Shell脚本语法

系统管理员 2022-08-25 15:46 169阅读 0赞

### 5.1. 条件测试：test ###

命令`test`或`[`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`、`-gt`、`3`、`]`是`[`命令的四个参数，它们之间必须用空格隔开。命令`test`或`[`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**

<table style="border:1px solid black; border-spacing:0px; background-color:rgb(240,240,240)">     
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> <code>[ -d DIR ]</code></td> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> 如果<code>DIR</code>存在并且是一个目录则为真</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> <code>[ -f FILE ]</code></td> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> 如果<code>FILE</code>存在且是一个普通文件则为真</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> <code>[ -z STRING ]</code></td> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> 如果<code>STRING</code>的长度为零则为真</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> <code>[ -n STRING ]</code></td> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> 如果<code>STRING</code>的长度非零则为真</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> <code>[ STRING1 = STRING2 ]</code></td> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> 如果两个字符串相同则为真</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> <code>[ STRING1 != STRING2 ]</code></td> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> 如果字符串不相同则为真</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> <code>[ ARG1 OP ARG2 ]</code></td> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> <code>ARG1</code>和<code>ARG2</code>应该是整数或者取值为整数的变量，<code>OP</code>是<code>-eq</code>（等于）<code>-ne</code>（不等于）<code>-lt</code>（小于）<code>-le</code>（小于等于）<code>-gt</code>（大于）<code>-ge</code>（大于等于）之中的一个</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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**

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`if`、`then`、`elif`、`else`、`fi`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`elif`、`else`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`或`/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`和`-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`stop`、`reload`或`restart`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`chap0`、`chap1`、`chap2`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。

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`$?`和`$1`，现在总结一下：

**表 31.4. 常用的位置参数和特殊变量**

<table style="border:1px solid black; border-spacing:0px; background-color:rgb(240,240,240)">     
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> <code>$0</code></td> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> 相当于C语言<code>main</code>函数的<code>argv[0]</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> <code>$1</code>、<code>$2</code>...</td> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> 这些称为位置参数（Positional Parameter）<a style="color:blue; text-decoration:underline" rel="nofollow"></a>，相当于C语言<code>main</code>函数的<code>argv[1]</code>、<code>argv[2]</code>...</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> <code>$#</code></td> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> 相当于C语言<code>main</code>函数的<code>argc - 1</code>，注意这里的<code>#</code>后面不表示注释</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> <code>$@</code></td> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> 表示参数列表<code>"$1" "$2" ...</code>，例如可以用在<code>for</code>循环中的<code>in</code>后面。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> <code>$?</code></td> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> 上一条命令的Exit Status</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> <code>$$</code></td> 
   <td style="border-style:none solid solid none; border-right-width:1px; border-right-color:black; border-bottom-width:1px; border-bottom-color:black; padding:2px"> 当前Shell的进程号</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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。