bash(1)

1.bash

发音： baish

编写该外壳程序的家伙名叫波恩(英文中的“忍受”或“出生”之意——译注)，所以这个程序就叫做“Borne Again Shell”(“再次忍受或再次降生外壳程序”——译注)，或一般被称为BASH(bash的英文意为“重击”——译注)。

2.
shell prompt(PS1) 與 Carriage Return(CR) 的關係？

當你成功登錄進一個文字界面之後，大部份情形下，
你會在熒幕上看到一個不斷閃爍的方塊或底線(視不同版本而別)，
我們稱之為*遊標*(cursor)。
遊標的作用就是告訴你接下來你從鍵盤輸入的按鍵所插入的位置，
且每輸入一鍵遊標便向右邊移動一個格子，若連續輸入太多的話，則自動接在下一行輸入。

假如你剛完成登錄還沒輸入任何按鍵之前，你所看到的遊標所在位置的同一行的左邊部份，
我們稱之為*提示符號*(prompt)。
提示符號的格式或因不同系統版本而各有不同，在 Linux 上，只需留意最接近遊標的一個可見的提示符號，通常是如下兩者之一：
$：給一般使用者帳號使用
#：給 root (管理員)帳號使用

事實上，shell prompt 的意思很簡單：
* 是 shell 告訴使用者：您現在可以輸入命令行了。
我們可以說，使用者只有在得到 shell prompt 才能打命令行，
而 cursor 是指示鍵盤在命令行所輸入的位置，使用者每輸入一個鍵，cursor 就往後移動一格，
直到碰到命令行讀進 CR(Carriage Return，由 Enter 鍵產生)字符為止。
CR 的意思也很簡單：
* 是使用者告訴 shell：老兄你可以執行我的命令行了。
嚴格來說：
* 所謂的命令行，就是在 shell prompt 與 CR 字符之間所輸入的文字。
(思考：為何我們這裡堅持使用 CR 字符而不說 Enter 鍵呢？答案在後面的學習中揭曉。)

不同的命令可接受的命令行格式或有不同，一般情況下，一個標準的命令行格式為如下所列：
command-name options argument

若從技術細節來看，shell 會依據 IFS(Internal Field Seperator) 將 command line 所輸入的文字給拆解為"字段"(word)。
然後再針對特殊字符(meta)先作處理，最後再重組整行 command line 。
(注意：請務必理解上兩句話的意思，我們日後的學習中會常回到這裡思考。)

其中的 IFS 是 shell 預設使用的欄位分隔符號，可以由一個及多個如下按鍵組成：
* 空白鍵(White Space)
* 表格鍵(Tab)
* 回車鍵(Enter)

系統可接受的命令名稱(command-name)可以從如下途逕獲得：
* 明確路逕所指定的外部命令
* 命令別名(alias)
* 自定功能(function)
* shell 內建命令(built-in)
* $PATH 之下的外部命令
每一個命令行均必需含用命令名稱，這是不能缺少的。
3.echo 除了 -n options 之外，常用選項還有：
-e ：啟用反斜線控制字符的轉換(參考下表)
-E：關閉反斜線控制字符的轉換(預設如此)
-n ：取消行末之換行符號(與 -e 選項下的 \c 字符同意)

關於 echo 命令所支援的反斜線控制字符如下表：
\a：ALERT / BELL (從系統喇叭送出鈴聲)
\b：BACKSPACE ，也就是向左退格鍵
\c：取消行末之換行符號
\E：ESCAPE，跳脫鍵
\f：FORMFEED，換頁字符
\n：NEWLINE，換行字符
\r：RETURN，回車鍵
\t：TAB，表格跳位鍵
\v：VERTICAL TAB，垂直表格跳位鍵
\n：ASCII 八進位編碼(以 x 開首為十六進位)
\\：反斜線本身
(表格資料來自 O'Reilly 出版社之 Learning the Bash Shell, 2nd Ed.)
4,
command line 的每一個 charactor ，分為如下兩種：
* literal：也就是普通純文字，對 shell 來說沒特殊功能。
* meta：對 shell 來說，具有特定功能的特殊保留字元。
(註一：關於 bash shell 在處理 command line 時的順序說明，
請參考 O'Reilly 出版社之 Learning the Bash Shell, 2nd Edition，第 177 - 180 頁的說明，
尤其是 178 頁的流程圖 Figure 7-1 ... )

