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Daniel Robbins (drobbins@gentoo.org), 總裁兼 CEO, Gentoo Technologies, Inc. 2000 年 3 月 01 日 通 過(guò)學(xué)習如何使用 bash 腳本語(yǔ)言編程，將使 Linux 的日常交互更有趣和有生產(chǎn)力，同時(shí)還可以利用那些已熟悉和喜愛(ài)的標準 UNIX 概念（如管道和重定向）。在此三部分系列中，Daniel Robbins 將以示例指導您如何用 bash 編程。他將講述非?；镜闹R（這使此系列十分適合初學(xué)者），并在后續系列中逐步引入更高級特性。 您可能要問(wèn)：為什么要學(xué)習 Bash 編程？好，以下是幾條令人信服的理由： 已經(jīng)在運行它 如果查看一下，可能會(huì )發(fā)現：您現在正在運行 bash。因為 bash 是標準 Linux shell，并用于各種目的，所以，即使更改了缺省 shell，bash 可能 仍 在系統中某處運行。因為 bash 已在運行，以后運行的任何 bash 腳本都天生是有效利用內存的，因為它們與任何已運行的 bash 進(jìn)程共享內存。如果正在運行的工具可以勝任工作，并且做得很好，為什么還要裝入一個(gè) 500K 的解釋器？
已經(jīng)在使用它 不僅在運行 bash，實(shí)際上，您每天還在與 bash 打交道。它總在那里，因此學(xué)習如何最大限度使用它是有意義的。這樣做將使您的 bash 經(jīng)驗更有趣和有生產(chǎn)力。但是為什么要學(xué)習 bash 編程 ？很簡(jiǎn)單，因為您已在考慮如何運行命令、CPing 文件以及管道化和重定向輸出。為什么不學(xué)習一種語(yǔ)言，以便使用和利用那些已熟悉和喜愛(ài)的強大省時(shí)的概念？命令 shell 開(kāi)啟了 UNIX 系統的潛能，而 bash 正是 這個(gè) Linux shell。它是您和機器之間的高級紐帶。增長(cháng) bash 知識吧，這將自動(dòng)提高您在 Linux 和 UNIX 中的生產(chǎn)力 -- 就那么簡(jiǎn)單。
Bash 困惑 以錯誤方式學(xué)習 bash 令人十分困惑。許多新手輸入 "man bash" 來(lái)查看 bash 幫助頁(yè)，但只得到非常簡(jiǎn)單和技術(shù)方面的 shell 功能性描述。還有人輸入 "info bash"（來(lái)查看 GNU 信息文檔），只能得到重新顯示的幫助頁(yè)，或者（如果幸運）略為友好的信息文檔。 盡管這可能使初學(xué)者有些失望，但標準 bash 文檔無(wú)法滿(mǎn)足所有人的要求，它只適合那些已大體熟悉 shell 編程的人。幫助頁(yè)中確實(shí)有很多極好的技術(shù)信息，但對初學(xué)者的幫助卻有限。 這就是本系列的目的所在。在本系列中，我將講述如何實(shí)際使用 bash 編程概念，以便編寫(xiě)自己的腳本。與技術(shù)描述不同，我將以簡(jiǎn)單的語(yǔ)言為您解釋?zhuān)鼓粌H知道事情做什么，還知道應在何時(shí)使用。在此三部分系列末尾，您將可以自己編寫(xiě)復雜的 bash 腳本，并可以自如地使用 bash 以及通過(guò)閱讀（和理解）標準 bash 文檔來(lái)補充知識。讓我們開(kāi)始吧。
環(huán)境變量 在 bash 和幾乎所有其它 shell 中，用戶(hù)可以定義環(huán)境變量，這些環(huán)境變量在以 ASCII 字符串存儲。環(huán)境變量的最便利之處在于：它們是 UNIX 進(jìn)程模型的標準部分。這意味著(zhù)：環(huán)境變量不僅由 shell 腳本獨用，而且還可以由編譯過(guò)的標準程序使用。當在 bash 中“導出”環(huán)境變量時(shí)，以后運行的任何程序，不管是不是 shell 腳本，都可以讀取設置。一個(gè)很好的例子是 vipw 命令，它通常允許 root 用戶(hù)編輯系統口令文件。通過(guò)將 EDITOR 環(huán)境變量設置成喜愛(ài)的文本編輯器名稱(chēng)，可以配置 vipw，使其使用該編輯器，而不使用 vi，如果習慣于 xemacs 而確實(shí)不喜歡 vi，那么這是很便利的。 在 bash 中定義環(huán)境變量的標準方法是：
