else
　　　　　　if command
　　　　　　then
　　　　　　　　command
　　　　　　else
　　　　　　　　if command
　　　　　　　　then
　　　　　　　　　　command
　　　　　　　　fi
　　　　　　fi
　　　　fi

8>elif語句

　　巢狀if語句有時會給使用者帶來混亂，特別是什麼時候fi語句很難判斷。因此Bourne
Shell又提供了elif語句。elif是else-if的縮寫，它表示是if語句的繼續。格式為:

　　　　if command
　　　　then
　　　　　　command
　　　　elif command
　　　　then
　　　　　　command
　　　　elif command
　　　　then
　　　　　　command
　　　　fi

　　上面介紹的巢狀if語句和elif語句完成相同的功能，使用者可以根據自己的喜好選擇一種使用。

9>case語句

　　前面說的elif語句替代if-then-else語句，但有時在程式設計時還會遇到對同一變數進行多次的測試，該情況可以用多個elif語句實現,但還有一種更簡單的方法就是用case語句。

　　case語句不但取代了多個elif和then語句，還可以用變數值對多個模式進行匹配，當某個模式與變數值匹配後，其後的一系列命令將被執行，下面是case語句使用的語句。

　　case value in
　　　pattem 1)
　　　　command
　　　　command;;
　　　pattem 2)
　　　　command
　　　　command;;
　　　....
　　　pattem)
　　　　command;
　　esac

　　case語句只執行其中的一組命令，當變數值與多個模式相匹配時，只有第一個匹配的模式對應的命令被執行。";;"表示該模式對應的命令部分程式。

　　透過學習下面的read語句，我們們再舉例子說明case語句的用法。

10>read語句

　　Shell程式不但可以透過命令列引數得到輸入資料，還可以使用read命令提示使用者輸入資料，其語法格式為：

　　read var1 var2... ...varn

當Bsh遇到一個read語句時，在標準輸入檔案中讀取資料直到一個換行符。此時Shell在解釋輸入行時，不進行檔名或變數的替換，只是簡單地刪除多餘的空格。然後Shell將輸入行的第一個字的內容給變數1,第二個給變數2,直到所有變數都賦上值或是輸入行為空。若輸入行中字的個數超過變數個數，Shell將把輸入行中剩餘的所有字的內容都賦給最後一個變數。當變數個數多於輸入行字的個數時候，多於的變數將賦一個空值。輸入行的每一個字是由空格分隔的一個字母和數字組成的字串。

　　$read var1 var2 var3
　　 　輸入:Hello my friend
　　
　　$echo $var1 $var2 $var3
　　　 結果顯示:Hello my friend
　　$echo $var2
　　　 結果顯示:my

下面用個read和case的例子結束本部分的學習:

　　#--互動式備份，恢復程式
　　echo "輸入要備份檔案所在目錄:c"
　　read WORKDIR
　　if [ !-d $WORKDIR ]
　　then
　　　　echo "Sorry,$WORKDIR is not a directory"
　　　　exit 1
　　fi
　　cd $WORKDIR
　　echo "輸入選擇:"
　　echo _
　　echo "1.恢復到 $WORKDIR"
　　echo "2.備份 $WORKDIR"
　　echo "0.退出"
　　echo
　　echo "c"
　　read CHOICE
　　case "$CHOICE" in
　　　1)echo "恢復中... ..."
　　　　cpio -i < /dev/mnt0;;
　　　2)echo "備份中... ..."
　　　　ls | cpio -o > /dev/mnt0;;
　　　0)exit 1
　　　*)exit 1
　　esac
　　if [ $? -ne 0 ]
　　then
　　　echo "程式執行中出現錯誤!"
　　else
　　　echo "操作成功!"
　　fi 　
　
　　在上面程式碼中，"*"定義了其他模式下不匹配時的預設操作。

迴圈語句

　　前面介紹的程式和所學的語句都是從頭到尾成一條主線下來，或是成分支結構，在日常管理UNIX的過程中，經常要重複的做一些操作，處理批次的問題，這就涉及到了迴圈結構，同高階語言相似，UNIX的Shell也提供了強大的迴圈處理語句。

　　Bsh語言中有三種迴圈語句-while迴圈、until迴圈、for迴圈，下面透過具體的例子分別介紹這三種結構。

While迴圈

　　在while迴圈語句中，當某一條件為真時，執行指定的命令。語句的結構如下：

while command
do
　　command
　　command
　　… …
done

示例程式碼如下：

#測試while迴圈小程式

x_t=1
　　while [ $x_t -lt 5 ]
　　do
　　　　　mm=` expr $x_t * $int `　　#注意""的作用
　　　　　echo "$mm"
　　　　　x_t=` expr $x_t + 1 `　　　#注意expr的用法
　　done
　　echo "THE WHILE IS END!n"

程式的執行結果如下:
1
4
9
16
THE WHILE IS END

　　在上述程式中，當變數x_t的值小於5的時候，執行while迴圈中的語句。在第五次迴圈時，
[ $x_t-lt5]命令返回非零值，於是程式執行done後面的程式碼。
現在利用while迴圈，可以改進我們早些時候用的備份資料的例子，當使用者指定的目錄備份完畢後，使用while迴圈使程式執行一次可以備份多個使用者指定的目錄。程式碼如下：

echo "歡迎使用備份小程式"

　　ANS=Y
　　while [ $ANS = Y -o $ANS = y ]
　　do
　　　　echo _
　　　　#讀目錄名
　　　　echo "輸入要備份的目錄名：c"
　　　　read DIR
　　　　if [ ! -d $DIR ]
　　　　then
　　　　　　　　echo "$DIR不是一個目錄!"
　　　　　　　　exit 1
　　　　fi
　　　　cd $DIR
　　　　echo "請選擇:"
　　　　echo _
　　　　echo "1 恢復資料到 $DIR"
　　　　echo "2 備份$DIR的資料"
　　　　echo
　　　　echo "請選擇:c"
　　　　read CHOICE
　　　　case "$CHOICE" in
　　　　　　　1) echo "恢復中… …"
　　　　　　　　cpio -i 　　　　　　　2) echo "備份中… …"
　　　　　　　　cpio -o >/dev/rmt0;;
　　　　　　　*) echo "選擇無效"
　　　　esac
　　　　if [ $? -ne 0 ]
　　　　then
　　　　　　　echo "cpio執行過程中出現問題"
　　　　　　　exit 2
　　　　fi
　　　　echo "繼續別的目錄嗎？(Y/y)c"
　　　　read ANS
　　done

　　在程式開始，我們給變數ANS符值為Y,根據whlie的判斷條件，程式進入while迴圈，執行do-done中的語句，每次迴圈都要求使用者輸入 ANS的值用來判斷是否進行下次重複執行do-done中的語句。如果使用者輸入的條件不滿足while語句條件，迴圈結束，程式執行done後面的語句。

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