bash1
Bourneagainshell(bash)基本编程
2000年3月01日
通过学习如何使用bash脚本语言编程，将使Linux的日常交互更有趣和有生产力，同时还可以利用那些已熟悉和喜爱的标准UNIX概念（如管道和重定向）。在此三部分系列中，DanielRobbins将以示例指导您如何用bash编程。他将讲述非常基本的知识（这使此系列十分适合初学者），并在后续系列中逐步引入更高级特性。
您可能要问：为什么要学习Bash编程？好，以下是几条令人信服的理由：
如果查看一下，可能会发现：您现在正在运行bash。因为bash是标准Linuxshell，并用于各种目的，所以，即使更改了缺省shell，bash可能仍在系统中某处运行。因为bash已在运行，以后运行的任何bash脚本都天生是有效利用内存的，因为它们与任何已运行的bash进程共享内存。如果正在运行的工具可以胜任工作，并且做得很好，为什么还要装入一个500K的解释器？
不仅在运行bash，实际上，您每天还在与bash打交道。它总在那里，因此学习如何最大限度使用它是有意义的。这样做将使您的bash经验更有趣和有生产力。但是为什么要学习bash编程？很简单，因为您已在考虑如何运行命令、CPing文件以及管道化和重定向输出。为什么不学习一种语言，以便使用和利用那些已熟悉和喜爱的强大省时的概念？命令shell开启了UNIX系统的潜能，而bash正是这个Linuxshell。它是您和机器之间的高级纽带。增长bash知识吧，这将自动提高您在Linux和UNIX中的生产力--就那么简单。
以错误方式学习bash令人十分困惑。许多新手输入"manbash"来查看bash帮助页，但只得到非常简单和技术方面的shell功能性描述。还有人输入"infobash"（来查看GNU信息文档），只能得到重新显示的帮助页，或者（如果幸运）略为友好的信息文档。
尽管这可能使初学者有些失望，但标准bash文档无法满足所有人的要求，它只适合那些已大体熟悉shell编程的人。帮助页中确实有很多极好的技术信息，但对初学者的帮助却有限。
这就是本系列的目的所在。在本系列中，我将讲述如何实际使用bash编程概念，以便编写自己的脚本。与技术描述不同，我将以简单的语言为您解释，使您不仅知道事情做什么，还知道应在何时使用。在此三部分系列末尾，您将可以自己编写复杂的bash脚本，并可以自如地使用bash以及通过阅读（和理解）标准bash文档来补充知识。让我们开始吧。
在bash和几乎所有其它shell中，用户可以定义环境变量，这些环境变量在以ASCII字符串存储。环境变量的最便利之处在于：它们是UNIX进程模型的标准部分。这意味着：环境变量不仅由shell脚本独用，而且还可以由编译过的标准程序使用。当在bash中“导出”环境变量时，以后运行的任何程序，不管是不是shell脚本，都可以读取设置。一个很好的例子是vipw命令，它通常允许root用户编辑系统口令文件。通过将EDITOR环境变量设置成喜爱的文本编辑器名称，可以配置vipw，使其使用该编辑器，而不使用vi，如果习惯于xemacs而确实不喜欢vi，那么这是很便利的。
在bash中定义环境变量的标准方法是：
C代码$myvar='Thisismyenvironmentvariable!'$myvar='Thisismyenvironmentvariable!'
以上命令定义了一个名为"myvar"的环境变量，并包含字符串"Thisismyenvironmentvariable!"。以上有几点注意事项：第一，在等号"="的两边没有空格，任何空格将导致错误（试一下看看）。第二个件要注意的事是：虽然在定义一个字时可以省略引号，但是当定义的环境变量值多于一个字时（包含空格或制表键），引号是必须的。
第三，虽然通常可以用双引号来替代单引号，但在上例中，这样做会导致错误。为什么呢？因为使用单引号禁用了称为扩展的bash特性，其中，特殊字符和字符系列由值替换。例如，"!"字符是历史扩展字符，bash通常将其替换为前面输入的命令。（本系列文章中将不讲述历史扩展，因为它在bash编程中不常用。有关历史扩展的详细信息，请参阅bash帮助页中的“历史扩展”一节。）尽管这个类似于宏的功能很便利，但我们现在只想在环境变量后面加上一个简单的感叹号，而不是宏。
现在，让我们看一下如何实际使用环境变量。这有一个例子：
$echo$myvar
Thisismyenvironmentvariable!
