# 第?31?章?Shell腳本 **目錄** + [1\. Shell的歷史](ch31s01.html) + [2\. Shell如何執行命令](ch31s02.html) + [2.1\. 執行交互式命令](ch31s02.html#id2872017) + [2.2\. 執行腳本](ch31s02.html#id2872211) + [3\. Shell的基本語法](ch31s03.html) + [3.1\. 變量](ch31s03.html#id2872666) + [3.2\. 文件名代換（Globbing）：* ? []](ch31s03.html#id2872839) + [3.3\. 命令代換：`或 $()](ch31s03.html#id2872936) + [3.4\. 算術代換：$(())](ch31s03.html#id2872971) + [3.5\. 轉義字符\](ch31s03.html#id2873001) + [3.6\. 單引號](ch31s03.html#id2873083) + [3.7\. 雙引號](ch31s03.html#id2873112) + [4\. bash啟動腳本](ch31s04.html) + [4.1\. 作為交互登錄Shell啟動，或者使用--login參數啟動](ch31s04.html#id2873231) + [4.2\. 以交互非登錄Shell啟動](ch31s04.html#id2873387) + [4.3\. 非交互啟動](ch31s04.html#id2873571) + [4.4\. 以sh命令啟動](ch31s04.html#id2873616) + [5\. Shell腳本語法](ch31s05.html) + [5.1\. 條件測試：test [](ch31s05.html#id2873722) + [5.2\. if/then/elif/else/fi](ch31s05.html#id2874121) + [5.3\. case/esac](ch31s05.html#id2874366) + [5.4\. for/do/done](ch31s05.html#id2874526) + [5.5\. while/do/done](ch31s05.html#id2874637) + [5.6\. 位置參數和特殊變量](ch31s05.html#id2874685) + [5.7\. 函數](ch31s05.html#id2874943) + [6\. Shell腳本的調試方法](ch31s06.html) ## 1.?Shell的歷史 Shell的作用是解釋執行用戶的命令，用戶輸入一條命令，Shell就解釋執行一條，這種方式稱為交互式（Interactive），Shell還有一種執行命令的方式稱為批處理（Batch），用戶事先寫一個Shell腳本（Script），其中有很多條命令，讓Shell一次把這些命令執行完，而不必一條一條地敲命令。Shell腳本和編程語言很相似，也有變量和流程控制語句，但Shell腳本是解釋執行的，不需要編譯，Shell程序從腳本中一行一行讀取并執行這些命令，相當于一個用戶把腳本中的命令一行一行敲到Shell提示符下執行。 由于歷史原因，UNIX系統上有很多種Shell： 1. `sh`（Bourne Shell）：由Steve Bourne開發，各種UNIX系統都配有`sh`。 2. `csh`（C Shell）：由Bill Joy開發，隨BSD UNIX發布，它的流程控制語句很像C語言，支持很多Bourne Shell所不支持的功能：作業控制，命令歷史，命令行編輯。 3. `ksh`（Korn Shell）：由David Korn開發，向后兼容`sh`的功能，并且添加了`csh`引入的新功能，是目前很多UNIX系統標準配置的Shell，在這些系統上`/bin/sh`往往是指向`/bin/ksh`的符號鏈接。 4. `tcsh`（TENEX C Shell）：是`csh`的增強版本，引入了命令補全等功能，在FreeBSD、Mac OS X等系統上替代了`csh`。 5. `bash`（Bourne Again Shell）：由GNU開發的Shell，主要目標是與POSIX標準保持一致，同時兼顧對`sh`的兼容，`bash`從`csh`和`ksh`借鑒了很多功能，是各種Linux發行版標準配置的Shell，在Linux系統上`/bin/sh`往往是指向`/bin/bash`的符號鏈接<sup>[[38](#ftn.id2871814)]</sup>。雖然如此，`bash`和`sh`還是有很多不同的，一方面，`bash`擴展了一些命令和參數，另一方面，`bash`并不完全和`sh`兼容，有些行為并不一致，所以`bash`需要模擬`sh`的行為：當我們通過`sh`這個程序名啟動`bash`時，`bash`可以假裝自己是`sh`，不認擴展的命令，并且行為與`sh`保持一致。 文件`/etc/shells`給出了系統中所有已知（不一定已安裝）的Shell，除了上面提到的Shell之外還有很多變種。 ``` # /etc/shells: valid login shells /bin/csh /bin/sh /usr/bin/es /usr/bin/ksh /bin/ksh /usr/bin/rc /usr/bin/tcsh /bin/tcsh /usr/bin/esh /bin/dash /bin/bash /bin/rbash /usr/bin/screen ``` 用戶的默認Shell設置在`/etc/passwd`文件中，例如下面這行對用戶mia的設置: ``` mia:L2NOfqdlPrHwE:504:504:Mia Maya:/home/mia:/bin/bash ``` 用戶mia從字符終端登錄或者打開圖形終端窗口時就會自動執行`/bin/bash`。如果要切換到其它Shell，可以在命令行輸入程序名，例如： ``` ~$ sh（在bash提示符下輸入sh命令） $（出現sh的提示符） $（按Ctrl-d或者輸入exit命令） ~$（回到bash提示符） ~$（再次按Ctrl-d或者輸入exit命令會退出登錄或者關閉圖形終端窗口） ``` 本章只介紹`bash`和`sh`的用法和相關語法，不介紹其它Shell。所以下文提到Shell都是指`bash`或`sh`。 * * * <sup>[[38](#id2871814)]</sup> 最新的發行版有一些變化，例如Ubuntu 7.10的`/bin/sh`是指向`/bin/dash`的符號鏈接，`dash`也是一種類似`bash`的Shell。 ``` $ ls /bin/sh /bin/dash -l -rwxr-xr-x 1 root root 79988 2008-03-12 19:22 /bin/dash lrwxrwxrwx 1 root root 4 2008-07-04 05:58 /bin/sh -> dash ``` ## 2.?Shell如何執行命令 ### 2.1.?執行交互式命令 用戶在命令行輸入命令后，一般情況下Shell會`fork`并`exec`該命令，但是Shell的內建命令例外，執行內建命令相當于調用Shell進程中的一個函數，并不創建新的進程。以前學過的`cd`、`alias`、`umask`、`exit`等命令即是內建命令，凡是用`which`命令查不到程序文件所在位置的命令都是內建命令，內建命令沒有單獨的man手冊，要在man手冊中查看內建命令，應該 ``` $ man bash-builtins ``` 本節會介紹很多內建命令，如`export`、`shift`、`if`、`eval`、`[`、`for`、`while`等等。內建命令雖然不創建新的進程，但也會有Exit Status，通常也用0表示成功非零表示失敗，雖然內建命令不創建新的進程，但執行結束后也會有一個狀態碼，也可以用特殊變量`$?`讀出。 #### 習題 1、在完成[第?5?節 “練習：實現簡單的Shell”](ch30s05.html#process.implementshell)時也許有的讀者已經試過了，在自己實現的Shell中不能執行`cd`命令，因為`cd`是一個內建命令，沒有程序文件，不能用`exec`執行。現在請完善該程序，實現`cd`命令的功能，用`chdir(2)`函數可以改變進程的當前工作目錄。 2、思考一下，為什么`cd`命令要實現成內建命令？可不可以實現一個獨立的`cd`程序，例如`/bin/cd`，就像`/bin/ls`一樣？ ### 2.2.?執行腳本 首先編寫一個簡單的腳本，保存為`script.sh`： **例?31.1.?簡單的Shell腳本** ``` #! /bin/sh cd .. ls ``` Shell腳本中用`#`表示注釋，相當于C語言的`//`注釋。但如果`#`位于第一行開頭，并且是`#!`（稱為Shebang）則例外，它表示該腳本使用后面指定的解釋器`/bin/sh`解釋執行。如果把這個腳本文件加上可執行權限然后執行： ``` $ chmod +x script.sh $ ./script.sh ``` Shell會`fork`一個子進程并調用`exec`執行`./script.sh`這個程序，`exec`系統調用應該把子進程的代碼段替換成`./script.sh`程序的代碼段，并從它的`_start`開始執行。然而`script.sh`是個文本文件，根本沒有代碼段和`_start`函數，怎么辦呢？其實`exec`還有另外一種機制，如果要執行的是一個文本文件，并且第一行用Shebang指定了解釋器，則用解釋器程序的代碼段替換當前進程，并且從解釋器的`_start`開始執行，而這個文本文件被當作命令行參數傳給解釋器。因此，執行上述腳本相當于執行程序 ``` $ /bin/sh ./script.sh ``` 以這種方式執行不需要`script.sh`文件具有可執行權限。