bash循环、函数、数组、内置的字符串处理、变量、trap信号捕捉

流程控制

• 过程式编程语言：
  • 顺序执行
    • 如果是命令写错了，可以继续往下执行；但当语法错误时则不会往下继续执行；
  • 选择执行
  • 循环执行

条件选择：if语句

• 单分支

  if 判断条件;then
         条件为真的分支代码
    fi

• 双分支

  if 判断条件; then
          条件为真的分支代码
     else
          条件为假的分支代码
     fi

• 多分支

  if 判断条件1; then
          条件为真的分支代码
   elif 判断条件2; then
          条件为真的分支代码
   elif 判断条件3; then
          条件为真的分支代码
   else
          以上条件都为假的分支代码
   fi

• 逐条件进行判断，第一次遇为“真”条件时，执行其分支，
  而后结束整个if语句

条件判断：case语句

• case支持glob风格的通配符：

  • *: 任意长度任意字符
    ?: 任意单个字符
    []：指定范围内的任意单个字符
    a|b: a或b

  case $VARAIBLE in
  PAT1)
        分支1
        ;;
  PAT2)
        分支2
        ;;
  ...
  *)
        默认分支
        ;;
  esac

循环

• 循环执行

  1. 将某代码段重复运行多次
     重复运行多少次：

     • 循环次数事先已知
       循环次数事先未知

  2. 有进入条件和退出条件

• for，while，until

for循环

for 变量名 in 列表;do
        循环体
  done

• 执行机制：
  依次将列表中的元素赋值给“变量名”; 每次赋值后即执行一次循环体; 直到列表中的元素耗尽，循环结束

• 列表生成方式：

  1. 直接给出列表
  2. 整数列表：
     • {start..end}
     • $(seq [start [step]] end)
     • ~]# sum=10
       ~]# eval echo {1..$sum}
       1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
  3. 返回列表的命令
     $(COMMAND)
     反引号
  4. 使用glob，如：*.sh
  5. 变量引用；
     $@, $*

• 特殊用法

  • 双小括号方法，即((…))格式，也可以用于算术运算
    双小括号方法也可以使bash Shell实现C语言风格的变量操作
    #I=10
    #((I++))

  • for循环的特殊格式：

    for ((控制变量初始化;条件判断表达式;控制变量的修正表达式))
     do
        循环体
      done
    
     控制变量初始化：仅在循环代码开始运行时执行一次
     控制变量的修正表达式：每轮循环结束会先进行控制变量修正运算，而后再做条件判断

while循环

while CONDITION; do
        循环体
done

• CONDITION：循环控制条件；进入循环之前，先做一次判断；每一次循环之后会再次做判断；条件为“true”，则执行一次循环；直到条件测试状态为“false”终止循环

• 因此：CONDTION一般应该有循环控制变量；而此变量的值会在循环体不断地被修正

• 进入条件：CONDITION为true
  退出条件：CONDITION为false

• 特殊用法
  while循环的特殊用法（遍历文件的每一行）：

  while read line; do
         循环体
   done < /PATH/FROM/SOMEFILE

  依次读取/PATH/FROM/SOMEFILE文件中的每一行，且将行赋值给变量line

• 死循环

  while ture;do
      循环体
  done

  • 退出方式：某个测试条件满足时，让循环体执行break命令；

until循环

until CONDITION; do
         循环体
    done

• 进入条件： CONDITION 为false
  退出条件： CONDITION 为true

循环控制语句continue

• 用于循环体中

• continue [N]：提前结束 [第N层] 本轮循环，而直接进入下一轮判断；最内层为第1层；结束continue [N] 所在的循环

  while CONDTIITON1; do
       CMD1
       ...
       if CONDITION2; then
             continue
       fi
       CMDn
       ...
     done

循环控制语句break

• 用于循环体中

• break [N]：提前结束 [第N层] 循环，最内层为第1层；结束整个循环

while CONDTIITON1; do
       CMD1
       ...
       if CONDITION2; then
             break
       fi
       CMDn
       ...
done