Literal 沒甚麼好談的，凡舉 abcd、123456 這些"文字"都是 literal ... (easy？)
但 meta 卻常使我們困惑..... (confused?)
事實上，前兩章我們在 command line 中已碰到兩個機乎每次都會碰到的 meta ：
* IFS：由 或 或 三者之一組成(我們常用 space )。
* CR：由 產生。
IFS 是用來拆解 command line 的每一個詞(word)用的，因為 shell command line 是按詞來處理的。
而 CR 則是用來結束 command line 用的，這也是為何我們敲 命令就會跑的原因。
除了 IFS 與 CR ，常用的 meta 還有：
= ： 設定變量。
$ ： 作變量或運算替換(請不要與 shell prompt 搞混了)。
> ：重導向 stdout。
< ：重導向 stdin。
|：命令管線。
& ：重導向 file descriptor ，或將命令置於背境執行。
( )：將其內的命令置於 nested subshell 執行，或用於運算或命令替換。
{ }：將其內的命令置於 non-named function 中執行，或用在變量替換的界定範圍。
; ：在前一個命令結束時，而忽略其返回值，繼續執行下一個命令。
&& ：在前一個命令結束時，若返回值為 true，繼續執行下一個命令。
|| ：在前一個命令結束時，若返回值為 false，繼續執行下一個命令。
!：執行 history 列表中的命令
....

假如我們需要在 command line 中將這些保留字元的功能關閉的話，就需要 quoting 處理了。
在 bash 中，常用的 quoting 有如下三種方法：
* hard quote：' ' (單引號)，凡在 hard quote 中的所有 meta 均被關閉。
* soft quote： " " (雙引號)，在 soft quoe 中大部份 meta 都會被關閉，但①美元符号②反引号③反斜杠，这3种特殊字符不被忽略。(註二)
* escape ： \ (反斜線)，只有緊接在 escape (跳脫字符)之後的單一 meta 才被關閉。
5.
變量(variable)

所謂的變量，就是利用一個特定的"名稱"(name)來存取一段可以變化的"值"(value)。

*設定(set)*
在 bash 中，你可以用 "=" 來設定或重新定義變量的內容：
name=value
在設定變量的時侯，得遵守如下規則：
* 等號左右兩邊不能使用區隔符號(IFS)，也應避免使用 shell 的保留字元(meta charactor)。
* 變量名稱不能使用 $ 符號。
* 變量名稱的第一個字母不能是數字(number)。
* 變量名稱長度不可超過 256 個字母。
* 變量名稱及變量值之大小寫是有區別的(case sensitive)。
*變量替換(substitution)*
Shell 之所以強大，其中的一個因素是它可以在命令行中對變量作替換(substitution)處理。
在命令行中使用者可以使用 $ 符號加上變量名稱(除了在用 = 號定義變量名稱之外)，
將變量值給替換出來，然後再重新組建命令行。

* export *
嚴格來說，我們在當前 shell 中所定義的變量，均屬於"本地變量"(local variable)，
只有經過 export 命令的"輸出"處理，才能成為環境變量(environment variable)

*取消變量*
要取消一個變量，在 bash 中可使用 unset 命令來處理： unset A
變量一旦經過 unset 取消之後，其結果是將整個變量拿掉，而不僅是取消其變量值。

6.
* 所謂環境變量其實就是那些會傳給子行程的變量。
簡單而言，"遺傳性"就是區分本地變量與環境變量的決定性指標。
然而，從遺傳的角度來看，我們也不難發現環境變量的另一個重要特徵：
* 環境變量只能從父行程到子行程單向繼承。換句話說：在子行程中的環境如何變更，均不會影響父行程的環境。
* 正常來說，當我們執行一個 shell script 時，其實是先產生一個 sub-shell 的子行程，然後 sub-shell 再去產生命令行的子行程。
* 所謂 source 就是讓 script 在當前 shell 內執行、而不是產生一個 sub-shell 來執行。
由於所有執行結果均於當前 shell 內完成，若 script 的環境有所改變，當然也會改變當前環境了﹗
* exec 也是讓 script 在同一個行程上執行，但是原有行程則被結束了。
也就是簡而言之：原有行程會否終止，就是 exec 與 source/fork 的最大差異了。