以上命令定義了一個(gè)名為 "myvar" 的環(huán)境變量，并包含字符串 "This is my environment variable!"。以上有幾點(diǎn)注意事項：第一，在等號 "=" 的兩邊沒(méi)有空格，任何空格將導致錯誤（試一下看看）。第二個(gè)件要注意的事是：雖然在定義一個(gè)字時(shí)可以省略引號，但是當定義的環(huán)境變量值多于一個(gè)字時(shí)（包含空格或制表鍵），引號是必須的。
第三，雖然通?？梢杂秒p引號來(lái)替代單引號，但在上例中，這樣做會(huì )導致錯誤。為什么呢？因為使用單引號禁用了稱(chēng)為擴展的 bash 特性，其中，特殊字符和字符系列由值替換。例如，"!" 字符是歷史擴展字符，bash 通常將其替換為前面輸入的命令。（本系列文章中將不講述歷史擴展，因為它在 bash 編程中不常用。有關(guān)歷史擴展的詳細信息，請參閱 bash 幫助頁(yè)中的“歷史擴展”一節。）盡管這個(gè)類(lèi)似于宏的功能很便利，但我們現在只想在環(huán)境變量后面加上一個(gè)簡(jiǎn)單的感嘆號，而不是宏。 現在，讓我們看一下如何實(shí)際使用環(huán)境變量。這有一個(gè)例子：
通過(guò)在環(huán)境變量的前面加上一個(gè) $，可以使 bash 用 myvar 的值替換它。這在 bash 術(shù)語(yǔ)中叫做“變量擴展”。但是，這樣做將怎樣：
我們希望回顯 "fooThis is my environment variable!bar"，但卻不是這樣。錯在哪里？簡(jiǎn)單地說(shuō)，bash 變量擴展設施陷入了困惑。它無(wú)法識別要擴展哪一個(gè)變量：$m、$my、$myvar 、$myvarbar 等等。如何更明確清楚地告述 bash 引用哪一個(gè)變量？試一下這個(gè)：
如您所見(jiàn)，當環(huán)境變量沒(méi)有與周?chē)谋久黠@分開(kāi)時(shí)，可以用花括號將它括起。雖然 $myvar 可以更快輸入，并且在大多數情況下正確工作，但 ${myvar} 卻能在幾乎所有情況下正確通過(guò)語(yǔ)法分析。除此之外，二者相同，將在本系列的余下部分看到變量擴展的兩種形式。請記?。寒敪h(huán)境變量沒(méi)有用空白（空格或制表鍵）與周?chē)谋痉珠_(kāi)時(shí)，請使用更明確的花括號形式。 回想一下，我們還提到過(guò)可以“導出”變量。當導出環(huán)境變量時(shí)，它可以自動(dòng)地由以后運行的任何腳本或可執行程序環(huán)境使用。shell 腳本可以使用 shell 的內置環(huán)境變量支持“到達”環(huán)境變量，而 C 程序可以使用 getenv() 函數調用。這里有一些 C 代碼示例，輸入并編譯它們 -- 它將幫助我們從 C 的角度理解環(huán)境變量： myvar.c -- 樣本環(huán)境變量 C 程序
將上面的代碼保存到文件 myenv.c 中，然后發(fā)出以下命令進(jìn)行編譯：
現在，目錄中將有一個(gè)可執行程序，它在運行時(shí)將打印 EDITOR 環(huán)境變量的值（如果有值的話(huà)）。這是在我機器上運行時(shí)的情況：
啊... 因為沒(méi)有將 EDITOR 環(huán)境變量設置成任何值，所以 C 程序得到一個(gè)空字符串。讓我們試著(zhù)將它設置成特定值：
雖然希望 myenv 打印值 "xemacs"，但是因為還沒(méi)有導出環(huán)境變量，所以它卻沒(méi)有很好地工作。這次讓它正確工作：
