编程基础

脚本基本格式

变量

运算

条件测试

配置用户环境

编程基础

• 程序
  • 程序：算法+数据结构
  • 数据：是程序的核心
  • 数据结构：数据在计算机中的类型和组织方式
  • 算法：处理数据的方式
• 程序编程风格：
  • 过程式：以指令为中心，数据服务于指令
  • 对象式：以数据为中心，指令服务于数据
• shell程序：提供了编程能力，解释执行

程序的执行方式

• 计算机：运行二进制指令
• 编程语言：人与计算机之间交互的语言
• 低级编程语言：
  • 机器：二进制的0和1的序列，称为机器指令。与自然语言差异太大，难懂、难写
  • 汇编：用一些助记符号替代机器指令，称为汇编语言
    • 如：ADD A,B 将寄存器A的数与寄存器B的数相加得到的数放到寄存器A中
    • 汇编语言写好的程序需要汇编程序转换成机器指令
    • 汇编语言稍微好理解，即机器指令对应的助记符，助记符更接近自然语言
• 高级编程语言：
  • 编译：高级语言–>编译器–>机器代码–>执行
    • C，C++
  • 解释：高级语言–>执行–>解释器–>机器代码
    • shell，python，php，JavaScript，perl

编译和解释型语言

编程基本概念

• 编程逻辑处理方式：
  • 顺序执行
  • 循环执行
  • 选择执行
• shell编程：过程式、解释执行
  • 编程语言的基本结构：
    • 各种系统命令的组合
    • 数据存储：变量、数组
    • 表达式: a + b
    • 语句:if

shell脚本基础

• shell脚本:
  • 包含一些命令或声明，并符合一定格式的文本文件
• 格式要求：首行shebang机制
  • #!/bin/bash
  • #!/usr/bin/python
  • #!/usr/bin/perl
• shell脚本的用途有：
  • 自动化常用命令
  • 执行系统管理和故障排除
  • 创建简单的应用程序
  • 处理文本或文件

创建shell脚本

• 第一步：使用文本编辑器来创建文本文件
  • 第一行必须包括shell声明序列：#!
    • #!/bin/bash
  • 添加注释
    • 注释以#开头
• 第二步：运行脚本
  • 给予执行权限，在命令行上指定脚本的绝对或相对路径
  • 直接运行解释器，将脚本作为解释器程序的参数运行

脚本规范

• 脚本代码开头约定
  • 1、第一行一般为调用使用的语言
  • 2、程序名，避免更改文件名为无法找到正确的文件
  • 3、版本号
  • 4、更改后的时间
  • 5、作者相关信息
  • 6、该程序的作用，及注意事项
  • 7、最后是各版本的更新简要说明

• 脚本的基本结构

#!SHEBANG

CONFIGURATION_VARIABLES

FUNCTION_DEFINITIONS

MAIN_CODE

脚本示例

#!/bin/bash

# ——————————————

# Filename: hello.sh # Revision: 1.1

# Date: 2017/06/01

# Author: duan

# Email: duan@duanx.vip  # Website: www.duanx.vip

# Description: This is the first script

# ——————————————

# Copyright: 2017 duan # License: GPL

echo “hello world”

脚本调试

• 检测脚本中的语法错误
  • bash -n /path/to/some_script
• 调试执行
  • bash -x /path/to/some_script

变量

• 变量：命名的内存空间
  • 数据存储方式：
    • 字符：
    • 数值：整型，浮点型
• 变量：变量类型
  • 作用：
    • 1、数据存储格式
    • 2、参与的运算
    • 3、表示的数据范围
  • 类型：
    • 字符
    • 数值：整型、浮点型

• 强类型：变量不经过强制转换，它永远是这个数据类型，不允许隐式的类型转换。一般定义变量时必须指定类型、参与运算必须符合类型要求；调用未声明变量会产生错误
  • 如：java ， c# ，python
  • 如：print(‘magedu’+ 10) 提示出错，不会自动转换类型
  • print(‘magedu’+str(10)) 结果为magedu10，需要显示转换类型
• 弱类型：语言的运行时会隐式做数据类型转换。无须指定类型，默认均为字符型；参与    运算会自动进行隐式类型转换；变量无须事先定义可直接调用
  • 如：bash 不支持浮点数，php，javascript
• 变量命名法则：
  • 1、不能使程序中的保留字：例如if, for
  • 2、只能使用数字、字母及下划线，且不能以数字开头
  • 3、见名知义
  • 4、统一命名规则：驼峰命名法

bash中变量的种类

• 根据变量的生效范围等标准划分下面变量类型：
  • 局部变量：生效范围为当前shell进程；对当前shell之外的其它shell进程， 包括当前shell的子shell进程均无效
  • 环境（全局）变量：生效范围为当前shell进程及其子进程
  • 本地变量：生效范围为当前shell进程中某代码片断，通常指函数
  • 位置变量：$1, $2, …来表示，用于让脚本在脚本代码中调用通过命令行传递给它的参数
  • 特殊变量：$?, $0, $*, $@, $#,$$