再舉個例子，比如某個`sed`腳本的文件名是`script`，它的開頭是 ``` #! /bin/sed -f ``` 執行`./script`相當于執行程序 ``` $ /bin/sed -f ./script.sh ``` 以上介紹了兩種執行Shell腳本的方法： ``` $ ./script.sh $ sh ./script.sh ``` 這兩種方法本質上是一樣的，執行上述腳本的步驟為： **圖?31.1.?Shell腳本的執行過程**  1. 交互Shell（`bash`）`fork`/`exec`一個子Shell（`sh`）用于執行腳本，父進程`bash`等待子進程`sh`終止。 2. `sh`讀取腳本中的`cd ..`命令，調用相應的函數執行內建命令，改變當前工作目錄為上一級目錄。 3. `sh`讀取腳本中的`ls`命令，`fork`/`exec`這個程序，列出當前工作目錄下的文件，`sh`等待`ls`終止。 4. `ls`終止后，`sh`繼續執行，讀到腳本文件末尾，`sh`終止。 5. `sh`終止后，`bash`繼續執行，打印提示符等待用戶輸入。 如果將命令行下輸入的命令用()括號括起來，那么也會`fork`出一個子Shell執行小括號中的命令，一行中可以輸入由分號;隔開的多個命令，比如： ``` $ (cd ..;ls -l) ``` 和上面兩種方法執行Shell腳本的效果是相同的，`cd ..`命令改變的是子Shell的`PWD`，而不會影響到交互式Shell。然而命令 ``` $ cd ..;ls -l ``` 則有不同的效果，`cd ..`命令是直接在交互式Shell下執行的，改變交互式Shell的`PWD`，然而這種方式相當于這樣執行Shell腳本： ``` $ source ./script.sh ``` 或者 ``` $ . ./script.sh ``` `source`或者`.`命令是Shell的內建命令，這種方式也不會創建子Shell，而是直接在交互式Shell下逐行執行腳本中的命令。 #### 習題 1、解釋如下命令的執行過程： ``` $ (exit 2) $ echo $? 2 ``` ## 3.?Shell的基本語法 ### 3.1.?變量 按照慣例，Shell變量由全大寫字母加下劃線組成，有兩種類型的Shell變量： 環境變量 在[第?2?節 “環境變量”](ch30s02.html#process.environ)中講過，環境變量可以從父進程傳給子進程，因此Shell進程的環境變量可以從當前Shell進程傳給`fork`出來的子進程。用`printenv`命令可以顯示當前Shell進程的環境變量。 本地變量 只存在于當前Shell進程，用`set`命令可以顯示當前Shell進程中定義的所有變量（包括本地變量和環境變量）和函數。 環境變量是任何進程都有的概念，而本地變量是Shell特有的概念。在Shell中，環境變量和本地變量的定義和用法相似。在Shell中定義或賦值一個變量： ``` $ VARNAME=value ``` 注意等號兩邊都不能有空格，否則會被Shell解釋成命令和命令行參數。 一個變量定義后僅存在于當前Shell進程，它是本地變量，用`export`命令可以把本地變量導出為環境變量，定義和導出環境變量通常可以一步完成： ``` $ export VARNAME=value ``` 也可以分兩步完成： ``` $ VARNAME=value $ export VARNAME ``` 用`unset`命令可以刪除已定義的環境變量或本地變量。 ``` $ unset VARNAME ``` 如果一個變量叫做`VARNAME`，用`${VARNAME}`可以表示它的值，在不引起歧義的情況下也可以用`$VARNAME`表示它的值。通過以下例子比較這兩種表示法的不同： ``` $ echo $SHELL $ echo $SHELLabc $ echo $SHELL abc $ echo ${SHELL}abc ``` 注意，在定義變量時不用$，取變量值時要用$。和C語言不同的是，Shell變量不需要明確定義類型，事實上Shell變量的值都是字符串，比如我們定義`VAR=45`，其實`VAR`的值是字符串`45`而非整數。Shell變量不需要先定義后使用，如果對一個沒有定義的變量取值，則值為空字符串。 ### 3.2.?文件名代換（Globbing）：* ? [] 這些用于匹配的字符稱為通配符（Wildcard），具體如下： **表?31.1.?通配符** | | | | --- | --- | | \* | 匹配0個或多個任意字符 | | ? | 匹配一個任意字符 | | [若干字符] | 匹配方括號中任意一個字符的一次出現 | ``` $ ls /dev/ttyS* $ ls ch0?.doc $ ls ch0[0-2].doc $ ls ch[012][0-9].doc ``` 注意，Globbing所匹配的文件名是由Shell展開的，也就是說在參數還沒傳給程序之前已經展開了，比如上述`ls ch0[012].doc`命令，如果當前目錄下有`ch00.doc`和`ch02.doc`，則傳給`ls`命令的參數實際上是這兩個文件名，而不是一個匹配字符串。 ### 3.3.?命令代換：`或 $() 由反引號括起來的也是一條命令，Shell先執行該命令，然后將輸出結果立刻代換到當前命令行中。例如定義一個變量存放`date`命令的輸出： ``` $ DATE=`date` $ echo $DATE ``` 命令代換也可以用`$()`表示： ``` $ DATE=$(date) ``` ### 3.4.?算術代換：$(()) 用于算術計算，`$(())`中的Shell變量取值將轉換成整數，例如： ``` $ VAR=45 $ echo $(($VAR+3)) ``` `$(())`中只能用+-*/和()運算符，并且只能做整數運算。 ### 3.5.?轉義字符\ 和C語言類似，\在Shell中被用作轉義字符，用于去除緊跟其后的單個字符的特殊意義（回車除外），換句話說，緊跟其后的字符取字面值。例如： ``` $ echo $SHELL /bin/bash $ echo \$SHELL $SHELL $ echo \\ \ ``` 比如創建一個文件名為“$ $”的文件可以這樣： ``` $ touch \$\ \$ ``` 還有一個字符雖然不具有特殊含義，但是要用它做文件名也很麻煩，就是-號。如果要創建一個文件名以-號開頭的文件，這樣是不行的： ``` $ touch -hello touch: invalid option -- h Try `touch --help' for more information. ``` 即使加上\轉義也還是報錯： ``` $ touch \-hello touch: invalid option -- h Try `touch --help' for more information. ``` 因為各種UNIX命令都把-號開頭的命令行參數當作命令的選項，而不會當作文件名。如果非要處理以-號開頭的文件名，可以有兩種辦法： ``` $ touch ./-hello ``` 或者 ``` $ touch -- -hello ``` \還有一種用法，在\后敲回車表示續行，Shell并不會立刻執行命令，而是把光標移到下一行，給出一個續行提示符&gt;，等待用戶繼續輸入，最后把所有的續行接到一起當作一個命令執行。例如： ``` $ ls \ > -l （ls -l命令的輸出） ``` ### 3.6.?單引號 和C語言不一樣，Shell腳本中的單引號和雙引號一樣都是字符串的界定符（雙引號下一節介紹），而不是字符的界定符。單引號用于保持引號內所有字符的字面值，即使引號內的\和回車也不例外，但是字符串中不能出現單引號。如果引號沒有配對就輸入回車，Shell會給出續行提示符，要求用戶把引號配上對。例如： ``` $ echo '$SHELL' $SHELL $ echo 'ABC\（回車） > DE'（再按一次回車結束命令） ABC\ DE ``` ### 3.7.?雙引號 雙引號用于保持引號內所有字符的字面值（回車也不例外），但以下情況除外： * $加變量名可以取變量的值 * 反引號仍表示命令替換 * \$表示$的字面值 * \`表示`的字面值 * \"表示"的字面值 * \\表示\的字面值 * 除以上情況之外，在其它字符前面的\無特殊含義，只表示字面值 ``` $ echo "$SHELL" /bin/bash $ echo "`date`" Sun Apr 20 11:22:06 CEST 2003 $ echo "I'd say: \"Go for it\"" I'd say: "Go for it" $ echo "\"（回車） >"（再按一次回車結束命令） " $ echo "\\" \ ``` ## 4.?bash啟動腳本 啟動腳本是`bash`啟動時自動執行的腳本。用戶可以把一些環境變量的設置和`alias`、`umask`設置放在啟動腳本中，這樣每次啟動Shell時這些設置都自動生效。思考一下，`bash`在執行啟動腳本時是以`fork`子Shell方式執行的還是以`source`方式執行的？ 啟動bash的方法不同，執行啟動腳本的步驟也不相同，具體可分為以下幾種情況。 ### 4.1.?作為交互登錄Shell啟動，或者使用--login參數啟動 交互Shell是指用戶在提示符下輸命令的Shell而非執行腳本的Shell，登錄Shell就是在輸入用戶名和密碼登錄后得到的Shell，比如從字符終端登錄或者用`telnet`/`ssh`從遠程登錄，但是從圖形界面的窗口管理器登錄之后會顯示桌面而不會產生登錄Shell（也不會執行啟動腳本），在圖形界面下打開終端窗口得到的Shell也不是登錄Shell。 這樣啟動`bash`會自動執行以下腳本： 1. 首先執行`/etc/profile`，系統中每個用戶登錄時都要執行這個腳本，如果系統管理員希望某個設置對所有用戶都生效，可以寫在這個腳本里 2. 