現在，如您親眼所見(jiàn)：不導出環(huán)境變量，另一個(gè)進(jìn)程（在本例中是示例 C 程序）就看不到環(huán)境變量。順便提一句，如果愿意，可以在一行定義并導出環(huán)境變量，如下所示：
這與兩行版本的效果相同?，F在該演示如何使用 unset 來(lái)除去環(huán)境變量：
截斷字符串概述 截斷字符串是將初始字符串截斷成較小的獨立塊，它是一般 shell 腳本每天執行的任務(wù)之一。很多時(shí)候，shell 腳本需要采用全限定路徑，并找到結束的文件或目錄。雖然可以用 bash 編碼實(shí)現（而且有趣），但標準 basename UNIX 可執行程序可以極好地完成此工作：
Basename 是一個(gè)截斷字符串的極簡(jiǎn)便工具。它的相關(guān)命令 dirname 返回 basename 丟棄的“另”一部分路徑。
命令替換 需要知道一個(gè)簡(jiǎn)便操作：如何創(chuàng )建一個(gè)包含可執行命令結果的環(huán)境變量。這很容易：
上面所做的稱(chēng)為“命令替換”。此例中有幾點(diǎn)需要指出。在第一行，簡(jiǎn)單地將要執行的命令以 反引號 括起。那不是標準的單引號，而是鍵盤(pán)中通常位于 Tab 鍵之上的單引號?？梢杂?bash 備用命令替換語(yǔ)法來(lái)做同樣的事：
如您所見(jiàn)，bash 提供多種方法來(lái)執行完全一樣的操作。使用命令替換可以將任何命令或命令管道放在 ` ` 或 $( ) 之間，并將其分配給環(huán)境變量。真方便！下面是一個(gè)例子，演示如何在命令替換中使用管道：
象專(zhuān)業(yè)人員那樣截斷字符串 盡管 basename 和 dirname 是很好的工具，但有時(shí)可能需要執行更高級的字符串“截斷”，而不只是標準的路徑名操作。當需要更強的說(shuō)服力時(shí)，可以利用 bash 內置的變量擴展功能。已經(jīng)使用了類(lèi)似于 ${MYVAR} 的標準類(lèi)型的變量擴展。但是 bash 自身也可以執行一些便利的字符串截斷?？匆幌逻@些例子：
在第一個(gè)例子中，輸入了 ${MYVAR##*fo}。它的確切含義是什么？基本上，在 ${ } 中輸入環(huán)境變量名稱(chēng)，兩個(gè) ##，然后是通配符 ("*fo")。然后，bash 取得 MYVAR，找到從字符串 "foodforthought.jpg" 開(kāi)始處開(kāi)始、且匹配通配符 "*fo" 的 最長(cháng) 子字符串，然后將其從字符串的開(kāi)始處截去。剛開(kāi)始理解時(shí)會(huì )有些困難，為了感受一下這個(gè)特殊的 "##" 選項如何工作，讓我們一步步地看看 bash 如何完成這個(gè)擴展。首先，它從 "foodforthought.jpg" 的開(kāi)始處搜索與 "*fo" 通配符匹配的子字符串。以下是檢查到的子字符串：
在搜索了匹配的字符串之后，可以看到 bash 找到兩個(gè)匹配。它選擇最長(cháng)的匹配，從初始字符串的開(kāi)始處除去，然后返回結果。 上面所示的第二個(gè)變量擴展形式看起來(lái)與第一個(gè)相同，但是它只使用一個(gè) "#" -- 并且 bash 執行 幾乎 同樣的過(guò)程。它查看與第一個(gè)例子相同的子字符串系列，但是 bash 從初始字符串除去 最短 的匹配，然后返回結果。所以，一查到 "fo" 子字符串，它就從字符串中除去 "fo"，然后返回 "odforthought.jpg"。 這樣說(shuō)可能會(huì )令人十分困惑，下面以一簡(jiǎn)單方式記住這個(gè)功能。當搜索最長(cháng)匹配時(shí)，使用 ##（因為 ## 比 # 長(cháng)）。當搜索最短匹配時(shí)，使用 #?？?，不難記吧！等一下，怎樣記住應該使用 ‘#‘ 字符來(lái)從字符串開(kāi)始部分除去？很簡(jiǎn)單！注意到了嗎：在美國鍵盤(pán)上，shift-4 是 "$"，它是 bash 變量擴展字符。在鍵盤(pán)上，緊靠 "$" 左邊的是 "#"。這樣，可以看到："#" 位于 "$" 的“開(kāi)始處”，因此（根據我們的記憶法），"#" 從字符串的開(kāi)始處除去字符。您可能要問(wèn)：如何從字符串末尾除去字符。如果猜到我們使用美國鍵盤(pán)上緊靠 "$" 右邊 的字符 ("%)，那就猜對了。這里有一些簡(jiǎn)單的例子，解釋如何截去字符串的末尾部分：