循环控制shift命令

• shift [n]

• 用于将参量列表 list 左移指定次数，缺省为左移一次。
  参量列表 list 一旦被移动，最左端的那个参数就从列表中删除。

• while 循环遍历位置变量列表时，常用到 shift

• ./doit.sh a b c d e f g h
  ./shfit.sh a b c d e f g h

• 示例：

  #!/bin/bash
  while [ $# -gt 0 ] # or (( $# > 0 ))
  do
    echo $*
    shift
  done

  #!/bin/bash
  #step through all the positional parameters
  until [ -z "$1" ]
  do
    echo "$1"
    shift
  done
  echo

select循环与菜单

select variable in list
       do
            循环体命令
       done

• select 循环主要用于创建菜单，按数字顺序排列的菜单项将显示在标准错误上，并显示 PS3 提示符，等待用户输入
  • 用户输入菜单列表中的某个数字，执行相应的命令
    用户输入被保存在内置变量 REPLY 中
• select与case
  • select 是个无限循环，因此要记住用 break 命令退出循环，或用 exit 命令终止脚本。也可以按 ctrl+c退出循环
  • select 经常和 case 联合使用
  • 与 for 循环类似，可以省略 in list，此时使用位置参量

函数

函数介绍

• 函数function是由若干条shell命令组成的语句块，实现代码重用和模块化编程

• 它与shell程序形式上是相似的，不同的是它不是一个单独的进程，不能独立运行，而是shell程序的一部分

• 函数和shell程序比较相似，区别在于：

  1. Shell程序在子Shell中运行
  2. 而Shell函数在当前Shell中运行。因此在当前Shell中，函数可以对shell中变量进行修改

定义函数

help function
函数由两部分组成：函数名和函数体

语法一：
       function f_name {
              ...函数体...
       }
   语法二：
       function f_name （） {
              ...函数体...
       }
   语法三：
     f_name （）{
           ...函数体...
     }

函数使用

• 函数的定义和使用：

  • 可在交互式环境下定义函数
    可将函数放在脚本文件中作为它的一部分
    可放在只包含函数的单独文件中

• 调用：函数只有被调用才会执行

  • 调用：给定函数名
    函数名出现的地方，会被自动替换为函数代码

• 函数的生命周期：被调用时创建，返回时终止

• 函数返回值

  1. 函数的执行结果返回值：
     (1) 使用echo或printf等命令进行输出
     (2) 函数体中调用命令的输出结果
  2. 函数的退出状态码：
     (1) 默认取决于函数中执行的最后一条命令的退出状态码
     (2) 自定义退出状态码，其格式为：
     return 从函数中返回，用最后状态命令决定返回值
     return 0 无错误返回。
     return 1-255 有错误返回

交互式环境下定义和使用函数

• 示例：

  $dir() {
  ls -l
  }

• 定义该函数后，若在$后面键入dir，其显示结果同ls -l的作用相同
  $dir

• 该dir函数将一直保留到用户从系统退出，或执行了如下所示的unset命令：
  $ unset dir

在脚本中定义及使用函数

• 函数在使用前必须定义，因此应将函数定义放在脚本开始部分，直至shell首次发现它后才能使用

• 调用函数仅使用其函数名即可

  示例：

  $cat func1
    #!/bin/bash
    # func1
    hello()
    {
      echo "Hello there today's date is `date +%F`"
    }
    echo "now going to the function hello"
    hello
    echo "back from the function"

使用函数文件

• 可以将经常使用的函数存入函数文件，然后将函数文件载入shell
  文件名可任意选取，但最好与相关任务有某种联系。例如：functions.main

• 一旦函数文件载入shell，就可以在命令行或脚本中调用函数。可以使用set命令查看所有定义的函数，其输出列表包括已经载入shell的所有函数

• 若要改动函数，首先用unset命令从shell中删除函数。改动完毕后，再重新载入此文件

  • 创建函数文件

    函数文件示例：

    $cat functions.main
    #!/bin/bash
    #functions.main
    findit()
    {
     if [ $# -lt 1 ] ; then
        echo "Usage:findit file"
        return 1
     fi
     find / -name $1 –print
    }

