Unix系列shell程序编写(下)

作者：htldm  出处：Unix爱好者家园unix-cd.com   

Until语句 

　　While语句中，只要某条件为真，则重复执行循环代码，until语句正好同while相反，该语句使循环代码重复执行，直到遇到某一条件为真才停止。 

Until语句的结构如下： 
until command 
　　do 
　　　　command 
　　　　command 
　　　　… … 
　　done 

　　可以用until语句替换上面备份程序的while语句，完成同样的功能: 

until [ $ANS != Y -a $ANS != y ] 

for 循环 
　　在介绍for循环之前，我们要学个非常有用的unix命令:shift。我们知道，对于位置变量或命令行参数，其个数必须是确定的，或者当Shell程序不知道其个数时，可以把所有参数一起赋值给变量$*。若用户要求Shell在不知道位置变量个数的情况下，还能逐个的把参数一一处理，也就是在$1后为$2,在$2后面为$3等。在 shift命令执行前变量$1的值在shift命令执行后就不可用了。 

示例如下： 

#测试shift命令(x_shift.sh) 
    until [ $# -eq 0 ] 
    do 
         echo "第一个参数为: $1 参数个数为: $#" 
         shift 
    done 
执行以上程序x_shift.sh： 
    $./x_shift.sh 1 2 3 4 

结果显示如下： 

    第一个参数为: 1 参数个数为: 3 
    第一个参数为: 2 参数个数为: 2 
    第一个参数为: 3 参数个数为: 1 
    第一个参数为: 4 参数个数为: 0 

从上可知shift命令每执行一次，变量的个数($#)减一，而变量值提前一位，下面代码用until和shift命令计算所有命令行参数的和。 

#shift上档命令的应用(x_shift2.sh) 
    if [ $# -eq 0 ] 
    then 
        echo "Usage:x_shift2.sh 参数" 
        exit 1 
    fi 
    sum=0 
    until [ $# -eq 0 ] 
    do 
        sum=`expr $sum + $1` 
        shift 
    done 
    echo "sum is: $sum" 

执行上述程序: 

    $x_shift2.sh 10 20 15 

其显示结果为： 

    45 

　　shift命令还有另外一个重要用途,Bsh定义了9个位置变量，从$1到$9,这并不意味着用户在命令行只能使用9个参数，借助shift命令可以访问多于9个的参数。 

　　Shift命令一次移动参数的个数由其所带的参数指定。例如当shell程序处理完前九个命令行参数后，可以使用shift 9命令把$10移到$1。 

　　在熟悉了shift命令后，我们一起看看，Bsh程序中非常有用的for循环语句，这种循环同上面说的while和until循环不同，for语句中的循环是否执行并不由某个条件的真和假来决定，决定for循环是否继续的条件是参数表中是否还有未处理的参数。 

For语句的结构如下： 

for variable in arg1 arg2 … argn 
do 
    command 
    command 
    … … 
done 

下面是for循环的简单例子: 

for LETTER in a b c d 
do 
     echo $LETTER 
done 

程序执行结果如下： 

a 
b 
c 
d 

在上面计算参数和的例子中，我们可以用for循环，实现如下： 

#测试 for 程序(x_for.sh) 

if [ $# -eq 0 ] 
then 
　　　echo "Usage:x_for.sh 参数… …" 
　　　exit 1 
fi 
sum=0 
for I in $* 
do 
　　　sum=`expr $sum + $I` 
done 
echo "sum is: $sum" 

中断循环指令 

　　在程序循环语句中，我们有时候希望遇到某中情况时候结束本次循环执行下次循环或结束这个循环，这就涉及到两条语句:continue和break。continue命令可使程序忽略其后循环体中的其他指令，直接进行下次循环，而break命令则立刻结束循环，执行循环体后面的的语句。 

#测试continue 
I=1 
while [ $I -lt 10 ] 
do 
　　if [ $I -eq 3 ] 
　　then 
　　　　continue 
　　fi 
　　if [ $I -eq 7 ] 
　　then 
　　　　break 
　　fi 
　　echo "$I\c" 
done 

执行上面程序，结果如下： 

12456789 

与或结构 

使用与/或结构有条件的执行命令 

　　Shell程序中可以使用多种不同的方法完成相同的功能，例如until和while语句就可以完成相同的功能，同样，除了if-then-else结构可以使命令有条件的执行外，$$和||操作符也能完成上述功能。在C语言中这两个操作符分别表示逻辑与和逻辑或操作。在Bourne Shell中，用&&连接两条命令的含义只有前面一条命令成功执行了，后面的命令才会执行。 

　　&&操作的形式为: 

　　　　command && command 

　　例如语句: 

　　　　rm $TEMPDIR/* && echo "Files successfully removed" 

