20170729 Shell 脚本编程基础（一）

一、编程基础概念：

• 程序编程风格：
  • 面向过程：以指令为中心，数据服务于指令，适于开发小型程序
  • 面向对象：以数据为中心，指令服务于数据，适于开发大型程序
  • shell程序采用面向过程思想开发，命令解释执行
• 编程语言分类：
  • 低级语言：汇编
  • 高级语言：按照程序执行方式分：
    • 编译执行：C,Java等
    • 解释执行：python,shell等
• 编程逻辑处理方式：
  • 顺序执行
  • 循环执行
  • 选择执行
• 编程语言基本结构：
  • 系统命令组合
  • 数据存储
  • 表达式
  • 语句

二、shell脚本编程基础

• shell脚本的用途：
  • 自动化执行
  • 系统管理、故障排除
  • 创建简单的应用程序
  • 处理文本、文件
• 格式：
  • 首行shebang机制：#! /bin/bash
  • #开头的行表示注释，一般在首行shebang后，使用注释描述与程序相关的基本信息，如程序名、版本号、时间、作者、功能描述、更新内容简述等
• 程序执行前必须为其增加执行权限
• 执行程序，三种方式：
  • 程序绝对路径
  • bash 程序路径
  • 程序名称，此时需要确保程序文件在PATH变量的路径列表中，否则bash找不到程序文件
• 程序调试
  • 检查脚本语法错误 bash -n scriptname
  • 调试执行 bash -x scriptname

三、变量：命名的内存空间

（一）变量类型：数值型、字符型等

• 强类型：定义时必须指定变量类型，不允许隐式类型转换，调用未声明变量会发生错误，如C++,Java
• 弱类型：变量默认均为字符型，自动进行隐式类型转换，无需提前定义可直接调用，如shell,php

（二）变量命名规则：

• 不能使用程序语言的保留字
• 只能使用字母、数字、下划线的组合，并且不能以数字开头
• 能从命名看出变量的意义
• 统一命名规则：驼峰命名法
  • 大驼峰命名：每个单词首字母大写，如StudentName
  • 小驼峰命名：第一个单词首字母小写，其余单词首字母大写，如teacherName

（三）bash变量的种类，根据变量的生效范围分类：

• 本地变量：只对当前shell进程有效
• 局部变量：只在当前shell的某一个代码片段中有效
• 环境变量：对当前shell及其子进程有效
• 位置变量：调用命令行传递的参数
• 特殊变量：系统规定的一些具有特定意义的变量

（四）本地变量：

• 赋值语法：name='value'
• 赋值方式：
  (1) 直接赋值，如name="root"
  (2) 将变量值赋值，如username="$USER"
  (3) 将命令的结果赋值，如date=$(date +%F)，$()可以用一对反向单引号代替``
• 变量弱引用" "，双引号内的变量引用会被替换为变量值
• 变量强引用' '，单引号内的变量引用会保持原样的字符串
• 显示已定义的所有变量：set
• 删除变量：unset name
• 实验：
  1、创建两个shell脚本名称分别为father.sh和son.sh，两个文件内容如下：

<!--father.sh的程序代码-->
#! /bin/bash
#
name="father"
echo "the name in father.sh is $name"
bash son.sh

<!--son.sh的程序代码-->
#! /bin/bash
#
echo "the name in son.sh is $name"

2、执行father.sh脚本，结果如下：

3、根据执行脚本的结果表明，执行son.sh的子进程没有继承到来自父进程的变量name，证明本地变量仅对当前的shell进程有效。

（五）环境变量

• 变量声明、赋值语法：赋值方法与本地变量相同，使用export或declare -x在赋值前声明为环境变量，如export value=10
• 显示所有环境变量：export, declare -x, env, printenv
• bash内建环境变量：PATH, SHELL, USER,UID, HOME, PWD, OLDPWD, HOSTNAME, HISTSIZE等
• 实验：
  1、将上文的father.sh和son.sh脚本文件进行修改，修改后的脚本文件如下：

<!--father.sh的程序代码-->
#! /bin/bash
#
export name="father"
echo "the name in father.sh is $name"
bash son.sh

<!--son.sh的程序代码-->
#! /bin/bash
#
echo "the name in son.sh is $name"

2、执行father.sh脚本，结果如下：

3、根据执行脚本的结果表明，执行son.sh的子进程继承到来自父进程的变量name，证明环境变量对当前的shell进程及其子进程有效。

（六）只读变量

• 变量声明、赋值语法：赋值方法与本地变量相同，使用readonly或declare -r在赋值前声明为只读变量，如readonly pi=3.1415926
• 查看只读变量：readonly -p
• 只读变量定义后不能修改、不能删除，随所在进程的结束而清除

• 实验：

  
  

（七）位置变量和特殊变量

• $1, $2, ...：对应第1、第2个参数
• shift [n]：所有参数向左移动n位，$1至$n抛弃
• $0：命令本身
• $*：传递给脚本的所有参数，全部参数合为一个字符串
• $@：传递给脚本的所有参数，每个参数为独立字符串
• $#：传递给脚本的参数的个数
• set --：清空所有位置变量
• $?：最近命令的退出状态，0代表成功执行，1-255代表出现错误
• 实验：
  实验（一）
  1、编写脚本文件parent.sh，代码如下：

#! /bin/bash
#
echo "the 1st number is $1"
echo "the 2nd number is $2"
echo "the 3rd number is $3"
echo "the 10st number is $10"
echo "the 20st number is $20"
echo "the 35st number is $35"
echo "the 1st number is $1"
echo "the 2nd number is $2"
echo "the 3rd number is $3"
echo "the 10st number is ${10}"
echo "the 20st number is ${20}"
echo "the 35st number is ${35}"

2、执行命令

bash parent.sh `echo {1..100..2}` 

结果如下：

地址变量1.png

3、发现结果不同，这是因为$10表达的意思是地址变量$1的值和字符0，${10}表达的意思是第10个地址变量。使用地址变量时当超出10个时要注意加大括号。

实验（二）
1、编写脚本文件parent.sh，代码如下：

#! /bin/bash
#
echo "the 1st number in parent.sh is $1"
echo "the 2nd number in parent.sh is $2"
echo "the 3rd number in parent.sh is $3"
echo "all of the number in parent.sh is $*"
echo "all of the number in parent.sh is $@"
echo
bash children.sh "$*"
echo 
bash children.sh "$@"

2、编写脚本文件children.sh，代码如下：

# /bin/bash
#
echo "the 1st number in children.sh is $1"
echo "the 2nd number in children.sh is $2"
echo "the 3rd number in children.sh is $3"
echo "all of the number in children.sh is $*"
echo "all of the number in children.sh is $@"

3、执行命令bash parent.sh {1..10}，结果如下

4、从结果发现$*和$@的作用有所不同，当其被双引号括起来后，$*把所有位置变量当做一个字符串整体传给子进程，而$@则是把每个位置变量分别传给子进程。这导致子进程的变量值的输出结果不同。