  • 载入函数
    函数文件已创建好后，要将它载入shell

    • 定位函数文件并载入shell的格式：
      . filename 或 source filename
      注意：此即<点> <空格> <文件名>；这里的文件名要带正确路径

    示例：上例中的函数，可使用如下命令：
    $ . functions.main

  • 检查载入函数
    使用set命令检查函数是否已载入。set命令将在shell中显示所有的载入函数

    示例：

    $set
     findit=( )
    {
       if [ $# -lt 1 ]; then
       echo "usage :findit file";
       return 1
       fi
       find / -name $1 -print
    }

  • 执行shell函数
    要执行函数，简单地键入函数名即可

    示例：

    $findit groups
    /usr/bin/groups
    /usr/local/backups/groups.bak

  • 删除shell函数

    1. 现在对函数做一些改动后，需要先删除函数，使其对shell不可用。使用unset命令完成删除函数

       • 命令格式为：
         unset function_name

         示例：$unset findit

    2. 再键入set命令，函数将不再显示

环境函数

• 使子进程也可使用
  声明：export –f function_name
  查看：export -f 或 declare -xf

函数参数

• 函数可以接受参数：

  • 传递参数给函数：调用函数时，在函数名后面以空白分隔给定参数列表即可；例如“testfunc arg1 arg2 …”

  • 在函数体中当中，可使用$1, $2, …引用这些参数；还可以使用$@或 $*引用所有参数， $#引用传递的参数的个数；

  • 位置参数
    script $1 此$1，为脚本位置参数
    f_name $1 此$1,为函数位置参数

函数变量

• 变量作用域：

  • 环境变量：当前shell和其子shell有效

  • 本地变量：作用域是运行脚本的shell进程的生命周期；因此，其作用范围为当前shell脚本程序文件，包括脚本中的函数；

    • 只在当前shell进程有效，为执行脚本会启动专用子shell进程；

  • 局部变量：作用域是函数的生命周期；函数结束时变量被自动销毁；

    • 在函数中定义局部变量的方法
      local NAME=VALUE
    • 如果函数中的变量未定义局部变量；则在函数执行之后对脚本的环境有效
      注意：如果函数中有局部变量，如果其名称同本地变量，会使用局部变量

函数递归

• 函数递归：
  函数直接或间接调用自身
  注意：递归层数

• 递归实例：
  阶乘是基斯顿 卡曼于 1808 年发明的运算符号，是数学术语一个正整数的阶乘（factorial）是所有小于及等于该数的正整数的积，并且有0的阶乘为1，自然数n的阶乘写作n!

  n!=1×2×3×…×n

  • 阶乘亦可以递归方式定义：0!=1，n!=(n-1)!×n

    n!=n(n-1)(n-2)...1
    n(n-1)! = n(n-1)(n-2)!

• 阶乘示例：

  #!/bin/bash
  #
  fact() {
     if [ $1 -eq 0 -o $1 -eq 1 ]; then
            echo 1
     else
            echo $[$1*$(fact $[$1-1])]
     fi
  }
  fact $1

• fork炸弹
  fork炸弹是一种恶意程序，它的内部是一个不断在fork进程的无限循环，实质是一个简单的递归程序。由于程序是递归的，如果没有任何限制，这会导致这个简单的程序迅速耗尽系统里面的所有资源