然后依次查找當前用戶主目錄的`~/.bash_profile`、`~/.bash_login`和`~/.profile`三個文件，找到第一個存在并且可讀的文件來執行，如果希望某個設置只對當前用戶生效，可以寫在這個腳本里，由于這個腳本在`/etc/profile`之后執行，`/etc/profile`設置的一些環境變量的值在這個腳本中可以修改，也就是說，當前用戶的設置可以覆蓋（Override）系統中全局的設置。`~/.profile`這個啟動腳本是`sh`規定的，`bash`規定首先查找以`~/.bash_`開頭的啟動腳本，如果沒有則執行`~/.profile`，是為了和`sh`保持一致。 3. 順便一提，在退出登錄時會執行`~/.bash_logout`腳本（如果它存在的話）。 ### 4.2.?以交互非登錄Shell啟動 比如在圖形界面下開一個終端窗口，或者在登錄Shell提示符下再輸入`bash`命令，就得到一個交互非登錄的Shell，這種Shell在啟動時自動執行`~/.bashrc`腳本。 為了使登錄Shell也能自動執行`~/.bashrc`，通常在`~/.bash_profile`中調用`~/.bashrc`： ``` if [ -f ~/.bashrc ]; then . ~/.bashrc fi ``` 這幾行的意思是如果`~/.bashrc`文件存在則`source`它。多數Linux發行版在創建帳戶時會自動創建`~/.bash_profile`和`~/.bashrc`腳本，`~/.bash_profile`中通常都有上面這幾行。所以，如果要在啟動腳本中做某些設置，使它在圖形終端窗口和字符終端的Shell中都起作用，最好就是在`~/.bashrc`中設置。 下面做一個實驗，在`~/.bashrc`文件末尾添加一行（如果這個文件不存在就創建它）： ``` export PATH=$PATH:/home/akaedu ``` 然后關掉終端窗口重新打開，或者從字符終端`logout`之后重新登錄，現在主目錄下的程序應該可以直接輸程序名運行而不必輸入路徑了，例如： ``` ~$ a.out ``` 就可以了，而不必 ``` ~$ ./a.out ``` 為什么登錄Shell和非登錄Shell的啟動腳本要區分開呢？最初的設計是這樣考慮的，如果從字符終端或者遠程登錄，那么登錄Shell是該用戶的所有其它進程的父進程，也是其它子Shell的父進程，所以環境變量在登錄Shell的啟動腳本里設置一次就可以自動帶到其它非登錄Shell里，而Shell的本地變量、函數、`alias`等設置沒有辦法帶到子Shell里，需要每次啟動非登錄Shell時設置一遍，所以就需要有非登錄Shell的啟動腳本，所以一般來說在`~/.bash_profile`里設置環境變量，在`~/.bashrc`里設置本地變量、函數、`alias`等。如果你的Linux帶有圖形系統則不能這樣設置，由于從圖形界面的窗口管理器登錄并不會產生登錄Shell，所以環境變量也應該在`~/.bashrc`里設置。 ### 4.3.?非交互啟動 為執行腳本而`fork`出來的子Shell是非交互Shell，啟動時執行的腳本文件由環境變量`BASH_ENV`定義，相當于自動執行以下命令： ``` if [ -n "$BASH_ENV" ]; then . "$BASH_ENV"; fi ``` 如果環境變量`BASH_ENV`的值不是空字符串，則把它的值當作啟動腳本的文件名，`source`這個腳本。 ### 4.4.?以sh命令啟動 如果以`sh`命令啟動`bash`，`bash`將模擬`sh`的行為，以`~/.bash_`開頭的那些啟動腳本就不認了。所以，如果作為交互登錄Shell啟動，或者使用--login參數啟動，則依次執行以下腳本： 1. `/etc/profile` 2. `~/.profile` 如果作為交互Shell啟動，相當于自動執行以下命令： ``` if [ -n "$ENV" ]; then . "$ENV"; fi ``` 如果作為非交互Shell啟動，則不執行任何啟動腳本。通常我們寫的Shell腳本都以`#! /bin/sh`開頭，都屬于這種方式。 ## 5.?Shell腳本語法 ### 5.1.?條件測試：test [ 命令`test`或`[`可以測試一個條件是否成立，如果測試結果為真，則該命令的Exit Status為0，如果測試結果為假，則命令的Exit Status為1（注意與C語言的邏輯表示正好相反）。例如測試兩個數的大小關系： ``` $ VAR=2 $ test $VAR -gt 1 $ echo $? 0 $ test $VAR -gt 3 $ echo $? 1 $ [ $VAR -gt 3 ] $ echo $? 1 ``` _雖然看起來很奇怪，但左方括號`[`確實是一個命令的名字，傳給命令的各參數之間應該用空格隔開_，比如，`$VAR`、`-gt`、`3`、`]`是`[`命令的四個參數，它們之間必須用空格隔開。命令`test`或`[`的參數形式是相同的，只不過`test`命令不需要`]`參數。以`[`命令為例，常見的測試命令如下表所示： **表?31.2.?