正如您所見(jiàn)，除了將匹配通配符從字符串末尾除去之外，% 和 %% 變量擴展選項與 # 和 ## 的工作方式相同。請注意：如果要從末尾除去特定子字符串，不必使用 "*" 字符：
在此例中，使用 "%%" 或 "%" 并不重要，因為只能有一個(gè)匹配。還要記?。喝绻浟藨撌褂?"#" 還是 "%"，則看一下鍵盤(pán)上的 3、4 和 5 鍵，然后猜出來(lái)。 可以根據特定字符偏移和長(cháng)度，使用另一種形式的變量擴展，來(lái)選擇特定子字符串。試著(zhù)在 bash 中輸入以下行：
這種形式的字符串截斷非常簡(jiǎn)便，只需用冒號分開(kāi)來(lái)指定起始字符和子字符串長(cháng)度。
應用字符串截斷 現在我們已經(jīng)學(xué)習了所有截斷字符串的知識，下面寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單短小的 shell 腳本。我們的腳本將接受一個(gè)文件作為自變量，然后打?。涸撐募欠袷且粋€(gè) tar 文件。要確定它是否是 tar 文件，將在文件末尾查找模式 ".tar"。如下所示： mytar.sh -- 一個(gè)簡(jiǎn)單的腳本
要運行此腳本，將它輸入到文件 mytar.sh 中，然后輸入 "chmod 755 mytar.sh"，生成可執行文件。然后，如下做一下 tar 文件試驗：
好，成功運行，但是不太實(shí)用。在使它更實(shí)用之前，先看一下上面使用的 "if" 語(yǔ)句。語(yǔ)句中使用了一個(gè)布爾表達式。在 bash 中，"=" 比較運算符檢查字符串是否相等。在 bash 中，所有布爾表達式都用方括號括起。但是布爾表達式實(shí)際上測試什么？讓我們看一下左邊。根據前面所學(xué)的字符串截斷知識，"${1##*.}" 將從環(huán)境變量 "1" 包含的字符串開(kāi)始部分除去最長(cháng)的 "*." 匹配，并返回結果。這將返回文件中最后一個(gè) "." 之后的所有部分。顯然，如果文件以 ".tar" 結束，結果將是 "tar"，條件也為真。 您可能會(huì )想：開(kāi)始處的 "1" 環(huán)境變量是什么。很簡(jiǎn)單 -- $1 是傳給腳本的第一個(gè)命令行自變量，$2 是第二個(gè)，以此類(lèi)推。好，已經(jīng)回顧了功能，下面來(lái)初探 "if" 語(yǔ)句。
If 語(yǔ)句 與大多數語(yǔ)言一樣，bash 有自己的條件形式。在使用時(shí)，要遵循以上格式；即，將 "if" 和 "then" 放在不同行，并使 "else" 和結束處必需的 "fi" 與它們水平對齊。這將使代碼易于閱讀和調試。除了 "if,else" 形式之外，還有其它形式的 "if" 語(yǔ)句：
只有當
以上 "elif" 形式將連續測試每個(gè)條件，并執行符合第一個(gè) 真 條件的操作。如果沒(méi)有條件為真，則將執行 "else" 操作，如果有一個(gè)條件為真，則繼續執行整個(gè) "if,elif,else" 語(yǔ)句之后的行。
下一次 我們已經(jīng)學(xué)習了最基本的 bash 功能，現在要加快腳步，準備編寫(xiě)一些實(shí)際腳本。在下一篇中，將講述循環(huán)概念、函數、名稱(chēng)空間和其它重要主題。然后，將準備好編寫(xiě)一些更復雜的腳本。在第三篇中，將重點(diǎn)講述一些非常復雜的腳本和功能，以及幾個(gè) bash 腳本設計選項。再見(jiàn)！ 參考資料
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