Linux系统管理与服务器配置-基于CentOS 7（第2版） 课件 第8章Shell编程入门

第8章Shell编程入门Linux系统管理与服务器配置——基于CentOS7目录8.1项目一：第一个Shell程序Helloworld 8.1.1创建Shell程序 8.1.2设置执行权限 8.1.3执行Shell程序 8.2项目二：猜数字游戏程序8.2.1Shell的语法介绍 8.2.2输入/输出内部命令 8.2.3条件测试 8.2.4流程控制语句 8.2.5函数 8.2.6处理参数 8.2.7调试Shell程序 8.3Shell程序设计实例 本章小结8.1项目一：第一个Shell程序HelloworldShell编程的初学者使用guestuser1账号登录系统，在Linux环境下编写第一个Shell程序first，在屏幕上输出“Helloworld”。序号知识点详见章节1创建Shell程序8.1.12设置执行权限8.1.23执行Shell程序8.1.38.1.1创建Shell程序与DOS系统中的批处理文件类似，Linux系统中的脚本文件（Shell程序）是一个文本文件，包含各类Shell命令。通过脚本文件，Shell命令汇集在一起被连续执行。与高级程序设计语言类似，Shell也提供了输入/输出、流程控制等命令。8.1.1创建Shell程序8.1项目中创建Shell程序的步骤：$cd$mkdirbin//在用户工作目录中创建一个保存脚本的子目录bin。$cdbin//切换到bin目录中。$vimfirst//使用vim命令编写名为first的脚本，该脚本程序保存到bin目录中。#!/bin/sh#告诉系统，该文件的代码将用/bin/sh来执行。VAR="Helloworld"#给变量var定义了一个字符串值。echo$VAR#将变量var的值显示输出到终端。8.1.2设置执行权限通常要执行脚本文件，需要为脚本文件设置执行权限。可以使用以下命令完成对first脚本文件权限的设置：$chmodu+xfirst上面的命令只是给文件所有者设置执行权限。如果同组用户或者其他用户也需要执行该脚本文件，可使用以下命令设置权限：$chmoda+xfirst注意：Linux中的脚本文件与DOS或Windows中的批处理程序不同，不能通过扩展名来识别，即不可为脚本文件设置任意扩展名，而必须通过为脚本文件添加执行权限来允许其执行。8.1.3执行Shell程序执行脚本文件的方式有多种，这里介绍两种方法：使用Shell程序执行和直接执行。1．使用Shell程序执行脚本文件是使用文本文件格式保存的，可通过/bin目录中名为sh的程序进行解释执行。以这种方式执行脚本文件时，不需要设置脚本文件的可执行权限。例如，8.1项目中的脚本，可使用以下命令执行：$shfirst这种方式实际上是调用一个新的bash程序，将Shell程序文件名作为参数传递给新的bash程序。使用这种方法的优点是可以利用Shell程序的调试功能。8.1.3执行Shell程序2．直接执行执行脚本文件更常用的方式是直接执行，即在Shell提示符后面输入脚本文件名即可。要用这种方式执行脚本文件，需首先设置该文件的执行权限。例如，执行8.1项目中的脚本，可使用以下命令执行：$./first在Shell提示符后面输入脚本文件名进行执行时，系统将首先在设置的搜索路径中查看指定的文件名，找到就开始执行，若未找到，最后将显示错误提示。如果执行当前目录下的脚本文件，通常使用一个点表示当前目录，如执行当前目录中的脚本文件test，可使用命令：$./test。8.1项目一：第一个Shell程序Helloworld操作过程：$cd$mkdirbin$cdbin$vimfirst#!/bin/shVAR="Helloworld"echo$VAR$chmoda+xfirst$./first8.2项目二：猜数字游戏程序为了更深入的学习Shell编程，在Linux环境下编写一个猜数字的小游戏。游戏规则如下：首先程序随机生成一个60以内的整数，然后等待用户的输入。如果用户输入的是一个整数则转到下一步，否则显示错误提示信息并重新输入。如果用户输入的整数比随机数大，程序提示“Toolarge！”。如果用户输入的整数比随机数小，程序提示“Toosmall！”。如果用户输入的整数与随机数相等，程序提示“Guessed,youareclever!”。8.2项目二：猜数字游戏程序序号知识点详见章节1Shell语法介绍8.2.12输入/输出命令8.2.23条件测试8.2.34流程控制语句——分支/循环8.2.45函数的定义与使用8.2.56命令行参数的处理8.2.67Shell程序调试8.2.78.2.1Shell的语法介绍1．环境变量指与Shell执行的环境相关的一些变量。环境变量在Shell启动时就已定义好，用户也可以重新定义。要查看系统中的各环境变量，可使用set命令。常用的环境变量HOME：登录用户工作目录的完全路径名。

