Unix系列shell程序编写(中)

3>在Shell中使用数据变量 

　　用户可以在Shell中使用数据变量，例如ba.sh程序: 

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

　　该程序中要备份的目录为一常量，即该程序只能用来备份一个目录。若在该程序中使用变量，则会使其更通用: 

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

　 　通过这一改变，用户可以使用程序备份变量$workdir指定的目录。例如我们要备份/home/www的内容，只要运行 ba.sh /home/www即可实现。(若不明白 $1，下面将详细介绍shell参数的传递，$1代表本sh程序-ba.sh的第一个参数) 

　　4>在Shell程序中加上注释 

　　为了增加程序的可读性，我们提倡加入注释。在Shell程序中注释将以"#"号开始。当Shell解释到"#"时，会认为从"#"号起一直到该行行尾为注释。 

　　5>对Shell变量进行算术运算 

　　高级语言中变量是具有类型的，即变量将被限制为某一数据类型，如整数或字符类型。Shell变量通常按字符进行存储，为了对Shell变量进行算术运算，必须使用expr命令。 

　　expr命令将把一个算术表达式作为参数，通常形式如下: 

　　　　expr [数字] [操作符] [数字] 

　　由于Shell是按字符形式存储变量的，所以用户必须保证参加算术运算的操作数必须为数值。下面是有效的算术操作符: 

　　　　+　　　两个整数相加 
　　　　-　　　第一个数减去第二个数 
　　　　*　　　两整数相乘 
　　　　/　　　第一个整数除以第二个整数 
　　　　%　　　两整数相除，取余数 
　　例如: 
　　　　$expr 2 + 1 
　 　　 结果显示：3 
　　　　$expr 5 - 3 
　 　　 结果显示：2 

若expr的一个参数是变量，那么在表达式计算之前用变量值替换变量名。 
　　　　$int=3 
　　　　$expr $int + 4 
　　　　结果显示:7 
　　用户不能单纯使用"*"做乘法,若输入: 
　　　　$expr 4*5 
　　系统将会报错，因为Shell看到"*"将会首先进行文件名替换。正确形式为: 
　　　　$expr 4 \* 5 
　 　　 结果显示:20 
　　多个算术表达式可以组合在一起，例如: 
　　　　$expr 5 + 7 / 3 
　　　　结果显示:7 
　　运算次序是先乘除后加减，若要改变运算次序，必须使用"`"号,如: 
　　　　$int=`expr 5 + 7` 
　　　　$expr $int/3 
　　 　 结果显示:4 
　　　　或者： 
　　　　$expr `expr 5+7`/3 
　　　　结果显示:4 

　　6>向Shell程序传递参数 

　　一个程序可以使用两种方法获得输入数据。一是执行时使用参数。另一种方法是交互式地获得数据。vi编辑程序可以通过交互式的方法获得数据，而ls和expr则从参数中取得数据。以上两种方法Shell程序都可以使用。在"交互式读入数据"一节中将介绍Shell程序通过交互式的方法获得参数。 

　　通过命令行给Shell程序传递参数可以扩大程序的用途。以前面提到的ba.sh程序为例: 
　　$cat >re.sh 
　　cd $workdir 
　　cpio -i < /dev/fd0 
　　^d 

　　程序re.sh恢复了ba.sh程序备份的所有文件。若只从软盘上恢复一个指定的文件，可以用该文件名作为参数，传递给Shell程序re.sh: 

　　程序改写如下: 
　　$cat >re2.sh 
　　cd $workdir 
　　cpio -i $1 < /dev/fd0 
　　^d 

　　用户可以指定要恢复的文件，例如fname 

　　$re2.sh fname 

此时文件fname作为第一个位置参数传递给re2.sh,re2.sh的缺点是要恢复两个或多个文件要重复运行，我们可以用$*变量传递不确定的参数给程序: 

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

　　我们就可以恢复多个文件，例如fname1,fname2,fname3 
　　$re3.sh fname1 fname2 fname3 
　　(以上程序re.sh,re2.sh,re3.sh，假设用户已经chmod了可执行权利) 

