linux程序设计——shell程序设计（第二章）

这篇是shell的命令与命令的执行，文章中的命令在这里下载命令命令的执行，上一篇是shell中的变量，条件判断，控制结构和函数，上上篇介绍了什么是shell，管道和重定向，作为程序设计语言的shell。

2.6.5    命令

在shell脚本程序内部可以执行两类命令。一类是可以在命令提示符中执行的"普通"命令，也成为外部命令，一类是"内置"命令，也成为内部命令。内置命令是在shell内部实现的，它们不能作为外部程序被调用。然后，大多数的内部命令同时也提供了独立运行的程序版本，这是POSIX规范的一部分。

1.break命令

在控制条件未满足之前，跳出for,while或者until循环。默认情况下，break只跳出一层循环。

2.:命令

冒号:命令是一个空命令，它偶尔会被用于简化条件逻辑，相当于true的一个别名。由于它是内置命令，所以运行的比true快，但它的输出可读性较差。例如可以使用while :实现一个无限循环，代替更常见的while true。

3.continue命令

这个命令使for、while或until循环跳到下一次循环继续执行，循环变量取循环列表中的下一个值。

4..命令

点.命令用于当前shell中执行命令：
../shell_script
通常，当一个脚本执行一条外部命令或脚本程序时，它会创建一个新的环境（一个子shell），命令将在这个新环境中执行，在命令执行完毕后，这个环境将被丢弃，留下退出码返回给父shell。但外部的source命令和点命令（这两个命令是同义词）在执行脚本程序中列出的命令时，使用的是调用该脚本程序的同一个shell。
因为在默认情况下，shell脚本程序会在一个新创建的环境中执行，所以脚本程序对环境变量所作的任何修改都会丢失。而点命令允许执行的脚本程序改变当前环境。如果要把一个脚本当做“包裹器”来为后续执行的一些其他命令设置环境时，这个命令通常就很有用。
在shell脚本程序中，点命令的作用有点类似与C或者C++中的#include指令，它在当前上下文中执行命令，可以使用它将变量和函数定义结合进脚本程序。

5.echo命令

虽然，X/Open建议在现在shell中使用printf命令，但是还是经常使用echo命令来输出结尾带有换行符的字符串。
一个常见的问题是如何去掉换行符，linux常用的解决方式为：echo -n "string to output"

6.eval命令

eval命令允许对参数进行求值，它是shell的内置命令，通常不会以单独命令的形式存在。
foo=10
x=foo
y=‘$‘$x
echo $y
foo=10
x=foo
eval y=‘$‘$x
echo $y
前一个结果输出$foo，后一个结果输出10。eval命令有点像额外的$，它给出一个变量的值的值。
有点类似指针？ $类似于*，取出地址所指向的内容。

7.exec命令

exec命令有两种不同的用法，它的典型用法是将当前shell替换为一个不同的程序。例如：
exec wall "Thanks for all the fish"
脚本中的这个命令会用wall命令替换当前的shell，脚本程序中exec命令后面的代码都不会执行，因为执行这个脚本的shell已经不存在了。

8.exit n命令

exit命令使脚本程序以退出码n结束运行。如果在任何一个交互式shell的命令提示符中使用这个命令，它会使退出系统。如果允许脚本程序退出时不指定一个退出状态，那么该脚本中最后一条被执行命令的状态将被用作返回值。在脚本程序中提供一个退出码总是一个良好的习惯。
在shell脚本编程中，退出码0表示成功。
下面是一个简单的例子，如果当前目录下存在一个名为.profile的文件，它返回0表示成功，返回1表示失败：
#!/bin/sh
if [ -f *.profile ]
then
    exit 0
fi
exit 1
如果追求更简洁的版本，则为：
[ -f *.profile ] && exit 0 || exit 1

