Linux基础命令-SHELL脚本编程进阶

SHELL脚本编程进阶

一、循环

1. 循环概念

1.编程中的逻辑处理:
	顺序执行
	选择执行
	循环执行
2.循环执行
	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
	有进入条件和退出条件
3.for, while, until

2. for循环

1.	for 变量名 in 列表;do
		循环体
	done
		
2.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

3.列表生成方式:
	(1) 直接给出列表
	(2) 整数列表:
		(a) {start..end}
		(b) $(seq [start [step]] end)
	(3) 返回列表的命令 $(COMMAND)
	(4) 使用glob,如:*.sh
	(5) 变量引用 $@, $*

4.双小括号方法,即(())格式,也可以用于算术运算

5.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++))
	
6.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
 
7.控制变量初始化:仅在运行到循环代码段时执行一次

8.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

3. while循环

1.while CONDITION; do
	循环体
 done
 
2.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

3.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

4.进入条件:CONDITIONtrue

5.退出条件:CONDITIONfalse

6.创建无限循环体
	while true; do
		循环体
	done

7.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

4. until循环

1.until CONDITION; do
	循环体
  done
  
2.进入条件: CONDITIONfalse

3.退出条件: CONDITIONtrue

4.创建无限循环体
	until false; do
		循环体
	Done

5. 循环控制语句continue

1.用于循环体中
2.continue [N]:提前结束第N层的本轮循环,而直接进入下一轮判断;最内层为
	第1while CONDTIITON1; do
		CMD1
		...
	if CONDITION2; then
		continue
	fi
		CMDn
		...
	done

6. 循环控制语句break

1.用于循环体中
2.break [N]:提前结束第N层循环,最内层为第1while CONDTIITON1; do
		CMD1
		...
	if CONDITION2; then
		break
	fi
		CMDn
		...
	done

7. 循环控制shift命令

1.shift [n]

2.用于将参量列表 list 左移指定次数,缺省为左移一次。

3.参量列表 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
历位置参量列表时,常用到 shift

4.	./doit.sh a b c d e f g h
#!/bin/bash
	while [ $# -gt 0 ] # or (( $# > 0 ));do
		echo $*
		shift
	done

5.	./shfit.sh a b c d e f g h
#!/bin/bash
	until [ -z "$1" ];do
		echo "$1"
		shift
	done
	echo

8. select循环与菜单

1.select variable in list
	do
		循环体命令
	done
2.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

3.用户输入菜单列表中的某个数字,执行相应的命令

4.用户输入被保存在内置变量 REPLY5.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

6.select 经常和 case 联合使用

7.for 循环类似,可以省略 in list,此时使用位置参量

二、信号捕捉

1. 信号捕捉trap

1.trap '触发指令' 信号
	进程收到系统发出的指定信号后,将执行自定义指令,而不会执行原操作
2.trap '' 信号
	忽略信号的操作
3.trap '-' 信号
	恢复原信号的操作
4.trap -p
	列出自定义信号操作
5.trap finish EXIT
	当脚本退出时,执行finish函数
6.示例:
	#!/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

三、函数

1. 函数介绍

1.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
2.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
3.函数和shell程序比较相似,区别在于
	Shell程序在子Shell中运行
	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

2. 定义函数

1.函数由两部分组成:函数名和函数体
2.help function
3.语法一(常用):
	f_name (){
	...函数体...
	}
4.语法二:
	function f_name {
	...函数体...
	}
5.语法三:
	function f_name () {
	...函数体...
	} 

3. 函数使用

1.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
2.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
3.函数的生命周期:被调用时创建,返回时终止

4. 函数返回值

1.函数有两种返回值:
2.函数的执行结果返回值:
	(1) 使用echo等命令进行输出
	(2) 函数体中调用命令的输出结果
3.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

5. 交互式环境下定义和使用函数

1.示例:
	dir() {
	 > ls -l
	 > }
2.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
3.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

6. 在脚本中定义及使用函数

1.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
2.调用函数仅使用其函数名即可
3.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

7. 使用函数文件

1.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
2.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
3.一旦函数文件载入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
4.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

8. 创建,载入,检查函数

1.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
	 }
	 
2.函数文件已创建好后,要将它载入shell
3.定位函数文件并载入shell的格式
	. filename 或 source filename
4.注意:此即<> <空格> <文件名>
	这里的文件名要带正确路径
5.示例:
上例中的函数,可使用如下命令
	 . functions.main

6.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
	 }

9. 执行shell函数

1.要执行函数,简单地键入函数名即可
2.示例:
	findit groups
	/usr/bin/groups
	/usr/local/backups/groups.bak

10. 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
2.命令格式为:
	unset function_name
3.示例:
	unset findit
	再键入set命令,函数将不再显示
4.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

11. 函数参数,变量,递归

参数:
1.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, $2, ...调用这些参数;还可以使用$@, $*, $#
等特殊变量