　　因为没有赋值的变量可以作为NULL看待，所以若是程序re3.sh在执行时候没赋予参数，那么一个空值将被插入到cpio命令中。该命令将恢复所有保存的文件。 

条件判断语句 

　　条件判断语句是程序设计语言中十分重要的语句，该语句的含义是当某一条件满足时，执行指定的一组命令。 

1>if - then语句 

　　格式: if command1 
　　　　　then 
　　　　　　　command2 
　　　　　　　command3 
　　　　　fi　　　　　　---(if 语句结束) 
　　　　　　　command4 

　 　每个程序或命令执行结束后都有一个返回的状态，用户可以用Shell变量$?获得这一状态。if语句检查前面命令执行的返回状态，若该命令成功执行，那 么在then和fi之间的命令都将被执行。在上面的命令序列中，command1和command4总要执行。若command1成功执行, command2和command3也将执行。 

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

　　该程序在备份资料后，删除档案，但当cpio命令不能成功执行时，rm命令还是把资料删除了，我们可不希望这样，为了避免此情况，可以用if - then语句: 
　　　　#--卸载和判断删除程序 

　　　　cd $1 
　　　　if ls -a | cpio > /dev/mnt0 
　　　　then 
　　　　　　rm * 
　　　　fi 
　　上面程序在cpio执行成功后才删除档案 

同时，若执行没有成功，我们希望得到提示，sh中的echo命令可以向用户显示消息，并显示后换行，上面程序可以写成: 
　　 　 #--卸载和判断删除程序 
　　　　cd $1 
　　　　if ls -a | cpio > /dev/mnt0 
　　　　then 
　　　　　　echo "正删除文件资料... ..." 
　　　　　　rm * 
　　　　fi 

　　echo命令可以使用一些特殊的逃逸字符进行格式化输出，下面是这些字符及其含义: 

　　　　\b　　Backspace 
　　　　\c　　显示后不换行 
　　　　\f　　在终端上屏幕的开始处显示 
　　　　\n　　换行 
　　　　\r　　回车 
　　　　\t　　制表符 
　　　　\v　　垂直制表符 
　　　　\　　 反斜框 
　　　　\0nnn 用1,2或3位8进制整数表示一个ASCII码字符 

2>if - then - else语句 

　　不用多说它的作用，别的高级语言中都有，格式为: 
　　if command1 
　　then 
　　　　command2 
　　　　command3 
　　else 
　　　　command4 
　　　　command5 
　　fi 

　　在此结构中，command1中是先执行，当command1成功执行时，将执行command2和command3，否则执行command4和command5 

　　注意看下面程序: 
　　　　#备份程序 
　　　　cd $1 
　　　　if ls -a |cpio -o > /dev/mnt0 
　　　　then 
　　　　　　echo "删除源资料... ..." 
　　　　　　rm * 
　　　　else 
　　　　　　echo "磁带备份失败!" 
　　　　fi 

3>test命令进行条件测试 

　 　if语句可以通过测试命令执行的返回状态来控制命令的执行，若要测试其他条件，在bsh中可以使用test命令。该命令检测某一条件，当条件为真时返回 0，否则返回非0值。test命令可以使Shell程序中的if语句象其他程序语言中的条件判断语句一样，具有很强的功能。 

　　test命令的使用方法为: 
　　　　test condition 
　　可测试的条件分为4类: 
　　1)测试两个字符串之间的关系。 
　　2)测试两个整数之间关系。 
　　3)测试文件是否存在或是否具有某种状态或属性。 
　　4)测试多个条件的与(and)或(or)组合。 

1、条件语句>>test语句 

1>测试字符串间的关系 

　　bsh把所有的命令行和变量都看作字符串。一些命令如expr和test可以把字符当作数字进行操作。 

　　同样任何数字也可以作为字符串进行操作。 

　　用户可以比较两个字符串相等或不等，也可以测试一个串是否赋了值。有关串的操作符如下: 
　　　　str1 = str2　　　　　　当两个串有相同内容、长度时为真 
　　　　str1 != str2　　　　　 当串str1和str2不等时为真 
　　　　-n str1　　　　　　　  当串的长度大于0时为真(串非空) 
　　　　-z str1　　　　　　　  当串的长度为0时为真(空串) 
　　　　str1　　　　　　　　   当串str1为非空时为真 