測試命令** | | | | --- | --- | | `[ -d DIR ]` | 如果`DIR`存在并且是一個目錄則為真 | | `[ -f FILE ]` | 如果`FILE`存在且是一個普通文件則為真 | | `[ -z STRING ]` | 如果`STRING`的長度為零則為真 | | `[ -n STRING ]` | 如果`STRING`的長度非零則為真 | | `[ STRING1 = STRING2 ]` | 如果兩個字符串相同則為真 | | `[ STRING1 != STRING2 ]` | 如果字符串不相同則為真 | | `[ ARG1 OP ARG2 ]` | `ARG1`和`ARG2`應該是整數或者取值為整數的變量，`OP`是`-eq`（等于）`-ne`（不等于）`-lt`（小于）`-le`（小于等于）`-gt`（大于）`-ge`（大于等于）之中的一個 | 和C語言類似，測試條件之間還可以做與、或、非邏輯運算： **表?31.3.?帶與、或、非的測試命令** | | | | --- | --- | | `[ ! EXPR ]` | `EXPR`可以是上表中的任意一種測試條件，!表示邏輯反 | | `[ EXPR1 -a EXPR2 ]` | `EXPR1`和`EXPR2`可以是上表中的任意一種測試條件，`-a`表示邏輯與 | | `[ EXPR1 -o EXPR2 ]` | `EXPR1`和`EXPR2`可以是上表中的任意一種測試條件，`-o`表示邏輯或 | 例如： ``` $ VAR=abc $ [ -d Desktop -a $VAR = 'abc' ] $ echo $? 0 ``` 注意，如果上例中的`$VAR`變量事先沒有定義，則被Shell展開為空字符串，會造成測試條件的語法錯誤（展開為`[ -d Desktop -a = 'abc' ]`），作為一種好的Shell編程習慣，應該總是把變量取值放在雙引號之中（展開為`[ -d Desktop -a "" = 'abc' ]`）： ``` $ unset VAR $ [ -d Desktop -a $VAR = 'abc' ] bash: [: too many arguments $ [ -d Desktop -a "$VAR" = 'abc' ] $ echo $? 1 ``` ### 5.2.?if/then/elif/else/fi 和C語言類似，在Shell中用`if`、`then`、`elif`、`else`、`fi`這幾條命令實現分支控制。這種流程控制語句本質上也是由若干條Shell命令組成的，例如先前講過的 ``` if [ -f ~/.bashrc ]; then . ~/.bashrc fi ``` 其實是三條命令，`if [ -f ~/.bashrc ]`是第一條，`then . ~/.bashrc`是第二條，`fi`是第三條。如果兩條命令寫在同一行則需要用;號隔開，一行只寫一條命令就不需要寫;號了，另外，`then`后面有換行，但這條命令沒寫完，Shell會自動續行，把下一行接在`then`后面當作一條命令處理。和`[`命令一樣，要注意命令和各參數之間必須用空格隔開。`if`命令的參數組成一條子命令，如果該子命令的Exit Status為0（表示真），則執行`then`后面的子命令，如果Exit Status非0（表示假），則執行`elif`、`else`或者`fi`后面的子命令。`if`后面的子命令通常是測試命令，但也可以是其它命令。Shell腳本沒有{}括號，所以用`fi`表示`if`語句塊的結束。見下例： ``` #! /bin/sh if [ -f /bin/bash ] then echo "/bin/bash is a file" else echo "/bin/bash is NOT a file" fi if :; then echo "always true"; fi ``` `:`是一個特殊的命令，稱為空命令，該命令不做任何事，但Exit Status總是真。此外，也可以執行`/bin/true`或`/bin/false`得到真或假的Exit Status。再看一個例子： ``` #! /bin/sh echo "Is it morning? Please answer yes or no." read YES_OR_NO if [ "$YES_OR_NO" = "yes" ]; then echo "Good morning!" elif [ "$YES_OR_NO" = "no" ]; then echo "Good afternoon!" else echo "Sorry, $YES_OR_NO not recognized. Enter yes or no." exit 1 fi exit 0 ``` 上例中的`read`命令的作用是等待用戶輸入一行字符串，將該字符串存到一個Shell變量中。 