通过在环境变量的前面加上一个$，可以使bash用myvar的值替换它。这在bash术语中叫做“变量扩展”。但是，这样做将怎样：
$echofoo$myvarbar
foo
我们希望回显"fooThisismyenvironmentvariable!bar"，但却不是这样。错在哪里？简单地说，bash变量扩展设施陷入了困惑。它无法识别要扩展哪一个变量：$m、$my、$myvar、$myvarbar等等。如何更明确清楚地告述bash引用哪一个变量？试一下这个：
$echofoo${myvar}bar
fooThisismyenvironmentvariable!bar
如您所见，当环境变量没有与周围文本明显分开时，可以用花括号将它括起。虽然$myvar可以更快输入，并且在大多数情况下正确工作，但${myvar}却能在几乎所有情况下正确通过语法分析。除此之外，二者相同，将在本系列的余下部分看到变量扩展的两种形式。请记住：当环境变量没有用空白（空格或制表键）与周围文本分开时，请使用更明确的花括号形式。
回想一下，我们还提到过可以“导出”变量。当导出环境变量时，它可以自动地由以后运行的任何脚本或可执行程序环境使用。shell脚本可以使用shell的内置环境变量支持“到达”环境变量，而C程序可以使用getenv()函数调用。这里有一些C代码示例，输入并编译它们--它将帮助我们从C的角度理解环境变量：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
intmain(void){
char*myenvvar=getenv("EDITOR");
printf("Theeditorenvironmentvariableissetto%s\n",myenvvar);
}
将上面的代码保存到文件myenv.c中，然后发出以下命令进行编译：
$gccmyenv.c-omyenv
现在，目录中将有一个可执行程序，它在运行时将打印EDITOR环境变量的值（如果有值的话）。这是在我机器上运行时的情况：
$./myenv
Theeditorenvironmentvariableissetto(null)
啊...因为没有将EDITOR环境变量设置成任何值，所以C程序得到一个空字符串。让我们试着将它设置成特定值：
$EDITOR=xemacs
$./myenv
Theeditorenvironmentvariableissetto(null)
虽然希望myenv打印值"xemacs"，但是因为还没有导出环境变量，所以它却没有很好地工作。这次让它正确工作：
$exportEDITOR
$./myenv
Theeditorenvironmentvariableissettoxemacs
现在，如您亲眼所见：不导出环境变量，另一个进程（在本例中是示例C程序）就看不到环境变量。顺便提一句，如果愿意，可以在一行定义并导出环境变量，如下所示：
$exportEDITOR=xemacs
这与两行版本的效果相同。现在该演示如何使用unset来除去环境变量：
$unsetEDITOR
$./myenv
Theeditorenvironmentvariableissetto(null)
截断字符串是将初始字符串截断成较小的独立块，它是一般shell脚本每天执行的任务之一。很多时候，shell脚本需要采用全限定路径，并找到结束的文件或目录。虽然可以用bash编码实现（而且有趣），但标准basenameUNIX可执行程序可以极好地完成此工作：
$basename/usr/local/share/doc/foo/foo.txt
foo.txt
$basename/usr/home/drobbins
drobbins
Basename是一个截断字符串的极简便工具。它的相关命令dirname返回basename丢弃的“另”一部分路径。
$dirname/usr/local/share/doc/foo/foo.txt
/usr/local/share/doc/foo
$dirname/usr/home/drobbins/
/usr/home
需要知道一个简便操作：如何创建一个包含可执行命令结果的环境变量。这很容易：
$MYDIR=`dirname/usr/local/share/doc/foo/foo.txt`
$echo$MYDIR
/usr/local/share/doc/foo
上面所做的称为“命令替换”。此例中有几点需要指出。在第一行，简单地将要执行的命令以反引号括起。那不是标准的单引号，而是键盘中通常位于Tab键之上的单引号。可以用bash备用命令替换语法来做同样的事：
$MYDIR=$(dirname/usr/local/share/doc/foo/foo.txt)
$echo$MYDIR
/usr/local/share/doc/foo
如您所见，bash提供多种方法来执行完全一样的操作。使用命令替换可以将任何命令或命令管道放在``或$()之间，并将其分配给环境变量。真方便！下面是一个例子，演示如何在命令替换中使用管道：
MYFILES=$(ls/etc|greppa)
bash-2.03$echo$MYFILES
pam.dpasswd
尽管basename和dirname是很好的工具，但有时可能需要执行更高级的字符串“截断”，而不只是标准的路径名操作。当需要更强的说服力时，可以利用bash内置的变量扩展功能。已经使用了类似于${MYVAR}的标准类型的变量扩展。但是bash自身也可以执行一些便利的字符串截断。看一下这些例子：
$MYVAR=foodforthought.jpg
$echo${MYVAR##*fo}
rthought.jpg
$echo${MYVAR#*fo}
odforthought.jpg
在第一个例子中，输入了${MYVAR##*fo}。它的确切含义是什么？基本上，在${}中输入环境变量名称，两个##，然后是通配符("*fo")。然后，bash取得MYVAR，找到从字符串"foodforthought.jpg"开始处开始、且匹配通配符"*fo"的最长子字符串，然后将其从字符串的开始处截去。刚开始理解时会有些困难，为了感受一下这个特殊的"##"选项如何工作，让我们一步步地看看bash如何完成这个扩展。首先，它从"foodforthought.jpg"的开始处搜索与"*fo"通配符匹配的子字符串。以下是检查到的子字符串：