　　不但Shell程序可以使用test进行条件判断，test命令也可以独立执行，如: 

　　　　$str1=abcd 
　　　　$test $str1 = abcd 
　　　　$echo $? 
　　　　结果显示:0 

与上例中第一行赋值语句中的等号不同，test命令中的等号两边必须要有空格。本例test命令共有3个参数。注意两个串相等必须是长度和内容都相等。 

　　　　$str1="abcd " 
　　　　$test "$str1" = abcd 
　　　　$echo $? 
　　　　结果显示:1 

　　上面str1包含5个字符，其中最后一个为空格符。而test命令中的另一个串只有4个字符，所以两串不等，test返回1。 

　　不带任何操作符和使用-n操作符测试一个串结果是一样的，例如: 

　　　　$str1=abce 
　　　　$test $str1 
　　　　$echo $? 
　　　　结果显示:0　　　　 
　　　　$test -n $str1 
　　　　$echo $? 
　　　　结果显示:0 

　　但是，上面两条命令也有一点差别，反映出了使用test命令潜在的问题，请看下例: 

　　　　$str1="　　　" 
　　　　$test $str1 
　　　　$echo $? 
　　　　结果显示:1 
　　　　$test -n "$str1" 
　　　　$echo $? 
　　　　结果显示:0 
　　　　$test -n $str1 
　　　　结果显示:test:argument expected 

　 　上例中，第一次测试为假因为Shell在执行命令行之前首先要进行变量替换，即把$str1换成空格，然后shell又将命令行上的空格删除，故 test命令测试到的为空串。而在第二次测试中，变量替换后空格位于括号内，故不会被删除，test测试到的是一个包含空格的串，在第三次测试中， shell把空格删除，只把-n传个test命令，所以显示参数错。 

2>测试两个整数之间关系 

　　test命令与expr命令一样，也可以把字符转变成整数，然后对其操作。test命令对两个数进行比较，使用的操作符如下: 

　　　　int1 -eq int2　　　　两数相等为真 
　　　　int1 -ne int2　　　　两数不等为真 
　　　　int1 -gt int2　　　　int1大于int2为真 
　　　　int1 -ge int2　　　　int1大于等于int2为真 
　　　　int1 -lt int2　　　　int1小于int2为真 
　　　　int1 -le int2　　　　int1小于等于int2为真 

　　下面的例子反映了字符串比较与数字比较的不同: 

　　　　$str1=1234 
　　　　$str2=01234 
　　　　$test $str1 = $str2 
　　　　$echo $? 
　　　　结果显示:1 
　　　　$test $str1 -eq $str2 
　　　　$echo $? 
　　　　结果显示:0 

3>有关文件的测试 

　　使用test进行的第三类测试是测试文件的状态，用户可以测试文件是否存在，是否可写以及其他文件属性。下面是文件测试时使用的选项。注意只有文件存在时，才有可能为真。 

　　-r file　　　　　用户可读为真 
　　-w file　　　　　用户可写为真 
　　-x file　　　　　用户可执行为真 
　　-f file　　　　　文件为正规文件为真 
　　-d file　　　　　文件为目录为真 
　　-c file　　　　　文件为字符特殊文件为真 
　　-b file　　　　　文件为块特殊文件为真 
　　-s file　　　　　文件大小非0时为真 
　　-t file　　　　　当文件描述符(默认为1)指定的设备为终端时为真 
4>复杂的条件测试(and 、or 、not) 
　　-a 　 　　　　　 与 
　　-o　　　　　　　 或 
　　!　　　　　　　　非 
　　就是组合条件了，任何高级语言中都有的(NOT 、AND 、OR)，例如: 
　　　　$test -r em.null -a -s em.null 
　　　　$echo $? 
　　　　结果显示:1 
　　　　说明了em.null并不是可读并且非空的文件 