局部变量

• 变量赋值：name=‘value’
• 可以使用引用value:
  • 可以是直接字串; name=“root”
  • 变量引用：name=”$USER”
  • 命令引用：name=`COMMAND` name=$(COMMAND)
• 变量引用：${name} $name
  • “”：弱引用，其中的变量引用会被替换为变量值
  • ”：强引用，其中的变量引用不会被替换为变量值，而保持原字符串
• 显示已定义的所有变量：set
• 删除变量：unsetname

练习

• 1、编写脚本/root/bin/systeminfo.sh,显示当前主机系统信息，包括主机名， IPv4地址，操作系统版本，内核版本，CPU型号，内存大小，硬盘大小
• 2、编写脚本/root/bin/backup.sh，可实现每日将/etc/目录备份到/root/etcYYYY-mm-dd中

• 3、编写脚本/root/bin/disk.sh,显示当前硬盘分区中空间利用率最大的值
• 4、编写脚本/root/bin/links.sh,显示正连接本主机的每个远程主机的IPv4地址和连接数，并按连接数从大到小排序

环境变量

• 变量声明、赋值：
  • export name=VALUE
  • declare -x name=VALUE
• 变量引用：$name, ${name}
• 显示所有环境变量：
  • env
  • printenv
  • export
  • declare -x
• 删除变量：
  • unset name

• bash内建的环境变量：
  • PATH
  • SHELL
  • USER
  • UID
  • HOME
  • PWD
  • SHLVL
  • LANG
  • MAIL
  • HOSTNAME
  • HISTSIZE
  • —

只读和位置变量

• 只读变量：只能声明，但不能修改和删除
  • 声明只读变量：
    • readonly name
    • declare -rname
  • 查看只读变量：
    • readonly–p
• 位置变量：在脚本代码中调用通过命令行传递给脚本的参数
  • $1, $2, …：对应第1、第2等参数，shift [n]换位置
  • $0: 命令本身
  • $*: 传递给脚本的所有参数，全部参数合为一个字符串
  • $@: 传递给脚本的所有参数，每个参数为独立字符串
  • $#: 传递给脚本的参数的个数
    • $@ $* 只在被双引号包起来的时候才会有差异
  • set — 清空所有位置变量

退出状态

• 进程使用退出状态来报告成功或失败
  • 0 代表成功，1－255代表失败
  • $? 变量保存最近的命令退出状态
• 例如：
  • ping -c1 -W1 hostdown &> /dev/null
  • echo $?

退出状态码

• bash自定义退出状态码
• exit[n]：自定义退出状态码
  • 注意：脚本中一旦遇到exit命令，脚本会立即终止；终止退出状态取决于exit命令后面的数字
  • 注意：如果未给脚本指定退出状态码，整个脚本的退出状态码取决于脚本中执行的最后一条命令的状态码
• bash中的算术运算:helplet
  • +, -, *, /, %取模（取余）, **（乘方）
  • 实现算术运算：
    • let var=算术表达式，如：let c = a+b,echo $c
    • var=$[算术表达式]
    • var=$((算术表达式))
    • var=$(expr arg1 arg2 arg3…)
    • declare –ivar = 数值
    • echo‘算术表达式’ | bc
  • 乘法符号有些场景中需要转义，如*
  • bash有内建的随机数生成器：
    • $RANDOM（0-32767） echo$[$RANDOM%50] ：0-49之间随机数

赋值

• 增强型赋值：
  • +=, -=, *=, /=, %=
• letvarOPERvalue
  • 例如:let count+=3
  • 自加3后自赋值
• 自增，自减：
  • let var+=1
  • let var++
  • let var-=1
  • let var–

练习

• 1、编写脚本/root/bin/sumid.sh，计算/etc/passwd文件中的第10个用户和第20用户的ID之和
• 2、编写脚本/root/bin/sumspace.sh，传递两个文件路径作为参数给脚本，计算这两个文件中所有空白行之和
• 3、编写脚本/root/bin/sumfile.sh,统计/etc, /var, /usr目录中共有多少个一级子目录和文件

逻辑运算

• true,false
  • 1, 0
• 与：
  • 1 与 1 = 1
  • 1 与 0 = 0
  • 0 与 1 = 0
  • 0 与 0 = 0

• 或:
  • 1 或 1 = 1
  • 1 或 0 = 1
  • 0 或 1 = 1
  • 0 或 0 = 0

• 非：！
  • ! 1 = 0
  • ! 0 = 1
• 短路运算
  • 短路与
    • 第一个为0，结果必定为0
    • 第一个为1，第二个必须要参与运算
  • 短路或
    • 第一个为1，结果必定为1
    • 第一个为0，第二个必须要参与运算
• 异或：^
  • 异或的两个值,相同为假，不同为真