此外，Shell還提供了&&和||語法，和C語言類似，具有Short-circuit特性，很多Shell腳本喜歡寫成這樣： ``` test "$(whoami)" != 'root' && (echo you are using a non-privileged account; exit 1) ``` &&相當于“if...then...”，而||相當于“if not...then...”。&&和||用于連接兩個命令，而上面講的`-a`和`-o`僅用于在測試表達式中連接兩個測試條件，要注意它們的區別，例如， ``` test "$VAR" -gt 1 -a "$VAR" -lt 3 ``` 和以下寫法是等價的 ``` test "$VAR" -gt 1 && test "$VAR" -lt 3 ``` ### 5.3.?case/esac `case`命令可類比C語言的`switch`/`case`語句，`esac`表示`case`語句塊的結束。C語言的`case`只能匹配整型或字符型常量表達式，而Shell腳本的`case`可以匹配字符串和Wildcard，每個匹配分支可以有若干條命令，末尾必須以;;結束，執行時找到第一個匹配的分支并執行相應的命令，然后直接跳到`esac`之后，不需要像C語言一樣用`break`跳出。 ``` #! /bin/sh echo "Is it morning? Please answer yes or no." read YES_OR_NO case "$YES_OR_NO" in yes|y|Yes|YES) echo "Good Morning!";; [nN]*) echo "Good Afternoon!";; *) echo "Sorry, $YES_OR_NO not recognized. Enter yes or no." exit 1;; esac exit 0 ``` 使用`case`語句的例子可以在系統服務的腳本目錄`/etc/init.d`中找到。這個目錄下的腳本大多具有這種形式（以`/etc/apache2`為例）： ``` case $1 in start) ... ;; stop) ... ;; reload | force-reload) ... ;; restart) ... *) log_success_msg "Usage: /etc/init.d/apache2 {start|stop|restart|reload|force-reload|start-htcacheclean|stop-htcacheclean}" exit 1 ;; esac ``` 啟動`apache2`服務的命令是 ``` $ sudo /etc/init.d/apache2 start ``` `$1`是一個特殊變量，在執行腳本時自動取值為第一個命令行參數，也就是`start`，所以進入`start)`分支執行相關的命令。同理，命令行參數指定為`stop`、`reload`或`restart`可以進入其它分支執行停止服務、重新加載配置文件或重新啟動服務的相關命令。 ### 5.4.?for/do/done Shell腳本的`for`循環結構和C語言很不一樣，它類似于某些編程語言的`foreach`循環。例如： ``` #! /bin/sh for FRUIT in apple banana pear; do echo "I like $FRUIT" done ``` `FRUIT`是一個循環變量，第一次循環`$FRUIT`的取值是`apple`，第二次取值是`banana`，第三次取值是`pear`。再比如，要將當前目錄下的`chap0`、`chap1`、`chap2`等文件名改為`chap0~`、`chap1~`、`chap2~`等（按慣例，末尾有~字符的文件名表示臨時文件），這個命令可以這樣寫： ``` $ for FILENAME in chap?; do mv $FILENAME $FILENAME~; done ``` 也可以這樣寫： ``` $ for FILENAME in `ls chap?`; do mv $FILENAME $FILENAME~; done ``` ### 5.5.?while/do/done `while`的用法和C語言類似。比如一個驗證密碼的腳本： ``` #! /bin/sh echo "Enter password:" read TRY while [ "$TRY" != "secret" ]; do echo "Sorry, try again" read TRY done ``` 下面的例子通過算術運算控制循環的次數： ``` #! /bin/sh COUNTER=1 while [ "$COUNTER" -lt 10 ]; do echo "Here we go again" COUNTER=$(($COUNTER+1)) done ``` Shell還有until循環，類似C語言的do...while循環。本章從略。 #### 習題 1、把上面驗證密碼的程序修改一下，如果用戶輸錯五次密碼就報錯退出。 ### 5.6.?