　　只有rm命令成功执行以后，才会执行echo命令。若用if-then语句实现上述功能，形式为: 

　　　　if rm $TEMPDIR/* 
　　　　then 
　　　　　　echo "Files successfully removed" 
　　　　fi 
　　相反，用||连接两条命令的含义为只有第一条命令执行失败才执行第二条命令，例如: 

　　　　rm $TEMPDIR/* || echo "File were not removed" 

　　上面语句的等价形式为: 

　　　　if rm $TEMPDIR/* 
　　　　then 
　　　　　　: 
　　　　else 
　　　　　　echo "Files were not removed" 
　　　　fi 
　　这两种操作符可以联合使用，如在下面的命令行中，只有command1和command2执行成功后，command3才会执行: 

　　　　command1 && command2 && command3 

　　下面的命令行表示只有command1成功执行，command2不成功执行时，才会执行command3。 

　　&&和||操作符可以简化命令条件执行的格式，但一般只用于一条命令的条件执行。如果许多命令都使用这两个操作符，那么整个程序的可读性将变的很差，所以在多条命令的条件执行时，最好采用可读性好的if语句。 

函数 

　　现在我们介绍Shell程序中的函数部分，基本上任何高级语言都支持函数这个东西，能让我们胜好多事情的东西，至少省的频繁的敲击相同的东西，好了come on 

Shell程序中的函数 

　　函数又叫做子程序，可以在程序中的任何地方被调用，其格式如下: 

　　函数名字() 
　　{ 
　　　　command 
　　　　... ... 
　　　　command; 
　　} 

　　Shell程序的任何地方都可以用命令 "函数名字"　调用，使用函数的好处有两点，一点是使用函数可以把一个复杂的程序化为多个模块，易于管理,符合结构化程序的设计思想，另一个好处是代码的重用。 

　　Shell函数和Shel程序比较相似，它们的区别在于Shell程序在子Shell中运行，而Shell函数在当前Shell中运行。因此，在当前Shell中可以看到Shell函数对变量的修改。在任何Shell中都可以定义函数，包括交互式Shell。 

　　例如: 

　　　　$dir() {ls -l;} 

　　　　结果是我们在$后面打dir,其显示结果同ls -l的作用是相同的。该dir函数将一直保留到用户从系统退出，或执行了如下所示的unset命令： 
　　　　$unset dir 
　　　　下面的例子说明了函数还可以接受位置参数: 

　　　　$dir(){_ 
　　　　>echo "permission 　　　ln owner　　　group 　　　file sz last access 
　　　　>ls -l $*; 
　　　　>} 

　　　　运行 dir a* 看产生什么结果 

　　　　参数a*传递到dir函数中并且代替了$* 

　　　　通常Shell程序将在子Shell中执行，该程序对变量的改变只在子Shell中有效而在当前Shell中无效。"."命令可以使Shell程序在当前Shell中执行。用户可以在当前Shell中定义函数和对变量赋值。通常用下面命令来重新初使化.profile对Shell环境的设置。 
　　　　$ . .profile 
　　由于看到这部分相对简单，我们还是顺便说说trap好了 

使用trap命令进行例外处理 

　　用户编写程序在程序运行时可能会发生一些例外情况，比如执行该程序的用户按中断键或使用kill命令，或者控制终端突然与系统断开等。unix系统中的上述情况会使系统向进程发一个信号，通常情况下该信号使进程终止运行。有时侯用户希望进程在接到终止信号时进行一些特殊的操作。若进程在运行时产生一些临时文件，又因接受到的信号而终止。那么该进程产生的临时文件将保留下来。在bsh中，用户可以使用trap命令修改进程接收到终止信号时进行的默认操作。 
　　trap命令格式如下: 

　　　　　trap command_string signals 


多数系统中共有15种发给进程的信号，默认情况下大多数信号都会使程序终止。用户最好查阅自己系统的文挡，看看本系统内使用的信号种类。除了信号为9(真正的kill信号)不能使用trap命令外，其他信号所带来的操作都可以用trap命令进行指定。下面是trap命令中经常使用的几种信号: 

　　　　信号　　　功能 
　　　　 
　　　　 1 　 　　挂起 
　　　　 2　　　　操作中断 
　　　　 15　　　 软终止(kill信号) 

　　若命令串中包含不只一条命令，必须使用引号将整个命令括起来，具体是单引号还是双引号，由用户是否需要变量替换决定。" "替换，' '不替换。 

　　使用下面trap命令可以使程序在接收到挂起、中断或kill信号时，首先把临时文件删除，然后退出: 

　　　　trap "rm $TEMPDIR/* $$;exit" 1 2 15 

　　在上面例子中，当Shell读取trap命令时，首先对$TEMPDIR和$$进行变量替换，替换之后的命令串将被保存在trap表中，若上例中trap命令使用单引号时，trap命令执行时候，不进行变量替换，而把命令串　rm $TEMPDIR/* $$;exit　放到trap表中，当检测到信号时，程序解释执行trap表中的命令串，此时进行变量替换。前面变量$TEMPDIR和$$的值为执行trap指令时候的值，后一种情况中变量的值为程序接收到信号时候的值，所以 "、'一定要区分仔细。 