条件测试

• 判断某需求是否满足，需要由测试机制来实现；专用的测试表达式需要由测试命令辅助完成测试过程

• 评估布尔声明，以便用在条件性执行中
  • 若真，则返回0
  • 若假，则返回1
• 测试命令：
  • testEXPRESSION
  • [ EXPRESSION]
  • [[ EXPRESSION]]
  • 注意：EXPRESSION前后必须有空白字符

条件性的执行操作符

• 根据退出状态而定，命令可以有条件地运行
  • &&代表条件性的AND THEN
  • || 代表条件性的OR ELSE
• 例如：
  • grep -q no_such_user /etc/passwd \
  • || echo ‘No such user’
  • No such user
  • ping -c1 -W2 station1 &> /dev/null \

&& echo “station1is up” \

|| (echo ‘station1 is unreachable’; exit 1)

station1 is up

test命令

• 长格式的例子：
  • test “$A” = “$B” && echo “Strings are equal”
  • test “$A”-eq “$B” && echo “Integers are equal”
• 简写格式的例子：
  • [ “$A” = “$B” ] && echo “Strings are equal”
  • [ “$A” -eq “$B” ] && echo “Integers are equal”

bash的数值测试

• -v VAR
  • 变量VAR是否设置
• 数值测试：
  • -gt 是否大于
  • -ge 是否大于等于
  • -eq 是否等于
  • -ne 是否不等于
  • -lt 是否小于
  • -le 是否小于等于

bash的字符串测试

• 字符串测试：
  • = 是否等于
  • ascii码是否大于ascii码
  • < 是否小于
  • != 是否不等于
  • =~ 左侧字符串是否能够被右侧的PATTERN所匹配
  • 注意: 此表达式一般用于[[ ]]中；扩展的正则表达式
  • -z “STRING“ 字符串是否为空，空为真，不空为假
  • -n “STRING“ 字符串是否不空，不空为真，空为假
• 注意：用于字符串比较时的用到的操作数都应该使用引号

练习

• 1、编写脚本/root/bin/argsnum.sh，接受一个文件路径作为参数；如果参数个数小于1，则提示用户“至少应该给一个参数”，并立即退出；如果参数个数不小于1，则显示第一个参数所指向的文件中的空白行数
• 2、编写脚本/root/bin/hostping.sh，接受一个主机的IPv4地址做为参数，测试是否可连通。如果能ping通，则提示用户“该IP地址可访问”；如果不可ping通，则提示用户“该IP地址不可访问”
• 3、编写脚本/root/bin/checkdisk.sh，检查磁盘分区空间和inode使用率，如果超过80%，就发广播警告空间将满

bash的文件测试

• 存在性测试
  • -a FILE：同-e
  • -e FILE: 文件存在性测试，存在为真，否则为假
• 存在性及类别测试
  • -b FILE：是否存在且为块设备文件
  • -c FILE：是否存在且为字符设备文件
  • -d FILE：是否存在且为目录文件
  • -f FILE：是否存在且为普通文件
  • -h FILE 或 -L FILE：存在且为符号链接文件
  • -p FILE：是否存在且为命名管道文件
  • -S FILE：是否存在且为套接字文件

bash的文件权限测试

• 文件权限测试：
  • -r FILE：是否存在且可读
  • -w FILE: 是否存在且可写
  • -x FILE: 是否存在且可执行
• 文件特殊权限测试：
  • -u FILE：是否存在且拥有suid权限
  • -g FILE：是否存在且拥有sgid权限
  • -k FILE：是否存在且拥有sticky权限

bash的文件属性测试

• 文件大小测试：
  • -s FILE: 是否存在且非空
• 文件是否打开：
  • -t fd: fd 文件描述符是否在某终端已经打开
  • -N FILE：文件自从上一次被读取之后是否被修改过
  • -O FILE：当前有效用户是否为文件属主
  • -G FILE：当前有效用户是否为文件属组

• 双目测试：
  • FILE1 -ef FILE2: FILE1是否是FILE2的硬链接
  • FILE1 -nt FILE2: FILE1是否新于FILE2（mtime）
  • FILE1 -ot FILE2: FILE1是否旧于FILE2

bash的组合测试条件

• 第一种方式：
  • COMMAND1 && COMMAND2 并且
  • COMMAND1 || COMMAND2 或者
  • ! COMMAND 非
  • 如：[[ -r FILE ]] && [[ -w FILE ]]
• 第二种方式：
  • EXPRESSION1 -a EXPRESSION2 并且
  • EXPRESSION1 -o EXPRESSION2 或者
  • ! EXPRESSION
  • 必须使用测试命令进行
• 示例：
  • [ -z “$HOSTNAME” -o $HOSTNAME “==\
  • “localhost.localdomain” ] && hostname www.duanx.vip
  • [ -f /bin/cat -a -x /bin/cat ] && cat /etc/fstab

