《基于Linux的C编程与内核导读》连载（37）

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第八章：一些有用的技术专题
专题一：SHELL程序设计
shell是用户和Linux操作系统之间的接口，它是命令语言、命令解释程序及程序设计语言的统称。用户在提示符下输入的命令都由shell先加以解释，然后再传给linux核心。Shell的另一个重要特性是它自身就是一个解释型的程序设计语言，shell程序设计语言支持函数、变量、数组和程序控制结构等。Linux中有多种shell，如ash、bash、csh等，其中默认的是bash，因此这里我们就学习一下bash外壳下的shell程序设计。

1、shell编程快速入门
首先我们用vi编写一个简单的shell程序first.sh。首先输入以下命令：
# vi first.sh
然后，在VI界面下输入以下程序：
#! /bin/bash
# My first shell script
#
clear
echo “Hello,everybody!”
程序first的功能就是清屏并且显示字符串“Hello,everybody!”。在shell程序中，如果以“#!”开头，则“#!”后面所跟的字符串就是所使用的外壳的绝对路径名，第一行表明在此程序中我们使用的是bash外壳。另外，由“#”开始的行为注释行。Clear的作用是清屏，echo的作用是显示字符串，这些命令的作用和在命令提示符下输入时的作用是一样的。
要执行刚才我们的first.sh程序，有三种方法：
（1）将shell程序作为sh命令的输入，具体如下：
# sh first.sh
（2）利用输入重定向，具体如下：
# bash
（3）使用chmod命令使first.sh成为可执行的，然后直接执行。
# chmod a+x first.sh
# first.sh

2、shell程序的变量和参数
shell程序设计语言的变量类型很简单，只有字符型变量，即所有变量的取值都是一个字符串。
（1）shell变量定义的规则
给变量赋值的方法非常简单，就是在变量名后跟着等号和变量值。例如，想要把5赋给变量count，则使用如下的命令：
# count=5
注意，在等号的两边不能有空格。要读取变量的值，可以使用符号$，例如要显示count的值，可以使用如下命令：
# echo $count

（2）位置变量和其他系统变量
位置变量用来存储shell程序后面所跟的参数。第一个参数存储在变量1中，第二个参数存储在变量2中，依次类推。这些变量为系统保留变量，所以你不能为这些变量赋值。同样，你可以使用$来读取这些变量的值。例如，你可以编写一个外壳程序reverse，执行过程中它有两个变量。输出时，将两个变量的位置颠倒。
#! /bin/bash
#program reverse
#
echo "$2" "$1"
在命令提示符下执行此外壳程序：
# reverse hello byebye
其输出如下：
byebye hello

除了位置变量以外，还有其他的一些系统变量，下面分别加以说明：
有些变量在启动外壳时就已经存在于系统中，你可以使用这些系统变量，并且可以赋予新值：
$HOME   用户自己的目录。
$PATH   执行命令时所搜寻的目录。
$TZ   时区。
$MAILCHECK   每隔多少秒检查是否有新的邮件。
$PS1   在外壳命令行的提示符。
$PS2   当命令尚未打完时，外壳要求再输入时的提示符。

有些变量在执行外壳程序时系统就设置好了，并且你不能加以修改：
$#   存储外壳程序中命令行参数的个数。
$?   存储上一个执行命令的返回值。
$0   存储外壳程序的程序名。
$*   存储外壳程序的所有参数。
“$@”   存储所有命令行输入的参数，分别表示为(“$1”、“$2”)。
$$   存储外壳程序的P I D。
$!   存储上一个后台执行命令的P I D。

3、shell程序控制结构
shell也和其他高级程序设计语言一样，能够提供用来控制程序执行流程的命令，用户可以用这些命令建立非常复杂的程序。
（1）test或[]命令
test或[]命令是最常用的一个测试命令，用于测试后面的表达式的值是否为“真”，其格式为test expression或[expression]。Test命令可以和多种系统运算符一起使用。这些运算符可以分为四类：整数运算符、字符串运算符、文件运算符和逻辑运算符。
整数运算符:
test int1 -eq int2 如果int1和int2相等，则返回真。
test int1 -ge int2 如果int1大于等于int2，则返回真。
test int1 -gt int2 如果int1大于int2，则返回真。
test int1 -le int2 如果int1小于等于int2，则返回真。
test int1 -lt int2 如果int1小于int2，则返回真。
test int1 -ne int2 如果int1 不等于int2，则返回真。
字符串运算符：
test str1 = str2 如果str1和str2相同，则返回真。
test str1 != str2 如果str1和str2不相同，则返回真。
test str 如果str不为空，则返回真。
test -n str 如果str的长度大于零，则返回真。
test -z str 如果str的长度等于零，则返回真。
文件运算符:
test -d filename 如果filename为目录，则返回真。
test -f filename 如果filename为普通的文件，则返回真。
test -r filename 如果filename可读，则返回真。
test -s filename 如果filename的长度大于零，则返回真。
test -w filename 如果filename可写，则返回真。
test -x filename 如果filename可执行，则返回真。
逻辑运算符：
test ! expr 如果expr为假，则返回真。
test expr1 -a expr2 如果expr1和expr2同时为真，则返回真。
test expr1 -o expr2 如果expr1或expr2有一个为真，则返回真。

（2）if表达式
bash、pdksh和tcsh都支持嵌套的if...then...else表达式。bash的if表达式如下：
if [expression]
then
commands
elif [expression2]
then
commands
else
commands
fi
elif和else在if表达式中均为可选部分。elif是else if的缩写。只有在if表达式和任何在它之前的elif表达式都为假时，才执行elif。fi关键字表示if表达式的结束。

（3）case表达式
case表达式允许你从几种情况中选择一种情况执行。Shell程序中的case表达式的功能要比Pascal或C语言的case或switch语句的功能稍强。这是因为在外壳中，你可以使用case表达式比较带有通配符的字符串，而在Pascal 和C语言中你只能比较枚举类型和整数类型的值。bash的c a s e表达式如下：
Case string1 in
str1)
commands;;
str2)
commands;;
*)
commands;;
esac
在此，将string1和str1、str2比较。如果str1和str2中的任何一个和strings1相符合，则它下面的命令一直到两个分号(;;)将被执行。如果str1和str2中没有和strings1相符合的，则星号（*)下面的语句被执行。星号是缺省的case条件，因为它和任何字符串都匹配。

（4）for表达式
在外壳bash下的shell程序设计中有两种使用 for 语句的表达式：
第一种形式是：
for var1 in list
do
commands
done
在此形式时，对在list中的每一项，for语句都执行一次。list可以是包括几个单词的、由空格分隔开的变量，也可以是直接输入的几个值。每执行一次循环， var1都被赋予list中的当前值，直到最后一个为止。
第二种形式是：
for var1
do
statements
done
使用这种形式时，对变量var1中的每一项，for语句都执行一次。此时，shell程序假定变量var1中包含外壳程序在命令行的所有位置参数。



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