7.
( ) 將 command group 置於 sub-shell 去執行，也稱 nested sub-shell。
{ } 則是在同一個 shell 內完成，也稱為 non-named command group。
所謂的 function ，就是用一個名字去命名一個 command group ，然後再調用這個名字去執行 command group 。
從 non-named command group 來推斷，大概你也可以猜到我要說的是 { } 了吧.
在 bash 中，function 的定義方式有兩種：第一种比较规范。
function function_name {
command1
command2
command3
....
}

fuction_name () {
command1
command2
command3
....
}

8.
$(( )) 與 $( ) 還有${ } 差在哪？
在 bash shell 中，$( ) 與 ` ` (反引號) 都是用來做命令替換用(command substitution)的。
所謂的命令替換與我們第五章學過的變量替換差不多，都是用來重組命令行：
* 完成引號裡的命令行，然後將其結果替換出來，再重組命令行。

${ } 它其實就是用來作變量替換用的啦。一般情況下，$var 與 ${var} 並沒有啥不一樣。
但是用 ${ } 會比較精確的界定變量名稱的範圍.
為了完整起見，我這裡再用一些例子加以說明 ${ } 的一些特異功能：
假設我們定義了一個變量為：
file=/dir1/dir2/dir3/my.file.txt
我們可以用 ${ } 分別替換獲得不同的值：
${file#*/}：拿掉第一條 / 及其左邊的字串：dir1/dir2/dir3/my.file.txt
${file##*/}：拿掉最後一條 / 及其左邊的字串：my.file.txt
${file#*.}：拿掉第一個 . 及其左邊的字串：file.txt
${file##*.}：拿掉最後一個 . 及其左邊的字串：txt
${file%/*}：拿掉最後條 / 及其右邊的字串：/dir1/dir2/dir3
${file%%/*}：拿掉第一條 / 及其右邊的字串：(空值)
${file%.*}：拿掉最後一個 . 及其右邊的字串：/dir1/dir2/dir3/my.file
${file%%.*}：拿掉第一個 . 及其右邊的字串：/dir1/dir2/dir3/my
記憶的方法為：#在BASH里的基本意思就是“从左边开始扩大到位置参数的个数”，％则反之。
# 是去掉左邊(在鑑盤上 # 在 $ 之左邊)
% 是去掉右邊(在鑑盤上 % 在 $ 之右邊)
單一符號是最小匹配﹔兩個符號是最大匹配。
${file:0:5}：提取最左邊的 5 個字節：/dir1
${file:5:5}：提取第 5 個字節右邊的連續 5 個字節：/dir2

我們也可以對變量值裡的字串作替換：
${file/dir/path}：將第一個 dir 提換為 path：/path1/dir2/dir3/my.file.txt
${file//dir/path}：將全部 dir 提換為 path：/path1/path2/path3/my.file.txt

利用 ${ } 還可針對不同的變數狀態賦值(沒設定、空值、非空值)：
${file-my.file.txt} ：假如 $file 沒有設定，則使用 my.file.txt 作傳回值。(空值及非空值時不作處理)
${file:-my.file.txt} ：假如 $file 沒有設定或為空值，則使用 my.file.txt 作傳回值。 (非空值時不作處理)
${file+my.file.txt} ：假如 $file 設為空值或非空值，均使用 my.file.txt 作傳回值。(沒設定時不作處理)
${file:+my.file.txt} ：若 $file 為非空值，則使用 my.file.txt 作傳回值。 (沒設定及空值時不作處理)
${file=my.file.txt} ：若 $file 沒設定，則使用 my.file.txt 作傳回值，同時將 $file 賦值為 my.file.txt 。 (空值及非空值時不作處理)
${file:=my.file.txt} ：若 $file 沒設定或為空值，則使用 my.file.txt 作傳回值，同時將 $file 賦值為 my.file.txt 。 (非空值時不作處理)
${file?my.file.txt} ：若 $file 沒設定，則將 my.file.txt 輸出至 STDERR。 (空值及非空值時不作處理)
${file:?my.file.txt} ：若 $file 沒設定或為空值，則將 my.file.txt 輸出至 STDERR。 (非空值時不作處理)
還有哦，${#var} 可計算出變量值的長度：
${#file} 可得到 27 ，因為 /dir1/dir2/dir3/my.file.txt 剛好是 27 個字節...