5>另一种执行test的方法 

　　bsh中还有另一种执行test命令的方法，就是把测试条件放到一对[ ]中，例如: 
　　　　$int1=4 
　　　　$[ $int1 -gt 2 ] 
　　　　$echo $? 
　　　　结果显示:0 

要注意在[ 的后面和 ]符号的前面要有一个空格。 
　　下面我们用test命令写个简单但比较完善的程序: 

　　　　#-- 备份程序 
　　 
　　　　#-- 检查参数 
　　　　if [ $# -ne 1 ] 
　　　　then 

　　　　　　echo "请在程序名后面指出要备份文件所在目录!" 
　　　　　　exit 1 
　　　　fi 
　　　　#-- 检查目录名是否有效 
　　　　if [ !-d "$1" ] 
　　　　then 
　　　　　　echo "$1 不是一个目录!" 
　　　　　　exit 2 
　　　　fi 
　　　　cd $1 
　　　　ls -a | cpio -o >/dev/mnt0 
　　　　if [ $? -eq 0 ] 
　　　　then 
　　　　　　rm * 
　　　　else 
　　　　　　echo "cpio执行不成功!备份失败..." 
　　　　　　exit 3 
　　　　fi 

6>空命令 

　　在Bsh中用 : 代表空命令，就是充个数，什么都不做 

7>嵌套if语句和elif结构 

　　检查条件1 
　　A:当条件1为真，则执行一部分操作 
　　B:若条件1为假，检查条件2 
　　　　1)若条件2为真，执行另外一部分操作 
　　　　2)若条件2为假，检查条件3 
　　　　3)若条件3为真，执行其他一部分操作 
　　语法如下: 
　　　　if command 
　　　　then 
　　　　　　command 
　　　　else 
　　　　　　if command 
　　　　　　then 
　　　　　　　　command 
　　　　　　else 
　　　　　　　　if command 
　　　　　　　　then 
　　　　　　　　　　command 
　　　　　　　　fi 
　　　　　　fi 
　　　　fi 

8>elif语句 

　　嵌套if语句有时会给用户带来混乱，特别是什么时候fi语句很难判断。因此Bourne Shell又提供了elif语句。elif是else-if的缩写，它表示是if语句的继续。格式为: 

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

　　上面介绍的嵌套if语句和elif语句完成相同的功能，用户可以根据自己的喜好选择一种使用。 

9>case语句 

　　前面说的elif语句替代if-then-else语句，但有时在编程时还会遇到对同一变量进行多次的测试，该情况可以用多个elif语句实现,但还有一种更简单的方法就是用case语句。 

　　case语句不但取代了多个elif和then语句，还可以用变量值对多个模式进行匹配，当某个模式与变量值匹配后，其后的一系列命令将被执行，下面是case语句使用的语句。 

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

　　case语句只执行其中的一组命令，当变量值与多个模式相匹配时，只有第一个匹配的模式对应的命令被执行。";;"表示该模式对应的命令部分程序。 

　　通过学习下面的read语句，我们们再举例子说明case语句的用法。 

10>read语句 

　　Shell程序不但可以通过命令行参数得到输入数据，还可以使用read命令提示用户输入数据，其语法格式为： 

　　read var1 var2... ...varn 

当Bsh 遇到一个read语句时，在标准输入文件中读取数据直到一个换行符。此时Shell在解释输入行时，不进行文件名或变量的替换，只是简单地删除多余的空 格。然后Shell将输入行的第一个字的内容给变量1,第二个给变量2,直到所有变量都赋上值或是输入行为空。若输入行中字的个数超过变量个数， Shell将把输入行中剩余的所有字的内容都赋给最后一个变量。当变量个数多于输入行字的个数时候，多于的变量将赋一个空值。输入行的每一个字是由空格分 隔的一个字母和数字组成的字符串。 

　　$read var1 var2 var3 
　　 　输入:Hello my friend 
　　 
　　$echo $var1 $var2 $var3 
　　　 结果显示:Hello my friend 
　　$echo $var2 
　　　 结果显示:my 