变量:
1.变量作用域:
	环境变量:当前shell和子shell有效
	本地变量:只在当前shell进程有效,为执行脚本会启动专用子shell进程;因此,本地变量的作用范围是当前shell脚本程序文件,包括脚本中的函数
	局部变量:函数的生命周期;函数结束时变量被自动销毁
2.注意:如果函数中有局部变量,如果其名称同本地变量,使用局部变量
3.在函数中定义局部变量的方法
	local NAME=VALUE

递归:
1.函数递归:
	函数直接或间接调用自身
	注意递归层数
2.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)!
3.示例:fact.sh
#!/bin/bash
#
	fact() {
	 	if [ $1 -eq 0 -o $1 -eq 1 ]; then
		echo 1
	else
		echo $[$1*$(fact $[$1-1])]
	fi
	}
	fact $1

12. fork炸弹

1.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
2.函数实现
	 :(){ :|:& };:
	 bomb() { bomb | bomb & }; bomb
3.脚本实现
	 cat Bomb.sh
	 #!/bin/bash
	 ./$0|./$0&

四、数组

1. 数组

1.变量:存储单个元素的内存空间
2.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
3.数组名和索引
	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,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)
4.声明数组:
	declare -a ARRAY_NAME
	declare -A ARRAY_NAME 关联数组
	注意:两者不可相互转换

2. 数组赋值

1.数组元素的赋值
	(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
		ARRAY_NAME=([0]="VAL1" [3]="VAL2" ...)
	(4) 交互式数组值对赋值
		read -a ARRAY
2.显示所有数组:declare -a 

3. 引用数组

1.引用数组元素
	${ARRAY_NAME[INDEX]}
	注意:省略[INDEX]表示引用下标为0的元素
2.引用数组所有元素
	${ARRAY_NAME[*]}
	${ARRAY_NAME[@]}
3.数组的长度(数组中元素的个数)
	${#ARRAY_NAME[*]}
	${#ARRAY_NAME[@]}
4.删除数组中的某元素:导致稀疏格式
	unset ARRAY[INDEX]
5.删除整个数组
	unset ARRAY

4. 数组数据处理

1.引用数组中的元素:
	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
		取偏移量之后的所有元素
		${ARRAY[@]:offset}
2.向数组中追加元素:
	ARRAY[${#ARRAY[*]}]=value
3.关联数组:
	declare -A ARRAY_NAME
	ARRAY_NAME=([idx_name1]='val1' [idx_name2]='val2‘...)
	注意:关联数组必须先声明再调用

5. 示例

1.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 -i min max
declare -a nums
for ((i=0;i<10;i++));do
	nums[$i]=$RANDOM
	[ $i -eq 0 ] && min=${nums[$i]} && max=${nums[$i]}&& continue
	[ ${nums[$i]} -gt $max ] && max=${nums[$i]}
	[ ${nums[$i]} -lt $min ] && min=${nums[$i]}
done
echo “All numbers are ${nums[*]}”
echo Max is $max
echo Min is $min

2.编写脚本,定义一个数组,数组中的元素对应的值是/var/log目录下所有以.log结尾
的文件;统计出其下标为偶数的文件中的行数之和
#!/bin/bash
declare -a files
files=(/var/log/*.log)   													*/
declare -i lines=0
for i in $(seq 0 $[${#files[*]}-1]); do
	if [ $[$i%2] -eq 0 ];then
		let lines+=$(wc -l ${files[$i]} | cut -d' ' -f1)
	fi
done
echo "Lines: $lines."

五、高级字符串操作

1. 字符串切片

1.${#var}:返回字符串变量var的长度

2.${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)

3.${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

4.${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

5.${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

6.${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
  
注意:-length前空格

2. 字符串处理

1.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字符串(含)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
		
2.示例:
	file=var/log/messages”
	${file#*/}: log/messages
	${file##*/}: messages
	
3.${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字符串(含)之间的所有字符
	file="/var/log/messages"
	${file%/*}: /var/log
	
4.${var%%word*}:(*/只是注释)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	

5.示例:
	url=http://www.magedu.com:80
	${url##*:} 80
	${url%%:*} http

6.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
	${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

7.查找并删除
	${var/pattern}:删除var表示的字符串中第一次被pattern匹配到的字符串
	${var//pattern}:删除var表示的字符串中所有被pattern匹配到的字符串
	${var/#pattern}:删除var表示的字符串中所有以pattern为行首匹配到的字符串
	${var/%pattern}:删除var所表示的字符串中所有以pattern为行尾所匹配到的字符串

8.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

六、高级变量

1. 变量赋值

在这里插入图片描述

2. 高级变量用法-有类型变量

1.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
2.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 显示已定义的所有函数名及其内容
	-F 仅显示已定义的所有函数名
	-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

3. eval命令

1.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
2.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

