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

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