9.export命令

export命令将作为它参数的变量导出到子shell中，并使之在子shell中有效。在默认情况下，在一个shell中被创建的变量在这个shell调用的下级shell中是不可用的。export命令把自己的参数创建为一个环境变量，而这个环境变量可以被当前程序调用的其他脚本和程序看见。从更技术的角度来说，被导出的变量构成从该shell衍生的任何子进程的环境变量。
一旦一个变量被shell导出，它就可以被该shell调用的任何脚本使用，也可以被后续依次调用的任何shell使用。

10.expr命令

expr命令将它的参数当作一个表达式来求值。它最常见的用法就是进行简单数学运算：
x=`expr $x + 1`(注意，这个命令貌似不能得到相应的结果，使用$()可以达到目的，后来发现反引号是Tab上面的键，不是单引号）
反引号`‘字符使x取值为命令expr $x + 1的执行结果。也可以使用语法$()替换反引号‘‘，如下所示：
x=$(expr $x + 1)
表达式求值                    说明
expr1 | expr2                如果expr1非零，则等于expr1，否则等于expr2
expr1 & expr2                只要有一个表达式为零，则等于零，否则等于expr1
在较新的脚本程序中，expr命令通常被替换为更有效的$((...))语法。

11.printf命令

只有新版本的shell才提供printf命令，X/Open规范建议我们应该用它来代替echo命令，以产生格式化的输出。
printf "%s\n" hello
printf "%s %d\t%s" "hi There" 15 people

12.return命令

return命令的作用是使函数返回。return命令有一个数值参数，这个参数在调用该函数的脚本程序里被看做是该函数的返回值。如果没有指定参数，return命令默认返回最后一条命令的退出码。

13.set命令

set命令的作用是为shell设置参数变量。许多命令的输出结果是以空格分隔的值，如果需要使用输出结果中的某个域，这个命令就非常有用。
假设想在一个shell脚本中使用当前月份的名字。系统本身提供了一个date命令，它的输出结果中包含了字符串形式的月份名称，但是需要把它与其他区域分隔开。可以将set命令和$(...)结构相结合起来执行date命令，并且返回想要的结果。date命令的输出把月份字符串作为它的第二个参数：
#!/bin/sh
echo the date is $(date)
set $(date)
echo the month is $2
exit 0
这个程序把date命令的输出设置为参数列表，然后通过位置参数$2获得月份。
通过这个例子可以看到date命令怎样提取位置参数，由于date命令的输出受本地语言的影响较大，应该使用date +%B命令来提取月份名字。
可以通过set命令和它的参数来控制shell的执行方式，其中最常用的命令格式是set -x，它让一个脚本程序跟踪现实它当前执行的命令。

14.shift命令

shift命令把所有参数变量左移一个位置，使$2变成$1，$3变成$2，以此类推。原来$1的值将被丢弃，而$0保持不变。如果调用shift命令时指定了一个数值参数，则表示所有的参数将左移指定的次数。$*,$@和$#等其他变量也将根据参数变量的安排而作相应的变动。

15.trap命令

trap命令用于指定在接受到信号后将要采取的行动，trap命令的一种常见的用户是在脚本程序被中断时完成清理工作。历史上，shell总是用数字来代表信号，但新的脚本程序应该使用信号的名字，它们定义在头文件signal.h中，使用信号名时需要省略SIG前缀。可以在命令提示符下输入命令trap -l来查看信号编号及其关联的名称。
trap命令有两个参数，第一个参数是接收到指定信号时将要采取的行动，第二个参数是要处理的信号名。
trap command signal
脚本程序通常是从上到下的顺序解释执行的，因此必须在要保护的那部分代码之前指定trap命令。
信号是指那些被异步发送到一个程序的事件，在默认情况下，它们通常会终止一个程序的运行。
如果要重置某个信号的处理方式到其默认值，只需要将command设置为-。如果要忽略某个信号，就把command设置为空字符串‘‘。一个不带参数的trap命令将列出当前设置的信号以及其行动的清单。
信号                说明
HUP(1)            挂起，通常因终端掉线或用户退出而引发
INT(2)            中断，通常因按下Ctrl+C组合键而引发
QUIT(3)            退出，通常因按下Ctrl+\组合健而引发
ABRT(6)            终止，通常因某些严重的执行错误而引发
ALRM(14)        报警，通常用来处理超时
TERM(15)        中之，通常在系统关机时发送

