# 第一章 為什么使用shell編程 > 沒有任何一種程序設計語言是完美的，甚至沒有一個最好的語言。只有在特定環境下適合的語言。 > > —— Herbert Mayer 無論你是否打算真正編寫shell腳本，只要你想要在一定程度上熟悉系統管理，了解掌握shell腳本的相關知識都是非常有必要的。例如Linux系統在啟動的時候會執行`/etc/rc.d`目錄下的shell腳本來恢復系統配置和準備服務。詳細了解這些啟動腳本對分析系統行為大有益處，何況，你很有可能會去修改它們呢。 編寫shell腳本并不困難，shell腳本由許多小的部分組成，而其中只有數量相當少的與shell本身特性，操作和選項[^1]有關的部分才需要去學習。Shell語法非常簡單樸素，很像是在命令行中調用和連接工具，你只需遵循很少一部分的"規則"就可以了。大部分短小的腳本通常在第一次就可以正常工作，即使是一個稍長一些的腳本，調試起來也十分簡單。 > 在個人計算機發展的早期，BASIC語言讓計算機專業人士能夠在早期的微機上編寫程序。幾十年后，Bash腳本可以讓所有僅對Linux或UNIX系統有初步了解的用戶在現代計算機上做同樣的事。 > > 我們現在已經可以做出一些又小又快的單板機，比如[樹莓派](http://www.raspberrypi.org/)。Bash腳本提供了一種發掘這些有趣設備潛力的方式。 使用shell腳本構建一個復雜應用原型（prototype），不失為是一種雖有缺陷但非常快速的方式。在項目開發初期，使用腳本實現部分功能往往顯得十分有用。在使用C/C++，Java，Perl或Python編寫最終代碼前，可以使用shell腳本測試，修補應用結構，提前發現重大缺陷。 Shell腳本與經典的UINX哲學相似，將復雜的任務劃分為簡單的子任務，將組件與工具連接起來。許多人認為比起新一代功能強大、高度集成的語言，例如Perl，shell腳本至少是一種在美學上更加令人愉悅的解決問題的方式，Perl試圖做到面面俱到，但你必須強迫自己改變思維方式適應它。 Herbert Mayer曾說：“有用的語言需要數組、指針以及構建數據結構的通用機制”。如果依據這些標準，那shell腳本距“有用”還差得很遠，甚至是“無用”的。 ### 什么時候不應該使用shell腳本 - 資源密集型的任務，尤其是對速度有要求（如排序、散列、遞歸[^2]等） - 需要做大量的數學運算，例如浮點數運算，高精度運算或者復數運算（使用C++或FORTRAN代替） - 有跨平臺需求（使用C或者Java代替） - 必須使用結構化編程的復雜應用（如變量類型檢查、函數原型等） - 影響系統全局的關鍵性任務 - 對安全性有高要求，需要保證系統的完整性以及阻止入侵、破解、惡意破壞 - 項目包含有連鎖依賴關系的組件 - 需要大量的文件操作（Bash只能訪問連續的文件，并且是以一種非常笨拙且低效的逐行訪問的方式進行的） - 需要使用多維數組 - 需要使用如鏈表、樹等數據結構 - 需要產生或操作圖像和圖形用戶接口（GUI） - 需要直接訪問系統硬件或外部設備 - 需要使用端口或套接字輸入輸出端口（Socket I/O） - 需要使用庫或舊程序的接口 - 私有或閉源的項目（Shell腳本直接將源代碼公開，所有人都可以看到） 如果你的應用滿足上述任意一條，你可以考慮使用更加強大的腳本語言，如Perl，Tcl，Python，Ruby等，或考慮使用編譯型語言，如C，C++或Java等。即使如此，在開發階段使用shell腳本建立應用原型也是十分有用的。 我們接下來將使用Bash。Bash是"Bourne-Again shell"的首字母縮略詞[^3]，Bash來源于Stephen Bourne開發的Bourne shell（sh）。如今Bash已成為了大部分UNIX衍生版中shell腳本事實上的標準。本書所涉及的大部分概念在其他shell中也是適用的，例如Korn Shell，Bash從它當中繼承了一部分的特性[^4]；又如C Shell及其變體（需要注意的是，1993年10月Tom Christiansen在[Usenet帖子](http://www.faqs.org/faqs/unix-faq/shell/csh-whynot/)中指出，因C Shell內部固有的問題，不推薦使用C Shell編程） 接下來的部分將是一些編寫shell腳本的指導。這些指導很大程度上依賴于實例來闡述shell的特性。本書所有的例子都能夠正常工作，并在盡可能的范圍內進行過測試，其中的一部分已經運用在實際生產生活中。讀者們可以使用這些在存檔中的例子（文件名為`scriptname.sh`或`scriptname.bash`）[^5]，賦予它們可執行權限（`chmod u+rx scriptname`），然后執行它們看看會發生什么。如果[存檔](http://bash.deta.in/abs-guide-latest.tar.bz2)不可用，讀者朋友也可以從本書的HTML或者PDF版本中復制粘貼代碼出來。需要注意的是，在部分例子中使用了一些暫時還未被解釋的特性，這需要讀者暫時跳過它們。 除特別說明，本書所有例子均由[本書作者](mailto:thegrendel.abs@gmail.com)編寫。 > His countenance was bold and bashed not. > > —— Edmund Spenser [^1]: 這些操作和選項被稱為內建命令（builtin），是shell的內部特征。 [^2]: 雖然遞歸可以在shell腳本中實現，但是它的效率很低且實現起來很復雜、不具有美感。 [^3]: 首字母縮略詞是由每一個單詞的首字母拼接而成的易讀的代替短語。這不是一個好習慣，通常會引起一些不必要的麻煩。 [^4]: ksh88中的許多特性，甚至一些ksh93的特性都被合并到Bash中了。 [^5]: 按照慣例，用戶編寫的Bourne shell腳本應該在文件名后加上`.sh`的擴展名。而那些系統腳本，比如在`/etc/rc.d`中的腳本通常不遵循這種規范。