$(( )) 的用途：它是用來作整數運算和测试运算的。
常見的用於 (( )) 的測試符號有如下這些：
<：小於
>：大於
<=：小於或等於
>=：大於或等於
==：等於
!=：不等於
不過，使用 (( )) 作整數測試時，請不要跟 [ ] 的整數測試搞混亂了。

9.$@ 與 $* 差在哪？
$@ 與 $* ：精確來講，兩者只有在 soft quote 中才有差異，否則，都表示"全部參數"( $0 除外)。
舉例來說好了：
若在 command line 上跑 my.sh p1 "p2 p3" p4 的話，
不管是 $@ 還是 $* ，都可得到 p1 p2 p3 p4 就是了。
但是，如果置於 soft quote 中的話：
"$@" 則可得到 "p1" "p2 p3" "p4" 這三個不同的詞段(word)﹔
"$*" 則可得到 "p1 p2 p3 p4" 這一整串單一的詞段。

$# ：它可抓出参数的數量。
$0 就是代表 shell script 名稱(路逕)本身，而 $1 就是其後的第一個參數，如此類推....
須得留意的是 IFS 的作用，也就是，若 IFS 被 quoting 處理後，那麼 positional parameter 也會改變
* $10 不是替換第 10 個參數，而是替換第一個參數($1)然後再補一個 0 於其後﹗
要抓到 ten 的話，有兩種方法：
方法一是使用我們上一章介紹的 ${ } ，也就是用 ${10} 即可。
方法二，就是 shift 了。通俗的說法來說，所謂的 shift 就是取消 positional parameter 中最左邊的參數( $0 不受影響)。
其預設值為 1 ，也就是 shift 或 shift 1 都是取消 $1 ，而原本的 $2 則變成 $1、$3 變成 $2 ...
若 shift 3 則是取消前面三個參數，也就是原本的 $4 將變成 $1 ...所以，shift 9则将原本的${10}变成$1.

特殊Bash变量:
$* 展开为位置参数，从1开始。当扩展发生在双引号时，它展开成一个单独的词，每个参数的值由 IFS 特殊变量的第一个字符分隔。
$@ 展开为位置参数，从1开始。当在双引号里展开时，每个参数展开成独立的词。
$# 把位置参数展开为十进制数字。
$? 展开成最近执行的前台管道程序的退出状态。
$- 一个连字符展开为当前选项标志 内部命令集 或者那些shell自己的集
$_ 下划线变量在shell启动时设置，包含shell的绝对文件名或者作为参数列表被执行的脚本。随后，它展开为前一个命令扩展后的最后一个参数。它同样设 置为每个执行程序的全路径，放在那个命令的输出环境中。当检查邮件时，这个参数保存邮件文件的名字。 $$ 展开成shell的进程ID。
$! 展开成最近在后台（异步）执行的命令的进程ID。
$0 展开成shell或者shell脚本名
10.&& 與 || 差在哪？
&& 與 || 都是用來"組建"多個 command line 用的：
* command1 && command2 ：其意思是 command2 只有在 RV 為 0 (true) 的條件下執行。
* command1 || command2 ：其意思是 command2 只有在 RV 為非 0 (false) 的條件下執行。

Return Value(RV) 的取值為 0-255 之間，由程式(或 script)的作者自行定議：
* 若在 script 裡，用 exit RV 來指定其值，若沒指定，在結束時以最後一道命令之 RV 為值。
* 若在 function 裡，則用 return RV 來代替 exit RV 即可。
Return Value 的作用，是用來判斷行程的退出狀態(exit status)，只有兩種：
* 0 的話為"真"( true )
* 非 0 的話為"假"( false )

請記住：每一個 command 在結束時都會送回 return value 的﹗不管你跑甚麼樣的命令...
然而，有一個命令卻是"專門"用來測試某一條件而送出 return value 以供 true 或 false 的判斷，
它就是 test 命令了﹗
首先，test 的表示式我們稱為 expression ，其命令格式有兩種：用哪一種格式沒所謂，都是一樣的效果。
test expression
or:
[ expression ]
其次，bash 的 test 目前支援的測試對像只有三種：
* string：字串，也就是純文字。
* integer：整數( 0 或正整數，不含負數或小數點)。
* file：文件。
第三，當 expression 測試為"真"時，test 就送回 0 (true) 的 return value ，否則送出非 0 (false)。
同時，test 也允許多重的覆合測試：
* expression1 -a expression2 ：當兩個 exrepssion 都為 true ，才送出 0 ，否則送出非 0 。
* expression1 -o expression2 ：只需其中一個 exrepssion 為 true ，就送出 0 ，只有兩者都為 false 才送出非 0 。
第四，在 command line 中使用 test 時，請別忘記命令行的"重組"特性，
也就是在碰到 meta 時會先處理 meta 再重新組建命令行。
* 假如在 test 中碰到變量替換，用 soft quote 是最保險的﹗

11.> 與 < 差在哪？
我們可用 < 來改變讀進的數據通道(stdin)，使之從指定的檔案讀進。
我們可用 > 來改變送出的數據通道(stdout, stderr)，使之輸出到指定的檔案。