LOGNAME：当前用户名。PATH：用冒号分隔的目录搜索路径。Shell执行命令时，将按PATH变量中给出的顺序搜索这些目录，找到的第一个与命令名称一致的可执行文件将被执行。PSI：系统提示符，系统管理员的提示符为“#”，而普通用户的提示符是“$”。PWD：当前工作目录的绝对路径名，该变量的取值随cd命令的使用而变化。

UID：当前用户的标识符，取值是由数字构成的字符串。8.2.1Shell的语法介绍2．自定义变量户自定义变量的最简单格式如下：变量名=变量值若要定义一个只读变量，则使用以下格式：readonly变量名=变量值只读变量的值在后面的代码中不允许被修改。通过上面方式定义的变量都只是当前Shell的局部变量，因此，不能被在Shell中运行的其他命令或Shell程序访问（该变量只能在当前代码文件中使用）。若要定义全局变量，可使用以下格式：export变量名=变量值全局变量在以后运行的所有命令或程序中都可以被访问。8.2.1Shell的语法介绍3．引用变量在Shell程序中引用环境变量或自定义变量，可使用以下格式:$变量名即在变量名前加上一个“$”符号。在8.2项目中就是用$PRICE、$NUM方式来引用变量进行比较运算的。8.2.1Shell的语法介绍4．预定义变量系统的预定义变量与前面介绍的环境变量相似，也是在Shell启动时就定义好的。与环境变量不同的是，用户不能修改预定义变量，只能引用这些变量。所有预定义变量都是由“$”符号和另个符号组成的，常用的S预定义变量有：$#：位置参数的数量。$*：所有位置参数的内容。$?：命令执行后返回的状态。$$：当前进程的进程号。$!：后台运行的最后一个进程号。$0：当前执行的进程名。8.2.2输入/输出内部命令1．echo使用echo命令可显示Shell程序的执行情况。命令格式：echo参数echo命令将跟随其后的内容显示在终端上。若echo之后的内容是一个字符串，则直接显示这些字符；若echo命令后面的参数中包含变量，则将显示变量的内容，而不是变量名称。2．read使用read命令可接收用户输入的字符串。命令格式：read变量名列表该命令从标准输入中读入一行，分解储层若干部分，分别复制给read命令后面的变量名列表中各对应的变量。8.2.2输入/输出内部命令〖例8.1〗编写一个Shell程序，接收用户输入的用户名和电话号码，然后将这些信息显示在终端上，并保存到contact.txt文件中。8.2.3条件测试1．测试命令的执行结果执行任何Linux命令都可能存在两种状态：正确或错误。若前一条命令正确执行，则返回的状态值为0：若返回值为非0值，则表示执行命令出错。使用预定义变量“$?”可返回命令执行后的状态。在Shell程序中可以根据预定义变量“$?”的值，来判断前一条命令执行是否正确。8.2.3条件测试2．测试文件的状态在Shell程序中，测试某个文件的状态时，通常使用以下格式[测试表达式]注意：在上面的格式中，中括号“[]”与测试表达式之间必须有一个空格来分隔。测试文件状态可使用以下参数。-e文件名：若文件存在，返回真。-r文件名：若文件存在且可读，返回真。-w文件名：若文件存在且可写，返回真。-x文件名：若文件存在且可执行，返回真。-s文件名：若文件存在且至少有一个字符，返回真。-d文件名：若文件存在且是目录，返回真。-f文件名：若文件存在且为普通文件，返回真。-c文件名：若文件存在且为字符型特殊文件，返回真。-b文件名：若文件存在且为块特殊文件，返回真。8.2.3条件测试〖例8.2〗编写测试文件的Shell程序，判断用户输入的文件名是否为目录，若是目录，则输出“Directory!”；若不是目录，则输出“NotDirectory!”。8.2.3条件测试3．测试数据的值在进行数据值判断时，可使用以下参数来测试数据值的状态。-eq：判断是否相等，与高级程序设计语言中的“==”类似。-ne：判断是否不相等，与高级程序设计语言中的“！=”或“<>”类似。-gt：判断是否大于，与高级程序设计语言中的“>”类似。-ge：判断是否大于或等于，与高级程序设计语言中的“>=”类似。-lt：判断是否小于，与高级程序设计语言中的“<”类似。-le：判断是否小于或等于，与高级程序设计语言中的“<=”类似。8.2.3条件测试4．测试字符串在进行字符串判断时，可使用以下参数来判断字符串的状态。=：判断两个字符串是否相等。!=：判断两个字符串是否不等。-z字符串：若字符串长度为0，返回真。-n字符串：若字符串长度不为0，返回真。8.2.3条件测试5．逻辑操作符如果有多个测试条件，还可以使用逻辑操作符来进行连接，逻辑操作符有以下3个。!：逻辑非操作符，对已有逻辑值取反。-a：逻辑与操作符（and），当两个测试条件都成立时，才返回真。-o：逻辑或操作符（or），，只要两个测试条件中有一个条件成立，就返回真。当多个逻辑操作符同时出现在测试条件时，其优先级为“!”最高、“-a”次之、“-o”最低。8.2.4流程控制语句1．if-else条件语句通过if-else条件语句来进行程序的分支流程控制，该语句的一般格式如下：if条件测试命令串then