位置參數和特殊變量 有很多特殊變量是被Shell自動賦值的，我們已經遇到了`$?`和`$1`，現在總結一下： **表?31.4.?常用的位置參數和特殊變量** | | | | --- | --- | | `$0` | 相當于C語言`main`函數的`argv[0]` | | `$1`、`$2`... | 這些稱為位置參數（Positional Parameter），相當于C語言`main`函數的`argv[1]`、`argv[2]`... | | `$#` | 相當于C語言`main`函數的`argc - 1`，注意這里的`#`后面不表示注釋 | | `$@` | 表示參數列表`"$1" "$2" ...`，例如可以用在`for`循環中的`in`后面。 | | `$?` | 上一條命令的Exit Status | | `$$` | 當前Shell的進程號 | 位置參數可以用`shift`命令左移。比如`shift 3`表示原來的`$4`現在變成`$1`，原來的`$5`現在變成`$2`等等，原來的`$1`、`$2`、`$3`丟棄，`$0`不移動。不帶參數的`shift`命令相當于`shift 1`。例如： ``` #! /bin/sh echo "The program $0 is now running" echo "The first parameter is $1" echo "The second parameter is $2" echo "The parameter list is $@" shift echo "The first parameter is $1" echo "The second parameter is $2" echo "The parameter list is $@" ``` ### 5.7.?函數 和C語言類似，Shell中也有函數的概念，但是函數定義中沒有返回值也沒有參數列表。例如： ``` #! /bin/sh foo(){ echo "Function foo is called";} echo "-=start=-" foo echo "-=end=-" ``` 注意函數體的左花括號{和后面的命令之間必須有空格或換行，如果將最后一條命令和右花括號`}`寫在同一行，命令末尾必須有;號。 在定義`foo()`函數時并不執行函數體中的命令，就像定義變量一樣，只是給`foo`這個名字一個定義，到后面調用`foo`函數的時候（注意Shell中的函數調用不寫括號）才執行函數體中的命令。Shell腳本中的函數必須先定義后調用，一般把函數定義都寫在腳本的前面，把函數調用和其它命令寫在腳本的最后（類似C語言中的`main`函數，這才是整個腳本實際開始執行命令的地方）。 Shell函數沒有參數列表并不表示不能傳參數，事實上，函數就像是迷你腳本，調用函數時可以傳任意個參數，在函數內同樣是用`$0`、`$1`、`$2`等變量來提取參數，函數中的位置參數相當于函數的局部變量，改變這些變量并不會影響函數外面的`$0`、`$1`、`$2`等變量。函數中可以用`return`命令返回，如果`return`后面跟一個數字則表示函數的Exit Status。 下面這個腳本可以一次創建多個目錄，各目錄名通過命令行參數傳入，腳本逐個測試各目錄是否存在，如果目錄不存在，首先打印信息然后試著創建該目錄。 ``` #! /bin/sh is_directory() { DIR_NAME=$1 if [ ! -d $DIR_NAME ]; then return 1 else return 0 fi } for DIR in "$@"; do if is_directory "$DIR" then : else echo "$DIR doesn't exist. Creating it now..." mkdir $DIR > /dev/null 2>&1 if [ $? -ne 0 ]; then echo "Cannot create directory $DIR" exit 1 fi fi done ``` 注意`is_directory()`返回0表示真返回1表示假。 ## 6.?Shell腳本的調試方法 Shell提供了一些用于調試腳本的選項，如下所示： -n 讀一遍腳本中的命令但不執行，用于檢查腳本中的語法錯誤 -v 一邊執行腳本，一邊將執行過的腳本命令打印到標準錯誤輸出 -x 提供跟蹤執行信息，將執行的每一條命令和結果依次打印出來 使用這些選項有三種方法，一是在命令行提供參數 ``` $ sh -x ./script.sh ``` 二是在腳本開頭提供參數 ``` #! /bin/sh -x ``` 第三種方法是在腳本中用set命令啟用或禁用參數 ``` #! /bin/sh if [ -z "$1" ]; then set -x echo "ERROR: Insufficient Args." exit 1 set +x fi ``` `set -x`和`set +x`分別表示啟用和禁用`-x`參數，這樣可以只對腳本中的某一段進行跟蹤調試。