5.Shell脚本语法

5.1.条件测试:test [

命令test[可以测试一个条件是否成立,如果测试结果为真,则该命令的Exit Status为0,如果测试结果为假,则命令的Exit Status为1(注意与C语言的逻辑表示正好相反)。例如测试两个数的大小关系:

$ VAR=2
$ test $VAR -gt 1
$ echo $?
0
$ test $VAR -gt 3
$ echo $?
1
$ [ $VAR -gt 3 ]
$ echo $?
1

虽然看起来很奇怪,但左方括号[确实是一个命令的名字,传给命令的各参数之间应该用空格隔开,比如,$VAR-gt3][命令的四个参数,它们之间必须用空格隔开。命令test[的参数形式是相同的,只不过test命令不需要]参数。以[命令为例,常见的测试命令如下表所示:

表31.2.测试命令

[ -d DIR ]如果DIR存在并且是一个目录则为真
[ -f FILE ]如果FILE存在且是一个普通文件则为真
[ -z STRING ]如果STRING的长度为零则为真
[ -n STRING ]如果STRING的长度非零则为真
[ STRING1 = STRING2 ]如果两个字符串相同则为真
[ STRING1 != STRING2 ]如果字符串不相同则为真
[ ARG1 OP ARG2 ]ARG1ARG2应该是整数或者取值为整数的变量,OP-eq(等于)-ne(不等于)-lt(小于)-le(小于等于)-gt(大于)-ge(大于等于)之中的一个

和C语言类似,测试条件之间还可以做与、或、非逻辑运算:

表31.3.带与、或、非的测试命令

[ ! EXPR ]EXPR可以是上表中的任意一种测试条件,!表示逻辑反
[ EXPR1 -a EXPR2 ]EXPR1EXPR2可以是上表中的任意一种测试条件,-a表示逻辑与
[ EXPR1 -o EXPR2 ]EXPR1EXPR2可以是上表中的任意一种测试条件,-o表示逻辑或

例如:

$ VAR=abc
$ [ -d Desktop -a $VAR = 'abc' ]
$ echo $?
0

注意,如果上例中的$VAR变量事先没有定义,则被Shell展开为空字符串,会造成测试条件的语法错误(展开为[ -d Desktop -a = 'abc' ]),作为一种好的Shell编程习惯,应该总是把变量取值放在双引号之中(展开为[ -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语言类似,在Shell中用ifthenelifelsefi这几条命令实现分支控制。这种流程控制语句本质上也是由若干条Shell命令组成的,例如先前讲过的

if [ -f ~/.bashrc ]; then
    . ~/.bashrc
fi

其实是三条命令,if [ -f ~/.bashrc ]是第一条,then . ~/.bashrc是第二条,fi是第三条。如果两条命令写在同一行则需要用;号隔开,一行只写一条命令就不需要写;号了,另外,then后面有换行,但这条命令没写完,Shell会自动续行,把下一行接在then后面当作一条命令处理。和[命令一样,要注意命令和各参数之间必须用空格隔开。if命令的参数组成一条子命令,如果该子命令的Exit Status为0(表示真),则执行then后面的子命令,如果Exit Status非0(表示假),则执行elifelse或者fi后面的子命令。if后面的子命令通常是测试命令,但也可以是其它命令。Shell脚本没有{}括号,所以用fi表示if语句块的结束。见下例:

#! /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

:是一个特殊的命令,称为空命令,该命令不做任何事,但Exit Status总是真。此外,也可以执行/bin/true/bin/false得到真或假的Exit Status。再看一个例子:

#! /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户输入一行字符串,将该字符串存到一个Shell变量中。

此外,Shell还提供了&&和||语法,和C语言类似,具有Short-circuit特性,很多Shell脚本喜欢写成这样:

test "$(whoami)" != 'root' && (echo you are using a non-privileged account; exit 1)

&&相当于“if...then...”,而||相当于“if not...then...”。&&和||用于连接两个命令,而上面讲的-a-o仅用于在测试表达式中连接两个测试条件,要注意它们的区别,例如,

test "$VAR" -gt 1 -a "$VAR" -lt 3

和以下写法是等价的

test "$VAR" -gt 1 && test "$VAR" -lt 3

5.3.case/esac

case命令可类比C语言的switch/case语句,esac表示case语句块的结束。C语言的case只能匹配整型或字符型常量表达式,而Shell脚本的case可以匹配字符串和Wildcard,每个匹配分支可以有若干条命令,末尾必须以;;结束,执行时找到第一个匹配的分支并执行相应的命令,然后直接跳到esac之后,不需要像C语言一样用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语句的例子可以在系统服务的脚本目录/etc/init.d中找到。这个目录下的脚本大多具有这种形式(以/etc/apache2为例):