　　下面命令的含义为用户按二次中断键后，程序才终止: 

　　　　trap 'trap 2' 2 

　　一般trap命令中的命令串中几乎都包含exit语句，上面rm的例子若无exit语句，接收到信号rm命令执行完后程序将挂起。但有时用户也需要程序在接到信号后挂起，例如当终端和系统断开后，用户发出挂起信号，并执行空命令,如下: 

　　　　trap : 1 

　　若用户想取消前trap指令设置的命令串，可以再执行trap命令，在命令中不指定命令串表示接收到信号后进行默认的操作，命令如下: 
　　　　trap 1 

规范Shell 

获取UNIX类型的选项: 

　　unix有一个优点就是标准UNIX命令在执行时都具有相同的命令行格式: 

　　command -options parameters 

　　如果在执行Shell程序也采用上述格式，Bourne Shell中提供了一条获取和处理命令行选项的语句，即getopts语句。该语句的格式为: 

　　getopts option_string variable 

　　其中option_string中包含一个有效的单字符选项。若getopts命令在命令行中发现了连字符，那么它将用连字符后面的字符同option_string相比较。若有匹配，则把变量variable的值设为该选项。若无匹配，则variable设为?。当getopts发现连字符后面没有字符，会返回一个非零的状态值。Shell程序中可以利用getopts的返回值建立一个循环。 

　　下面代码说明了date命令中怎么使用getopts命令处理各种选项，该程序除了完成unix的标准命令date的功能外，还增加了许多新的选项。 
　　#新date程序 
　　if [ $# -lt 1 ] 
　　then 
　　　　date 
　　else 
　　　　while getopts mdyDHMSTJjwahr OPTION 
　　　　do 
　　　　　　case $OPTION 
　　　　　　in 
　　　　　　　　m)date '+%m';; 
　　　　　　　　d)date '+%d';; 
　　　　　　　　y)date '+%y';; 
　　　　　　　　D)date '+%D';; 
　　　　　　　　H0date '+%H';; 
　　　　　　　　M)date '+%M';; 
　　　　　　　　S)date '+%S';; 
　　　　　　　　T)date '+%T';; 
　　　　　　　　j)date '+%j';; 
　　　　　　　　J)date '+%y%j';; 
　　　　　　　　w)date '+%w';; 
　　　　　　　　a)date '+%a';; 
　　　　　　　　h)date '+%h';; 
　　　　　　　　r)date '+%r';; 
　　　　　　　　\?)echo "无效的选项!$OPTION";; 
　　　　　　esac 
　　　　done 
　　fi 

有时侯选项中还带一个值，getopts命令同样也支持这一功能。这时需要在option_string中选项字母后加一个冒号。当getopts命令发现冒号后，会从命令行该选项后读取该值。若该值存在，那么将被存在一个特殊的变量OPTARG中。如果该值不存在，getopts命令将在OPTARG中存放一个问号，并且在标准错误输出上显示一条消息。 

　　下面的例子，实现拷贝一个文件，并给文件赋一个新的名字。-c选项指定程序拷贝的次数，-v选项要求显示新创建文件的文件名。 

　　#--拷贝程序 

　　COPIES=1 
　　VERBOSE=N 
　　while getopts vc:OPTION 
　　do 
　　　　case $OPTION 
　　　　in 
　　　　　　c)COPIES=$OPTARG;; 
　　　　　　v)VERBOSE=Y;; 
　　　　　　\?)echo "无效参数!" 
　　　　　　　 exit 1;; 
　　　　esac 
　　done 
　　if [ $OPTIND -gt $# ] 
　　then 
　　　　echo "No file name specified" 
　　 　 exit 2 
　　fi 
　　shift 'expr $OPTIND - 1' 
　　FILE=$1 
　　COPY=0 
　　while [ $COPIES -gt $COPY ] 
　　do 
　　　　COPY='expr $COPY + 1' 
　　　　cp $FILE $ {FILE} $ {COPY} 
　　　　if [ VERBOSE = Y } 
　　　　then 
　　　　　　echo ${FILE} $ {COPY} 
　　　　fi 
　　done 

规范Shell: 

　　我们知道环境变量PS1是提示符,看下面程序chdir: 
　　if [ ! -d "$!" ] 
　　then 
　　　　echo "$1 is not a directory" 
　　　　exit 1 
　　fi 
　　cd $1 
　　PS1="'pwd'>" 
　　export PS1 

　　我们执行: 

　　 　$chdir /usr/ice666 

　　结果提示符号变成/usr/ice666>了吗？没有，为什么? 