4. mktemp命令

1.mktemp命令:创建并显示临时文件,可避免冲突
2.mktemp [OPTION]... [TEMPLATE]
	TEMPLATE: filenameXXX
	X至少要出现三个
3.OPTION-d: 创建临时目录
	-p DIR--tmpdir=DIR:指明临时文件所存放目录位置
4.示例:
	mktemp /tmp/testXXX
	tmpdir=`mktemp –d /tmp/testdirXXX`
	mktemp --tmpdir=/testdir testXXXXXX

5. install命令

1.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
2.选项:
	-m MODE,默认755
	-o OWNER
	-g GROUP
3.示例:
	install -m 700 -o wang -g admins srcfile desfile
	install –m 770 –d /testdir/installdir

6. 间接变量引用

1.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
2.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
3.bash Shell提供了两种格式实现间接变量引用
	eval tempvar=\$$variable1
	tempvar=${!variable1}
3.示例:
	[root@server ~]# N=NAME
	[root@server ~]# NAME=wangxiaochun
	[root@server ~]# N1=${!N}
	[root@server ~]# echo $N1
	wangxiaochun
	[root@server ~]# eval N2=\$$N
	[root@server ~]# echo $N2
	wangxiaochun

七、expect

1. expect介绍

	expect 是由Don Libes基于Tcl( Tool Command Language )语言开发的,主
要应用于自动化交互式操作的场景,借助 expect 处理交互的命令,可以将交互过
程如:ssh登录,ftp登录等写在一个脚本上,使之自动化完成。尤其适用于需要对
多台服务器执行相同操作的环境中,可以大大提高系统管理人员的工作效率

2. expect命令

1.expect 语法:
	expect [选项] [ -c cmds ] [ [ -[f|b] ] cmdfile ] [ args ]
2.选项
	-c:从命令行执行expect脚本,默认expect是交互地执行的
		 示例:expect -c 'expect "\n" {send "pressed enter\n"}
	-d:可以输出输出调试信息
		 示例:expect -d ssh.exp
3.expect中相关命令
	spawn 启动新的进程
	send 用于向进程发送字符串
	expect 从进程接收字符串
	interact 允许用户交互
	exp_continue 匹配多个字符串在执行动作后加此命令
4.expect最常用的语法(tcl语言:模式-动作)
5.单一分支模式语法:
	expect “hi” {send “You said hi\n"}
	匹配到hi后,会输出“you said hi”,并换行
6.多分支模式语法:
	expect "hi" { send "You said hi\n" } \
	"hehe" { send "Hehe yourself\n" } \
	"bye" { send "Good bye\n" }

	匹配hi,hello,bye任意字符串时,执行相应输出。等同如下:
	expect {
	"hi" { send "You said hi\n"}
	"hehe" { send "Hehe yourself\n"}
	"bye" { send " Good bye\n"}
	}

3. 示例

1.
	#!/usr/bin/expect
	spawn scp /etc/fstab 192.168.8.100:/app
	expect {
		 "yes/no" { send "yes\n";exp_continue }
		 "password" { send "magedu\n" }
	}
	expect eof
	
2.
	#!/usr/bin/expect
	spawn ssh 192.168.8.100
	expect {
		 "yes/no" { send "yes\n";exp_continue }
		 "password" { send "magedu\n" }
	}
	interact
	#expect eof
	
3.变量
	#!/usr/bin/expect
	set ip 192.168.8.100
	set user root
	set password magedu
	set timeout 10
	spawn ssh $user@$ip
	expect {
		 "yes/no" { send "yes\n";exp_continue }
		 "password" { send "$password\n" }
	}
	interact
	
3.位置参数
	#!/usr/bin/expect
	set ip [lindex $argv 0]
	set user [lindex $argv 1]
	set password [lindex $argv 2]
	spawn ssh $user@$ip
	expect {
		 "yes/no" { send "yes\n";exp_continue }
		 "password" { send "$password\n" }
	}
	interact
	#./ssh3.exp 192.168.8.100 root magedu
	
4.执行多个命令
	#!/usr/bin/expect
	set ip [lindex $argv 0]
	set user [lindex $argv 1]
	set password [lindex $argv 2]
	set timeout 10
	spawn ssh $user@$ip
	expect {
		 "yes/no" { send "yes\n";exp_continue }
		 "password" { send "$password\n" }
	}
	expect "]#" { send "useradd haha\n" }
	expect "]#" { send "echo magedu |passwd --stdin haha\n" }
	send "exit\n"
	expect eof
	#./ssh4.exp 192.168.8.100 root magedu
	
5.shell脚本调用expect
	#!/bin/bash
	ip=$1
	user=$2
	password=$3
	expect <<EOF
	set timeout 20
	spawn ssh $user@$ip
	expect {
		 "yes/no" { send "yes\n";exp_continue }
		 "password" { send "$password\n" }
	}
	expect "]#" { send "useradd hehe\n" }
	expect "]#" { send "echo magedu |passwd --stdin hehe\n" }
	expect "]#" { send "exit\n" }
	expect eof
	EOF
	#./ssh5.sh 192.168.8.100 root magedu
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