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

启动apache2服务的命令是

$ sudo /etc/init.d/apache2 start

$1是一个特殊变量,在执行脚本时自动取值为第一个命令行参数,也就是start,所以进入start)分支执行相关的命令。同理,命令行参数指定为stopreloadrestart可以进入其它分支执行停止服务、重新加载配置文件或重新启动服务的相关命令。

5.4.for/do/done

Shell脚本的for循环结构和C语言很不一样,它类似于某些编程语言的foreach循环。例如:

#! /bin/sh

for FRUIT in apple banana pear; do
  echo "I like $FRUIT"
done

FRUIT是一个循环变量,第一次循环$FRUIT的取值是apple,第二次取值是banana,第三次取值是pear。再比如,要将当前目录下的chap0chap1chap2等文件名改为chap0~chap1~chap2~等(按惯例,末尾有~字符的文件名表示临时文件),这个命令可以这样写:

$ for FILENAME in chap?; do mv $FILENAME $FILENAME~; done

也可以这样写:

$ for FILENAME in `ls chap?`; do mv $FILENAME $FILENAME~; done

5.5.while/do/done

while的用法和C语言类似。比如一个验证密码的脚本:

#! /bin/sh

echo "Enter password:"
read TRY
while [ "$TRY" != "secret" ]; do
  echo "Sorry, try again"
  read TRY
done

下面的例子通过算术运算控制循环的次数:

#! /bin/sh

COUNTER=1
while [ "$COUNTER" -lt 10 ]; do
  echo "Here we go again"
  COUNTER=$(($COUNTER+1))
done

Shell还有until循环,类似C语言的do...while循环。本章从略。

习题

1、把上面验证密码的程序修改一下,如果用户输错五次密码就报错退出。

5.6.位置参数和特殊变量

有很多特殊变量是被Shell自动赋值的,我们已经遇到了$?$1,现在总结一下:

表31.4.常用的位置参数和特殊变量

$0相当于C语言main函数的argv[0]
$1$2...这些称为位置参数(Positional Parameter),相当于C语言main函数的argv[1]argv[2]...
$#相当于C语言main函数的argc - 1,注意这里的#后面不表示注释
$@表示参数列表"$1" "$2" ...,例如可以用在for循环中的in后面。
$?上一条命令的Exit Status
$$当前Shell的进程号

位置参数可以用shift命令左移。比如shift 3表示原来的$4现在变成$1,原来的$5现在变成$2等等,原来的$1$2$3丢弃,$0不移动。不带参数的shift命令相当于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.函数

和C语言类似,Shell中也有函数的概念,但是函数定义中没有返回值也没有参数列表。例如:

#! /bin/sh

foo(){ echo "Function foo is called";}
echo "-=start=-"
foo
echo "-=end=-"

注意函数体的左花括号{和后面的命令之间必须有空格或换行,如果将最后一条命令和右花括号}写在同一行,命令末尾必须有;号。

在定义foo()函数时并不执行函数体中的命令,就像定义变量一样,只是给foo这个名字一个定义,到后面调用foo函数的时候(注意Shell中的函数调用不写括号)才执行函数体中的命令。Shell脚本中的函数必须先定义后调用,一般把函数定义都写在脚本的前面,把函数调用和其它命令写在脚本的最后(类似C语言中的main函数,这才是整个脚本实际开始执行命令的地方)。

Shell函数没有参数列表并不表示不能传参数,事实上,函数就像是迷你脚本,调用函数时可以传任意个参数,在函数内同样是用$0$1$2等变量来提取参数,函数中的位置参数相当于函数的局部变量,改变这些变量并不会影响函数外面的$0$1$2等变量。函数中可以用return命令返回,如果return后面跟一个数字则表示函数的Exit Status。

下面这个脚本可以一次创建多个目录,各目录名通过命令行参数传入,脚本逐个测试各目录是否存在,如果目录不存在,首先打印信息然后试着创建该目录。

#! /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。