练习

• 1、编写脚本/bin/per.sh,判断当前用户对指定参数文件，是否不可读并且不可写
• 2、编写脚本/root/bin/excute.sh，判断参数文件是否为sh后缀的普通文件，如果是，添加所有人可执行权限，否则提示用户非脚本文件
• 3、编写脚本/root/bin/nologin.sh和login.sh,实现禁止和充许普通用户登录系统

使用read命令来接受输入

• 使用read来把输入值分配给一个或多个shell变量
  • -p 指定要显示的提示
  • -s 静默输入，一般用于密码
  • -n N 指定输入的字符长度N
  • -d ‘字符’ 输入结束符
  • -t N TIMEOUT为N秒
  • read 从标准输入中读取值，给每个单词分配一个变量所有剩余单词都被分配给最后一个变量
  • read -p “Enter a filename: “ FILE

bash如何展开命令行

• 把命令行分成单个命令词
• 展开别名
• 展开大括号的声明（{}）
• 展开波浪符声明（~）
• 命令替换$() 和 “）
• 再次把命令行分成命令词
• 展开文件通配（*、?、[abc]等等）
• 准备I/0重导向（<、>）
• 运行命令

防止扩展

• 反斜线（\）会使随后的字符按原意解释
  • $ echo Your cost: \$5.00
  • Your cost: $5.00
• 加引号来防止扩展
  • 单引号（’）防止所有扩展
  • 双引号（”）也防止所有扩展，但是以下情况例外：

bash的配置文件

• 按生效范围划分，存在两类：
• 全局配置：
  • /etc/profile
  • /etc/profile.d/*.sh
  • /etc/bashrc
• 个人配置：
  • ~/.bash_profile
  • ~/.bashrc

shell登录两种方式

• 交互式登录：
  • 直接通过终端输入账号密码登录
  • 使用“su – UserName” 切换的用户
  • 执行顺序：/etc/profile –> /etc/profile.d/*.sh –> ~/.bash_profile –>~/.bashrc –> /etc/bashrc

• 非交互式登录：
  • （1）suUserName
  • （2）图形界面下打开的终端
  • （3）执行脚本
  • （4）任何其它的bash实例
  • 执行顺序： ~/.bashrc –> /etc/bashrc –> /etc/profile.d/*.sh

profile类

• 按功能划分，存在两类：
  • profile类和bashrc类
• profile类：为交互式登录的shell提供配置
  • 全局：/etc/profile, /etc/profile.d/*.sh
  • 个人：~/.bash_profile
  • 功用：
    • 用于定义环境变量
    • 运行命令或脚本

bashrc类

• bashrc类：为非交互式和交互式登录的shell提供配置
  • 全局：/etc/bashrc
  • 个人：~/.bashrc
  • 功用：
    • 定义命令别名和函数
    • 定义本地变量

编辑配置文件生效

• 修改profile和bashrc文件后需生效
  • 两种方法:
    • （1）重新启动shell进程
    • （2）.或source
  • 例:. ~/.bashrc

bash退出任务

• 保存在~/.bash_logout文件中（用户）
• 在退出登录shell时运行
• 用于
  • 创建自动备份
  • 清除临时文件

$-变量

• h：hashall，打开这个选项后，Shell会将命令所在的路径hash下来，避免每次都要查询。通过set +h将h选项关闭
• i：interactive-comments，包含这个选项说明当前的 shell是一个交互式的shell。所谓的交互式shell,在脚本中，i选项是关闭的。
• m：monitor，打开监控模式，就可以通过Jobcontrol来控制进程的停止、继续，后台或者前台执行等。

• B：braceexpand，大括号扩展
• H：history，H选项打开，可以展开历史列表中的命令，可以通过!感叹号来完成，例如“!!”返回上最近的一个历史命令，“!n”返回第 n个历史命令

练习

• 1、让所有用户的PATH环境变量的值多出一个路径，例如：/usr/local/apache/bin

• 2、用户root登录时，将命令指示符变成红色，并自动启用如下别名： rm=‘rm–i’

cdnet=‘cd /etc/sysconfig/network-scripts/’

editnet=‘vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0’

editnet=‘vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eno16777736 或ifcfg-ens33 ’ (如果系统是CentOS7)

• 3、任意用户登录系统时，显示红色字体的警示提醒信息“Hi,dangerous！”
• 4、编写生成脚本基本格式的脚本，包括作者，联系方式，版本，时间，描述等
• 5、编写用户的环境初始化脚本reset.sh，包括别名，登录提示符，vim的设置， 环境变量等

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