　　原因在于:chdir在子Shell中执行，变量PS1的修改在当前Shell中也不会起作用，若要chdir完成意想中的功能，必须在当前Shell中执行该命令。最好的方法就是把其改成一个函数并且在.profile文件中定义。但若要把函数放到单个文件中并在当前Shell中执行，则需要使用 . 命令，并将chdir重写成一个函数，把其中的exit改写成return。下面代码是 .ice_ps的内容: 

　　#--提示符 
　　chdir() 
　　{ 
　　if [ !-d "$1" ] 
　　then 
　　　　echo " $1 is not a directory" 
　　　　return 
　　fi 
　　cd $1 
　　PS1="'pwd'>" 
　　export PS1; 
　　} 

　　然后我们在.profile文件中加入下面语句 

　　.ice_ps 

　　然后在切换目录的时候，我们用chdir命令，结果是什么呢，自己实验好了! 　 
调试Shell程序 

1>调试shell程序 

　　用户刚编写完Shell程序中，不可避免的会有错误，这时我们可以利用Bsh中提供的跟踪选项，该选项会显示刚刚执行的命令及参数。用户可以通过set命令打开-x选项或在启动Shell使用-x选项将Shell设置成跟踪模式。例如有下面代码ice_tx: 

　　if [ $# -eq 0 ] 
　　then 
　　　　echo "usage:sumints integer list" 
　　　　exit 1 
　　fi 
　　sum=0 
　　until [ $# -eq 0 ] 
　　do 
　　　　sum='expr $sum + $1' 
　　　　shift 
　　done 
　　echo $sum 

　　我们用跟踪模式运行: 

　　$sh -x ice_tx 2 3 4 
　　结果显示: 
　　+[ 3 -eq 0 ] 
　　+sum=0 
　　+[ 3 -eq 0 ] 
　　+expr 0+2 
　　+sum=2 
　　+shift 
　　+[ 2 -eq 0 ] 
　　+expr 2+3 
　　+sum=5 
　　+shift 
　　+[ 1 -eq 0 ] 
　　+expr 5+4 
　　+sum=9 
　　+[ 0 -eq 0 ] 
　　+echo 9 
　　9 

　　从上面可以看出，跟踪模式下Shell显示执行的每一条命令以及该命令使用的变量替换后的参数值。一些控制字如if、then、until等没显示。 

2>命令分组 

　　Shell中若干命令可以组成一个单元一起执行。为了标识一组命令，这些命令必须放到"()"或"{}"中。放在"()"中的命令将在子Shell中运行，而放在"{}"中的命令将在当前Shell中运行。子Shell中运行的命令不影响当前Shell的变量。当前Shell中运行的命令影响当前Shell的变量。 
　$NUMBER=2 
　　$(A=2;B=2;NUMBER='expr $A+$B';echo $NUMBER) 
　　结果为:4 
　　$echo $NUMBER 
　　结果为:2 
　　如果把上面的()变成{}，结果会是怎么样的呢？ 

3>使用Shell分层管理器shl 

　　UNIX是一个多道程序设计的操作系统，一些UNIX系统利用这一特性提供了Shell层次管理器shl。使用shl用户一次可以打开多个层次的Shell，其中活跃的Shell可以从终端上获得输入。但所有Shell的输出都可在终端上显示，除非显示被禁止。 

　　多个Shell中有一个为shl,当用户在某个Shell中工作时，可以通过使用特殊字符(一般为Ctrl+z)返回shl。为了同其他Shell区别，shl中提示符为">>>"。当用户工作在Shell层次管理器中时，可以创建、激活和删除Shell，下面是shl中使用的命令。 

　　create name　　　　产生名为name的层次 
　　delete name　　　　删除名为name的层次 
　　block name　　　　 禁止名为name的层次的输出 
　　unblock name　　　 恢复名为name的层次的输出 
　　resume name　　　　激活名为name的层次 
　　toggle　　　　　　 激活近来经常使用的层次 
　　name　　　　　　　 激活名为name的层次 

　　layers [-l] name　 对于表中的每个层次，显示其正在运行的进程的进程号，-l选项要求显示详细信息。 

　　help 　　　　　　　显示shl命令的帮助信息 
　　quit　　　　　　　 退出shl以及所有被激活的层次 

总结 

　　在前面我们主要介绍了sh的变量、基本语法、程序设计等。如果掌握了这些内容，在学习其他UNIX下编程语言的时候，相信有一定的好处，我们说了，在大多数的UNIX中都提供Bourn Shell，而且很少有象sh这样强大的脚本编辑语言了，是系统管理员和程序员的一笔财富，并且不需要额外的软件环境，对文件等处理借助unix命令，实现起来比c实现还要简单。