  • 函数实现

    :(){ :|:& };:
    bomb() { bomb | bomb & }; bomb

  • 脚本实现

    cat Bomb.sh
    #!/bin/bash
    
    ./$0|./$0&

数组

数组

• 变量：存储单个元素的内存空间

• 数组：存储多个元素的连续的内存空间，相当于多个变量的集合

  • 数组名和索引
    • 数组名：整个数组只有一个名字；
    • 索引：编号从0开始，属于数值索引
      注意：索引可支持使用自定义的格式，而不仅是数值格式，此即为关联索引，bash4.0版本之后开始支持
  • bash的数组支持稀疏格式（索引不连续）

• 声明数组：
  declare -a ARRAY_NAME：声明索引数组；
  declare -A ARRAY_NAME：声明关联数组
  注意：两者不可相互转换

数组赋值

• 索引数组

  • （1） 一次只赋值一个元素；

    ARRAY_NAME[INDEX]=VALUE
    
    weekdays[0]="Sunday"
    weekdays[4]="Thursday"

  • (2) 一次赋值全部元素：

    ARRAY_NAME=("VAL1" "VAL2" "VAL3" ...)

  • (3) 只赋值特定元素：支持稀疏格式的数组

    ARRAY_NAME=([0]="VAL1" [3]="VAL2" ...)

  • (4) 交互式数组值对赋值

    read -a ARRAY_NAME

• 关联数组：注意：必须先声明，再调用

  declare -A ARRAY_NAME 
  ARRAY_NAME=([idx_name1]='val1' [idx_name2]='val2‘...)

引用数组

• 引用数组元素：${ARRAY_NAME[INDEX]}
  注意：引用时，只给数组名，省略[INDEX]表示引用下标为0的元素

  • 引用数组中的所有元素：
    ${ARRAY_NAME[*]}
    ${ARRAY_NAME[@]}

• 数组的长度(数组中元素的个数)：

  ${#ARRAY_NAME} ：表示数组中第一个元素中的字符串的长度；
  
  数组中元素的个数：
  ${#ARRAY_NAME[*]} 
  ${#ARRAY_NAME[@]}

• 示例：生成10个随机数保存于数组中，并找出其最大值和最小值

  #!/bin/bash
  declare -a rand
  declare -i max=0
  declare –i min=32767
  for i in {0..9}; do
          rand[$i]=$RANDOM
          echo ${rand[$i]}
          [ ${rand[$i]} -gt $max ] && max=${rand[$i]}
          [ ${rand[$i]} -lt $min ] && min=${rand[$i]}
  done
  echo "Max: $max Min:$min"

数组数据处理

• 引用数组中的所有元素：

  • ${ARRAY_NAME[@]}
    ${ARRAY_NAME[*]}

  • 数组切片：${ARRAY[@]:offset:number}

    • offset: 要跳过的元素个数
    • number: 要取出的元素个数；省略number时，表示取偏移量之后的所有元素；
      ${ARRAY[@]:offset}

• 向非稀疏格式数组中追加元素：
  ARRAY[${#ARRAY[*]}]

• 删除数组中的某元素：
  unset ARRAY[INDEX]

• 删除整个数组：unset ARRAY

base的内置字符串处理工具

字符串切片：基于位置取子串

• ${#var}:返回字符串变量var的长度

• ${var:offset}:返回字符串变量var中从第offset个字符后（不包括第offset个字符）的字符开始，到最后的部分，offset的取值在0 到 ${#var}-1 之间(bash4.2后，允许为负值)

• ${var:offset:number}：返回字符串变量var中从第offset个
  字符后（不包括第offset个字符）的字符开始，长度为
  number的部分

• ${var: -length}：取字符串的最右侧几个字符
  注意：冒号后必须有一空白字符

• ${var:offset:-length}：从最左侧跳过offset字符，一直向右取到距离最右侧lengh个字符之前的内容

• ${var: -length:-offset}：先从最右侧向左取到length个字符开始，再向右取到距离最右侧offset个字符之间的内容

基于模式取子串

• ${var#*word}：其中word可以是指定的任意字符；
  功能：自左而右，查找var变量所存储的字符串中，第一次出现的word, 删除字符串开头至第一次出现word字符之间的所有字符