下面用个read和case的例子结束本部分的学习: 

　　#--交互式备份，恢复程序 
　　echo "输入要备份文件所在目录:\c" 
　　read WORKDIR 
　　if [ !-d $WORKDIR ] 
　　then 
　　　　echo "Sorry,$WORKDIR is not a directory" 
　　　　exit 1 
　　fi 
　　cd $WORKDIR 
　　echo "输入选择:" 
　　echo _ 
　　echo "1.恢复到 $WORKDIR" 
　　echo "2.备份 $WORKDIR" 
　　echo "0.退出" 
　　echo 
　　echo "\c" 
　　read CHOICE 
　　case "$CHOICE" in 
　　　1)echo "恢复中... ..." 
　　　　cpio -i < /dev/mnt0;; 
　　　2)echo "备份中... ..." 
　　　　ls | cpio -o > /dev/mnt0;; 
　　　0)exit 1 
　　　*)exit 1 
　　esac 
　　if [ $? -ne 0 ] 
　　then 
　　　echo "程序运行中出现错误!" 
　　else 
　　　echo "操作成功!" 
fi 　 
　 
　　在上面代码中，"*"定义了其他模式下不匹配时的默认操作。 

循环语句 

　　前面介绍的程序和所学的语句都是从头到尾成一条主线下来，或是成分支结构，在日常管理UNIX的过程中，经常要重复的做一些操作，处理批量的问题，这就涉及到了循环结构，同高级语言相似，UNIX的Shell也提供了强大的循环处理语句。 

　　Bsh语言中有三种循环语句-while循环、until循环、for循环，下面通过具体的例子分别介绍这三种结构。 

While循环 

　　在while循环语句中，当某一条件为真时，执行指定的命令。语句的结构如下： 

while command 
do 
　　command 
　　command 
　　… … 
done 

示例代码如下： 

#测试while循环小程序 

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" 

程序的执行结果如下: 
1 
4 
9 
16 
THE WHILE IS END 

　　在上述程序中，当变量x_t的值小于5的时候，执行while循环中的语句。在第五次循环时， [ $x_t-lt5]命令返回非零值，于是程序执行done后面的代码。 
现在利用while循环，可以改进我们早些时候用的备份数据的例子，当用户指定的目录备份完毕后，使用while循环使程序执行一次可以备份多个用户指定的目录。代码如下： 

echo "欢迎使用备份小程序" 

　　ANS=Y 
　　while [ $ANS = Y -o $ANS = y ] 
　　do 
　　　　echo _ 
　　　　#读目录名 
　　　　echo "输入要备份的目录名：\c" 
　　　　read DIR 
　　　　if [ ! -d $DIR ] 
　　　　then 
　　　　　　　　echo "$DIR不是一个目录!" 
　　　　　　　　exit 1 
　　　　fi 
　　　　cd $DIR 
　　　　echo "请选择:" 
　　　　echo _ 
　　　　echo "1 恢复数据到 $DIR" 
　　　　echo "2 备份$DIR的数据" 
　　　　echo 
　　　　echo "请选择:\c" 
　　　　read CHOICE 
　　　　case "$CHOICE" in 
　　　　　　　1) echo "恢复中… …" 
　　　　　　　　cpio -i 　　　　　　　2) echo "备份中… …" 
　　　　　　　　cpio -o >/dev/rmt0;; 
　　　　　　　*) echo "选择无效" 
　　　　esac 
　　　　if [ $? -ne 0 ] 
　　　　then 
　　　　　　　echo "cpio执行过程中出现问题" 
　　　　　　　exit 2 
　　　　fi 
　　　　echo "继续别的目录吗？(Y/y)\c" 
　　　　read ANS 
　　done 

　 　在程序开始，我们给变量ANS符值为Y,根据whlie的判断条件，程序进入while循环，执行do-done中的语句，每次循环都要求用户输入 ANS的值用来判断是否进行下次重复执行do-done中的语句。如果用户输入的条件不满足while语句条件，循环结束，程序执行done后面的语句。  

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