f
foMATCHES*fo
foo
food
foodf
foodfoMATCHES*fo
foodfor
foodfort
foodforth
foodfortho
foodforthou
foodforthoug
foodforthought
foodforthought.j
foodforthought.jp
foodforthought.jpg
在搜索了匹配的字符串之后，可以看到bash找到两个匹配。它选择最长的匹配，从初始字符串的开始处除去，然后返回结果。
上面所示的第二个变量扩展形式看起来与第一个相同，但是它只使用一个"#"--并且bash执行几乎同样的过程。它查看与第一个例子相同的子字符串系列，但是bash从初始字符串除去最短的匹配，然后返回结果。所以，一查到"fo"子字符串，它就从字符串中除去"fo"，然后返回"odforthought.jpg"。
这样说可能会令人十分困惑，下面以一简单方式记住这个功能。当搜索最长匹配时，使用##（因为##比#长）。当搜索最短匹配时，使用#。看，不难记吧！等一下，怎样记住应该使用'#'字符来从字符串开始部分除去？很简单！注意到了吗：在美国键盘上，shift-4是"$"，它是bash变量扩展字符。在键盘上，紧靠"$"左边的是"#"。这样，可以看到："#"位于"$"的“开始处”，因此（根据我们的记忆法），"#"从字符串的开始处除去字符。您可能要问：如何从字符串末尾除去字符。如果猜到我们使用美国键盘上紧靠"$"右边的字符("%)，那就猜对了。这里有一些简单的例子，解释如何截去字符串的末尾部分：
$MYFOO="chickensoup.tar.gz"
$echo${MYFOO%%.*}
chickensoup
$echo${MYFOO%.*}
chickensoup.tar
正如您所见，除了将匹配通配符从字符串末尾除去之外，%和%%变量扩展选项与#和##的工作方式相同。请注意：如果要从末尾除去特定子字符串，不必使用"*"字符：
MYFOOD="chickensoup"
$echo${MYFOOD%%soup}
chicken
在此例中，使用"%%"或"%"并不重要，因为只能有一个匹配。还要记住：如果忘记了应该使用"#"还是"%"，则看一下键盘上的3、4和5键，然后猜出来。
可以根据特定字符偏移和长度，使用另一种形式的变量扩展，来选择特定子字符串。试着在bash中输入以下行：
$EXCLAIM=cowabunga
$echo${EXCLAIM:0:3}
cow
$echo${EXCLAIM:3:7}
abunga
这种形式的字符串截断非常简便，只需用冒号分开来指定起始字符和子字符串长度。
现在我们已经学习了所有截断字符串的知识，下面写一个简单短小的shell脚本。我们的脚本将接受一个文件作为自变量，然后打印：该文件是否是一个tar文件。要确定它是否是tar文件，将在文件末尾查找模式".tar"。如下所示：
mytar.sh--一个简单的脚本
#!/bin/bash
if["${1##*.}"="tar"]
then
echoThisappearstobeatarball.
else
echoAtfirstglance,thisdoesnotappeartobeatarball.
fi
要运行此脚本，将它输入到文件mytar.sh中，然后输入"chmod755mytar.sh"，生成可执行文件。然后，如下做一下tar文件试验：
$./mytar.shthisfile.tar
Thisappearstobeatarball.
$./mytar.shthatfile.gz
Atfirstglance,thisdoesnotappeartobeatarball.
好，成功运行，但是不太实用。在使它更实用之前，先看一下上面使用的"if"语句。语句中使用了一个布尔表达式。在bash中，"="比较运算符检查字符串是否相等。在bash中，所有布尔表达式都用方括号括起。但是布尔表达式实际上测试什么？让我们看一下左边。根据前面所学的字符串截断知识，"${1##*.}"将从环境变量"1"包含的字符串开始部分除去最长的"*."匹配，并返回结果。这将返回文件中最后一个"."之后的所有部分。显然，如果文件以".tar"结束，结果将是"tar"，条件也为真。
您可能会想：开始处的"1"环境变量是什么。很简单--$1是传给脚本的第一个命令行自变量，$2是第二个，以此类推。好，已经回顾了功能，下面来初探"if"语句。
与大多数语言一样，bash有自己的条件形式。在使用时，要遵循以上格式；即，将"if"和"then"放在不同行，并使"else"和结束处必需的"fi"与它们水平对齐。这将使代码易于阅读和调试。除了"if,else"形式之外，还有其它形式的"if"语句：
if[condition]
then
action
fi
只有当condition为真时，该语句才执行操作，否则不执行操作，并继续执行"fi"之后的任何行。
if[condition]
then
action
elif[condition2]
then
action2
.
.
.
elif[condition3]
then
else
actionx
fi
以上"elif"形式将连续测试每个条件，并执行符合第一个真条件的操作。如果没有条件为真，则将执行"else"操作，如果有一个条件为真，则继续执行整个"if,elif,else"语句之后的行。
我们已经学习了最基本的bash功能，现在要加快脚步，准备编写一些实际脚本。在下一篇中，将讲述循环概念、函数、名称空间和其它重要主题。然后，将准备好编写一些更复杂的脚本。在第三篇中，将重点讲述一些非常复杂的脚本和功能，以及几个bash脚本设计选项。再见！
您可以参阅本文在developerWorks全球站点上的英文原文.
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