• ${var##*word}：同上，贪婪模式，不同的是，删除的是字符串开头至最后一次由word指定的字符之间的所有内容

  ~]# file="var/log/messages“
  ~]# echo ${file#*/} 
  log/messages
  ~]# echo ${file##*/}
  messages

• ${var%word*}：其中word可以是指定的任意字符；
  功能：自右而左，查找var变量所存储的字符串中，第一次出现的word, 删除字符串最后一个字符向左至第一次出现word字符之间的所有字符；

  ~]# file="/var/log/messages"
  ~]# echo ${file%/*}
  /var/log

• ${var%%word*}：同上，只不过删除字符串最右侧的字符向
  左至最后一次出现word字符之间的所有字符；

  url=http://www.magedu.com:80
  ~]# echo ${url##*:} 
  80
  ~]# echo ${url%%:*} 
  http

查找替换

• ${var/pattern/substr}：查找var所表示的字符串中，第一次被pattern所匹配到的字符串，以substr替换之

• ${var//pattern/substr}: 查找var所表示的字符串中，所有能被pattern所匹配到的字符串，以substr替换之

• ${var/#pattern/substr}：查找var所表示的字符串中，行首被pattern所匹配到的字符串，以substr替换之；如果不是串首则不予替换；

• ${var/%pattern/substr}：查找var所表示的字符串中，行尾被pattern所匹配到的字符串，以substr替换之；如果不是串尾则不予替换；

  注意：pattern中使用glob风格和通配符；

查找并删除

• ${var/pattern}：查找var所表示的字符串中，删除第一次被pattern所匹配到的字符串

• ${var//pattern}：查找var所表示的字符串中，删除所有被pattern所匹配到的字符串

• ${var/#pattern}：查找var所表示的字符串中，删除行首被pattern所匹配到的字符串

• ${var/%pattern}：查找var所表示的字符串中，删除行尾被pattern所匹配到的字符串

• 字符大小写转换

  • ${var^^}：把var中的所有小写字母转换为大写

  • ${var,,}：把var中的所有大写字母转换为小写

高级变量

变量赋值

• ${var:-value}：如果var为空或未设置，那么返回value；否则返回var本身的值；可省略冒号；

• ${var:+value}：如果var不空，则返回value，否则返回空值；可省略冒号；

• ${var:=value}：如果var为空或未设置，那么返回value，并将value赋值给var；否则返回var的值

• ${var:?error_info}：如果var为空或未设置，那么在当前终端打印error_info；否则返回var的值

• 为脚本程序使用配置文件,实现变量赋值

  • (1) 定义文本文件，每行定义“name=value”
    (2) 在脚本中source此文件即可

高级变量用法-有类型变量

• Shell变量一般是无类型的，但是bash Shell提供了declare和typeset两个命令用于指定变量的类型，两个命令是等价的

• declare [选项] 变量名

  • -r 声明或显示只读变量
    -i 将变量定义为整型数
    -a 将变量定义为数组
    -A 将变量定义为关联数组
    -f 显示此脚本前定义过的所有函数名及其内容
    -F 仅显示此脚本前定义过的所有函数名
    -x 声明或显示环境变量和函数
    -l 声明变量为小写字母 declare –l var=UPPER
    -u 声明变量为大写字母 declare –u var=lower

• eval命令

  • eval命令将会首先扫描命令行进行所有的置换，然后再执行该命令。该命令适用于那些一次扫描无法实现其功能的变量.该命令对变量进行两次扫描

    示例：

    [root@server ~]# CMD=whoami
    [root@server ~]# echo $CMD
    whoami
    [root@server ~]# eval $CMD
    root
    [root@server ~]# n=10
    [root@server ~]# echo {0..$n}
    {0..10}
    [root@server ~]# eval echo {0..$n}
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