16.unset命令

unset命令的作用是从环境中删除变量或函数，这个命令不能删除shell本身定义的只读变量（如IFS）

17.另外两个有用的命令和正则表达式

这两个命令虽然不是shell的一部分，但是在shell程序时经常用到。同时介绍正则表达式，一种出现在所有linux以及与之相关联程序中的模式匹配特征。
find命令
find命令用于搜索文件。
find / -name test -print
这个命令从根目录开始查找文件名为test的文件，并且输出该文件的完整路径。
然后，这个命令的执行需要花费很长时间，并且网络上的Windows机器的硬盘也会高速转动。这是因为linux机器挂载了一大块Windows机器的文件系统，看起来似乎是Windows文件系统也被搜索了，尽管我们知道要查找的文件应该在Linux机器上。
这就是第一个选项发挥作用的时候了，如果指定-mount选项，就可以告诉find命令不要搜索挂载的其他文件系统目录。这样搜索速度会更快。
find命令的完整语法格式如下所示：
find [path] [options] [tests] [actions]
path部分：既可以使用绝对路径，如/bin，也可以使用相对路径，如.。如果需要，也可以指定多个路径，如find /var /home。
find命令有许多选项可用，如：
选项                        含义
-depth                    在查看目录本身之前先搜索目录的内容
-follow                    跟随符号链接
-maxdepths N            最多搜索N层目录
-mount(或-xdev)            不搜索其他文件系统中的目录
测试                        含义
-type c                    文件的类型为c，最常见的是d（目录）和f（普通文件）
操作符                    含义
!                        -not测试取反
-a                        -and两个测试都必须为真
-o                        -or两个测试有一个必须为真
在当前目录下搜索比文件test28更晚的文件：
$ find . -newer test28 -print
可以发现结果中还包含了当前目录，如果只想要普通文件，则增加一个额外的测试-type f
$ find . -newer test28 -type f -print
可以组合条件搜索，查找当前目录包含_的文件或者比test28更晚的文件
$ find . \( -newer test28 -o -name "*_*" \) -type f -print
由于圆括号对shell有特殊的含义，因此必须使用反斜线来引用圆括号。
grep命令
这个名字代表的是通用正则表达式解析器（General Regular Expresssion Parser，简写为grep),使用grep命令在文件中搜索字符串。一种常见的用法是在使用find命令时，将grep作为传递给-exec的一条命令。
grep命令使用一个选项，一个要匹配的模式和要搜索的文件，它的语法如下所示：
grep [options] pattern [files]
如果没有提供文件名，则grep命令将搜索标准输入。
选项                含义
-c                输出匹配行的数目，而不是输出匹配的行
-E                启用扩展表达式
-h                取消每个输出行的普通前缀，即匹配查询模式的文件名
-i                忽略大小写
-l                只列出包含匹配行的文件名，而不输出真正的匹配行
-v                对匹配模式取反，即搜索不匹配行而不是匹配行
例如：
$ grep in test1
显示test1中包含in的行
$ grep -c in test1 test2 test3
显示test1,test2,test3中包含in的行数
$ grep -c -v in test1 test2
显示test1,test2中不包含in的行数
正则表达式
正则表达式中最常用的特殊字符如下所示：
字符            含义
^            指向一行的开头
$            指向一行的结尾
.            任意单个字符
[]            方括号内包含一个字符范围，其中任何一个字符都可以被匹配，例如a~e，或
            在字符范围前面加上^表示使用反向字符范围。
在方括号中还可以使用一些有用的特殊匹配模式，如下所示：
匹配模式                    含义
[:alnum:]                字母与数字字符
[:alpha:]                字母
[:ascii:]                ASCII字符
[:blank:]                空格或者制表符
[:cntrl:]                ASCII控制字符
[:digit:]                数字
[:graph:]                非控制，非空格字符
[:lower:]                小写字母
[:print:]                可打印字符
[:punct:]                标点符号字符
[:space:]                空白字符
[:upper:]                大写字母
[:xdigit:]                十六进制数字
例如：
$ grep e$ test1
查找test1中以e为结尾的行
$ grep ^e test1 test2
查找显示test1,test2中以e为开头的行
$ grep a[[:blank:]] test1 test2
显示test1,test2中以e为结尾的单词
$ grep th.[[:space:]] test1 test2 test3
显示test1,test2,test3中以th开头的3个字母组成的单词，用字符.来匹配一个额外的字符
$ grep -E [a-z]\{10\} test1 test2 test3
查找显示test1,test2,test3中只有10个字符长的全部由小写字母组成的单词。