<< 又是啥呢？
這是所謂的 HERE Document ，它可以讓我們輸入一段文本，直到讀到 << 後指定的字串。
cat <
first line here
second line there
third line nowhere
FINISH

>> 是添加内容到输出。

* 2>&1 就是將 stderr 併進 stdout 作輸出
* 1>&2 或 >&2 就是將 stdout 併進 stderr 作輸出

* 在 IO Redirection 中，stdout 與 stderr 的管道會先準備好，才會從 stdin 讀進資料。 如：
$ echo "some text here" > file
$ cat < file
some text here
$ cat < file > file
$ cat < file
cat 命令看到的 file 竟是空的。
在上例中，> file 會先將 file 清空，然後才讀進 < file ，
但這時候檔案已經被清空了，因此就變成讀不進任何資料了...

" | "符號就是 pipe line:
不管在 command line 上你使用了多少個 pipe line ，前後兩個 command 的 I/O 都是彼此連接的﹗
tee 命令是在不影響原本 I/O 的情況下，將 stdout 複製一份到檔案去。
如：cm1 | cm2 | tee file | cm3
在預設上，tee 會改寫目標檔案，若你要改為增加內容的話，那可用 -a 參數達成。

12.你要 if 還是 case 呢？
在 if 判斷式中，else 部份可以不用，但 then 是必需的。
(若 then 後不想跑任何 command ，可用" ： " 這個 null command 代替)。
當然，then 或 else 後面，也可以再使用更進一層的條件判斷式，這在 shell script 設計上很常見。
若有多項條件需要"依序"進行判斷的話，那我們則可使用 elif 這樣的 keyword ：
if comd1; then
comd2
elif comd3; then
comd4
else
comd5
fi

我們常用 case 的判斷式來判斷某一變量在不同的值(通常是 string)時作出不同的處理，

13.for what? while 與 until 差在哪？
for loop 是從一個清單列表中讀進變量值，並"依次"的循環執行 do 到 done 之間的命令行。
for var in one two three four five
do
echo -----------
echo '$var is '$var
echo
done

倘若 for loop 沒有使用 in 這個 keyword 來指定變量值清單的話，其值將從 $@ (或 $* )中繼承：
for var; do
....
done

對於一些"累計變化"的項目(如整數加減)，for 亦能處理：
for ((i=1;i<=10;i++))
do
echo "num is $i"
done

while loop 的原理與 for loop 稍有不同：
它不是逐次處理清單中的變量值，而是取決於 while 後面的命令行之 return value ：
* 若為 ture ，則執行 do 與 done 之間的命令，然後重新判斷 while 後的 return value 。
* 若為 false ，則不再執行 do 與 done 之間的命令而結束循環。

* 與 while 相反，until 是在 return value 為 false 時進入循環，否則結束。

補充兩個與 loop 有關的命令：
* break
* continue
這兩個命令常用在複合式循環裡，也就是在 do ... done 之間又有更進一層的 loop ，
當然，用在單一循環中也未嘗不可啦... ^_^

break 是用來打斷循環，也就是"強迫結束" 循環。
若 break 後面指定一個數值 n 的話，則"從裡向外"打斷第 n 個循環，
預設值為 break 1 ，也就是打斷當前的循環。
在使用 break 時需要注意的是， 它與 return 及 exit 是不同的：
* break 是結束 loop
* return 是結束 function
* exit 是結束 script/shell

而 continue 則與 break 相反：強迫進入下一次循環動作。
若你理解不來的話，那你可簡單的看成：在 continue 到 done 之間的句子略過而返回循環頂端...
與 break 相同的是：continue 後面也可指定一個數值 n ，以決定繼續哪一層(從裡向外計算)的循環，
預設值為 continue 1 ，也就是繼續當前的循環。


多个命令可以放在一行上，其执行情况得依赖于用在命令之间的分隔符。 如果每个命令被一个分号 (;) 所分隔，那么命令会连续的执行下去.
如果每个命令被 && 号分隔，那么这些命令会一直执行下去，如果中间有错误的命令存在，则不再执行后面的命令，没错则执行到完为止.
如果每个命令被双竖线(||)分隔符分隔，如果命令遇到可以成功执行的命令，那么命令停止执行，即使后面还有正确的命令则后面的所有命令都将得不到执行。 假如命令一开始就执行失败，那么就会执行 || 后的下一个命令，直到遇到有可以成功执行的命令为止，假如所有的都失败，则所有这些失败的命令都会被尝试执行一次.