条件为真时执行的命令else

条件为假时执行的命令fi从以上格式可看出，Shell与其他高级程序设计语言不同，then需要另起一行来书写，若需要与if写在同一行，则需要在“条件测试命令串”右侧添加一个分号（；），以如下形式来使用：8.2.4流程控制语句2．if-elif-else条件语句对于多分支的情况，可以使用if条件语句的嵌套来完成，，该语句的一般格式如下：if条件测试命令串1then

条件1为真时执行的命令elif条件测试命令串2then

条件2为真时执行的命令......elif条件测试命令串nthen

条件n为真时执行的命令else

条件n为假时执行的命令fi8.2.4流程控制语句3．case条件语句。case条件语句可从多个分支中选择一个分支来执行，该语句的格式如下：case条件测试命令串in表达式1）

分支1执行的命令；；表达式2）

分支2执行的命令......表达式n）

分支n执行的命令；；*）

其他命令esac8.2.4流程控制语句〖例8.3〗编写Shell程序，判断文件的类型。Linux中的文件与DOS中不太一样，DOS中的大部分文件可通过扩展名来识别类型，但Linux中的文件，如可执行文件，可以没有扩展名，要求编写程序，判断用户输入的文件类型。8.2.4流程控制语句3．for循环语句对于一些需要反复执行的命令，可使用循环语句来控制。for循环语句就是一个常用的循环语句。for循环对每一个变量可能的值循环执行一个命令串。赋给变量的几个数值既可以在程序内以数值列表的形式提供，也可以在程序以外用位置参数的形式提供。该语句的格式如下：for变量名[in数值列表]do

循环执行的命令串done在上面的结构中，变量名可由用户进行设置，变量将逐个从“in数值列表”中取出值，参与“循环执行的命令串”中的操作。8.2.4流程控制语句〖例8.4〗在使用ls命令查看当前工作目录的文件名列表时，将在一行中显示多个文件名。要求编写Shell程序，将每一个文件名显示在一行中。