2.6.6 命令的执行

编写脚本程序时，需要捕获一条命令的执行结果，并把它用在shell脚本程序中。即执行一条命令，并把命令的输出放到一个变量中。
所有的新脚本程序都应该使用$(...)形式，$(command)的结果就是其中命令的输出。注意，这不是该命令的退出状态，而是它的字符串形式的输出结果。例如：
echo The current directory is $PWD
echo The current users are $(who)
如果要将命令的结果放到一个变量中，可以按照通常的方法来给它赋值，如下所示：
value=$(who)
echo $value
这种把命令的执行结果放到变量中的能力是非常强大的，它使得在脚本程序中使用现有命令并捕获其输出变得很容易。如果需要把一条命令在标准输出上的输出转换为一组参数，并且将它们用做为另一个程序的参数，命令xargs可以完成这个任务。

1.算数扩展

之前介绍expr命令可以处理一些简单的算数命令，但是这个命令执行起来相当慢，因为它需要调用一个新的shell来处理expr命令。
一个更新更好的办法是使用$((...))扩展。把准备求值的表达式括在$((...))中能够更有效地完成简单的算数运算。如下所示:
x=0
while [ "$x" -ne 10 ]
do
    echo $x
    x=$(($x+1))
done
注意，这与x=$(...)命令不同，两对圆括号用于算数替换，而我们之前见到的一对圆括号用于 命令的执行和获取输出。
？？？疑惑的是把x当做字符串处理判断条件，也得到相同的输出( "$x" != 10 )

2.参数扩展

之前介绍过简单的参数赋值和扩展了，如下所示：
foo=fred
echo $foo
？？？疑惑 shell中的赋值，有点指针传递的感觉，foo变量中存储fred的指针，取地址运算符*类似与$，获得变量的内容
如果想编写一个脚本程序，来处理test1和test2两个文件，可能这样写：
for i in 1 2
do
    ./testi
done
在每次循环中，发现./testi not found
问题在于./testi变量无法被替换，为了保护变量名中类似于$i部分的扩展，需要把i放在花括号中，如下所示
.test${i}
这样，每次循环中，变量i的值替换为$(i）,给出正确的文件名，把参数的值替换进了一个字符串。
可以在shell中采用多种参数替换方法，对于多参数处理问题来说，这些方法通常提供了一种精巧的解决方案。
参数扩展            说明
${param:-default}    如果param为空，就把它设置为default的值
#{#param}            给出param的长度
${param%word}        从param的尾部开始删除与word匹配的最小部分，然后返回剩余部分
${param%%word}        从param的尾部开始删除与word匹配的最长部分，然后返回剩余部分
${param#word}        从param的头部开始删除与word匹配的最小部分，然后返回剩余部分
${param##word}        从param的头部开始删除与word匹配的最长部分，然后返回剩余部分
当处理字符串时，这些替换通常是非常有用的，特别是对字符串进行部分删除的最后4个参数扩张方法，在处理文件名和路径时非常有用。