间接变量引用

• 如果第一个变量的值是第二个变量的名字，从第一个变量引用第二个变量的值就称为间接变量引用

• variable1的值是variable2，而variable2又是变量名，variable2的值为value，间接变量引用是指通过variable1获得变量值value的行为

  variable1=variable2
  variable2=value

• bash Shell提供了两种格式实现间接变量引用

  • eval tempvar=\$$variable1

  • tempvar=${!variable1}

  示例：

  [root@server ~]# N=NAME
  [root@server ~]# NAME=xxxxxx
  [root@server ~]# N1=${!N}
  [root@server ~]# echo $N1
  xxxxxx
  [root@server ~]# eval N2=\$$N
  [root@server ~]# echo $N2
  xxxxxx

创建临时文件

• mktemp命令：创建并显示临时文件，可避免冲突

• mktemp [OPTION]… [TEMPLATE]

  • TEMPLATE:
    filename.XXX；X至少要出现三个

  • OPTION：
    -d: 创建临时目录
    -p DIR或–tmpdir=DIR：指明临时文件所存放目录位置

    示例：
    # mktemp /tmp/test.XXX
    # tmpdir=`mktemp –d /tmp/testdir.XXX`
    # mktemp --tmpdir=/testdir test.XXXXXX

安装复制文件

• install命令：
  install [OPTION]… [-T] SOURCE DEST 单文件
  install [OPTION]… SOURCE… DIRECTORY
  install [OPTION]… -t DIRECTORY SOURCE…
  install [OPTION]… -d DIRECTORY…创建空目录

  • 选项：
    -m MODE，默认755
    -o OWNER
    -g GROUP

  示例：
  install -m 700 -o wang -g admins srcfile desfile
  install –m –d /testdir/installdir

信号捕捉

• trap ‘触发指令’ 信号
  自定义进程收到系统发出的指定信号后，将执行触发指令，而不会执行原操作

• trap ” 信号
  忽略信号的操作

• trap ‘-‘ 信号
  恢复原信号的操作

• trap -p
  列出自定义信号操作

• 列出信号：
  trap -l
  kill -l

• 获取信号详细信息：man 7 signal

• trap ‘COMMAND’ SIGNALS

  常可以进行捕捉的信号：1)SIGHUP、2)SIGINT

  #!/bin/bash
  #
  
  declare -a hosttmpfiles
  trap 'mytrap' INT
  
  mytrap(){
          echo "Quit"
          rm -f ${hosttmpfiles[@]}
          exit 1
  }
  
  for i in {1..254};do
          tmpfile=$(mktemp /root/ping.XXXXX)
          if ping -W 1 -c 1 172.16.$i.1 &> /dev/null;then
                  echo "172.16.$i.1 is up"|tee $tmpfile
          else
                  echo "172.16.$i.1 is down"|tee $tmpfile
          fi
          hosttmpfiles[${#hosttmpfiles[*]}]=$tmpfile
  done
  
  rm -f ${hosttmpfiles[@]}

  #!/bin/bash
  trap 'echo “signal:SIGINT"' int
  trap -p
  for((i=0;i<=10;i++))
  do
          sleep 1
          echo $i
  done
  trap '' int
  trap -p
  for((i=11;i<=20;i++))
  do
          sleep 1
          echo $i
  done
  trap '-' int
  trap -p
  for((i=21;i<=30;i++))
  do
          sleep 1
          echo $i
  done

bash中使用ACSII颜色

\033[31m hello \033[0m
  ##m：
    左侧#：
        3：前景颜色
        4：背景颜色
    右侧#：颜色种类
        1,2,3,4,5,6,7

  #m：
    加粗、闪烁等功能；

    多种控制符，可组合使用，彼此之间用分号隔开；

  可设置PS1，export设置；最好不要设置，有符号不容易消除；

dialog

• 可实现窗口化编程；
  主要是如下：
  • 各窗体控件使用方式；
  • 如何获取用户选择或键入的内容？
    • 默认，其输出信息被定向到了错误输出流；为使得其标准输出，使用：–stdout
  • dialog是默认安装的，如使用必须自己安装