8.2.4流程控制语句4．while和until循环语句while和until循环都用于不断地重复执行一系列命令，也可从输入文件中读取数据。通过命令的返回状态值来控制循环。while循环语句的格式如下：While循环条件命令串do

循环执行的命令串done在while语句中，只要“循环条件命令串”的返回状态为真，while循环就继续执行，直到“循环条件命令串”的返回状态为假，退出循环。〖例8.5〗使用while循环编写Shell程序，计算1-9的平方。8.2.4流程控制语句until循环语句的格式如下：until循环条件命令串do循环执行的命令串doneuntil循环语句和while循环语句基本相同，两者的区别在于，while循环在条件为真时继续执行循环，而until循环则是在条件为假时继续执行循环。8.2.4流程控制语句5．break和continue语句在循环执行的命令串中，有时可能需要根据条件退出循环或跳过一些循环步，这时可使用break和continue语句。使用break语句，可立即终止当前循环的执行；使用contiune语句，可不执行循环后面的语句，立即开始下一次循环的执行。这两条语句只有放在循环语句的do和done之间才有效。8.2.5函数在Shell中，允许将一组命令集或语句组成一个可重复使用的块，这些块成为Shell函数。函数定义的基本格式为：函数名（）｛

命令串｝8.2.6处理参数1．位置参数调用Shell程序时，除输入Shell程序文件名外，还可以在后面跟上多个参数。由于参数与在命令行中的位置有关，因此称为位置参数。各位置参数之间用空格分隔，用$1表示第1个参数，$2表示第2个参数，以此类推。而$0是一个特殊的变量，其内容是当前Shell程序的文件名。当有多个位置参数时，可以使用shift命令来逐个向左移动参数。这样，通过移动参数，程序中只需使用$1就可以逐个访问所有位置的参数。〖例8.6〗编写Shell程序，要求程序逐个处理传入的位置参数。8.2.6处理参数2．函数参数向函数传递参数与给一般脚本文件传递参数一样，使用预定义变量$1~$9来传递参数。函数取得所传参数后，将原始参数传回Shell脚本文件。在函数定义时不用带参数说明，在调用函数时直接传递参数即可。〖例8.7〗编写一个求累加和的函数，该函数将所有参数的值进行累加。8.2.7调试Shell程序1．一般错误由于Shell程序没有一个集成的开发环境，在一般的文本编辑器（如vim）中输入程序代码，编辑器并不会对语法进行检查，因此，输入代码时经常会出现各种输入性错误。下面是一些常见的错误情况。输入错误：如输入错误关键字、大量的符号漏输入一部分等。字母大小写错误：在Linux中，对大小写字母是严格区分的，输入时容易出错。Shell中所有关键字都用小写字母表示，建议变量名使用大写字母组合来表示。循环错误：由于Shell中的循环控制语句与一般高级程序设计语言有所不同，输入结构时容易出错。8.2.7调试Shell程序2．调试跟踪在Shell中，可通过执行sh命令的方式来调试Shell程序，从而对程序的执行过程进行跟踪。sh命令中主要通过两个选项（-v和-x）来跟踪Shell程序的执行。（1）v选项sh命令的-v选项使Shell在执行程序过程中，将读入的每一个命令行原样输出到终端。（2）-x选项sh命令的-x选项使Shell在执行程序过程中，在执行的每一个命令行首用一个“+”号加上对应的命令显示在终端上，并把每一个变量和该变量的值也显示出来。8.2项目二：猜数字游戏程序$vimguess//编写名为guess的脚本文件。#!/bin/shNUM=$((RANDOM%61))#生成60以内的随机数。echo"Theansweris$NUM"echo"======================="usleep1000000input(){#定义input函数。read-p"Pleaseenteryournumber:"PRICEexpr$PRICE+1&>/dev/nullif[$?-ne0]#判断输入的值是否为整数。thenecho"Pleaseenteraninteger!"#提示错误信息。input#调用input函数重新输入。fi}8.2项目二：猜数字游戏程序guess(){#定义guess函数。if[$PRICE-eq$NUM];then#判断输入的PRICR与随机数NUM是否相等。echo"Guessed,youareclever!"