一. Shell的基本語法
1. 變量
按照慣例，Shell變量由全大寫字母加下劃線組成，有兩種類型的Shell變量：
環境變量
環境變量可以從父進程傳給子進程，因此Shell進程的環境變量可以從當前Shell進程傳給fork出來的子進程。用printenv命令可以顯示當前Shell進程的環境變量。
本地變量
只存在於當前Shell進程，用set命令可以顯示當前Shell進程中定義的所有變量（包括本地變量和環境變量）和函數。
環境變量是任何進程都有的概念，而本地變量是Shell特有的概念。在Shell中，環境變量和本地變量的定義和用法相似。在Shell中定義或賦值一個變量：
| $VARNAME=value |
注意等號兩邊都不能有空格，否則會被Shell解釋成命令和命令行參數。
一個變量定義後僅存在於當前Shell進程，它是本地變量，用export命令可以把本地變量導出爲環境變量，定義和導出環境變量通常可以一步完成：
| $ export VARNAME=value |
也可以分兩步完成：
| $ VARNAME=value$ export VARNAME |
用unset命令可以刪除已定義的環境變量或本地變量。
| $ unset VARNAME |
如果一個變量叫做VARNAME，用${VARNAME}可以表示它的值，在不引起歧義的情況下也可以用$VARNAME表示它的值。通過以下例子比較這兩種表示法的不同：
| $ echo $SHELL$ echo $SHELLabc$ echo $SHELL abc$ echo ${SHELL}abc |
注意，在定義變量時不用$，取變量值時要用$。和C語言不同的是，Shell變量不需要明確定義類型，事實上Shell變量的值都是字符串，比如我們定義VAR=45，其實VAR的值是字符串45而非整數。Shell變量不需要先定義後使用，如果對一個沒有定義的變量取值，則值爲空字符串。
2. 文件名代換（Globbing）：* ?[]
這些用於匹配的字符稱爲通配符（Wildcard），具體如下：
2.1. 通配符
| * | 匹配0個或多個任意字符 |
| ? | 匹配一個任意字符 |
| [若干字符] | 匹配方括號中任意一個字符的一次出現 |
| $ ls /dev/ttyS*$ ls ch0?.doc$ ls ch0[0-2].doc$ ls ch[012][0-9].doc |
注意，Globbing所匹配的文件名是由Shell展開的，也就是說在參數還沒傳給程序之前已經展開了，比如上述lsch0[012].doc命令，如果當前目錄下有ch00.doc和ch02.doc，則傳給ls命令的參數實際上是這兩個文件名，而不是一個匹配字符串。
3. 命令代換：`或 $()
由反引號括起來的也是一條命令，Shell先執行該命令，然後將輸出結果立刻代換到當前命令行中。例如定義一個變量存放date命令的輸出：
| $ DATE=`date`$ echo $DATE |
命令代換也可以用$()表示：
| $ DATE=$(date) |
4. 算術代換：$(())
用於算術計算，$(())中的Shell變量取值將轉換成整數，例如：
| $ VAR=45$ echo $(($VAR+3)) |
$(())中只能用+-*/和()運算符，並且只能做整數運算。
5. 轉義字符\
和C語言類似，\在Shell中被用作轉義字符，用於去除緊跟其後的單個字符的特殊意義（回車除外），換句話說，緊跟其後的字符取字面值。例如：
| $ echo $SHELL/bin/bash$ echo \$SHELL$SHELL$ echo \\\ |
比如創建一個文件名爲“$ $”的文件可以這樣：
| $ touch \$\ \$ |
還有一個字符雖然不具有特殊含義，但是要用它做文件名也很麻煩，就是-號。如果要創建一個文件名以-號開頭的文件，這樣是不行的：
| $ touch -hellotouch: invalid option -- hTry `touch --help' for more information. |
即使加上\轉義也還是報錯：
| $ touch \-hellotouch: invalid option -- hTry `touch --help' for more information. |
因爲各種UNIX命令都把-號開頭的命令行參數當作命令的選項，而不會當作文件名。如果非要處理以-號開頭的文件名，可以有兩種辦法：
| $ touch ./-hello |
或者
| $ touch -- -hello |
\還有一種用法，在\後敲回車表示續行，Shell並不會立刻執行命令，而是把光標移到下一行，給出一個續行提示符>，等待用戶繼續輸入，最後把所有的續行接到一起當作一個命令執行。例如：
| $ ls \> -l（ls -l命令的輸出） |
6. 單引號
和 C語言不一樣，Shell腳本中的單引號和雙引號一樣都是字符串的界定符（雙引號下一節介紹），而不是字符的界定符。單引號用於保持引號內所有字符的字面值，即使引號內的\和回車也不例外，但是字符串中不能出現單引號。如果引號沒有配對就輸入回車，Shell會給出續行提示符，要求用戶把引號配上對。例如：
| $ echo '$SHELL'$SHELL$ echo 'ABC\（回車）> DE'（再按一次回車結束命令）ABC\DE |
7. 雙引號
雙引號用於保持引號內所有字符的字面值（回車也不例外），但以下情況除外：
· $加變量名可以取變量的值
· 反引號仍表示命令替換
· \$表示$的字面值
· \`表示`的字面值
· \"表示"的字面值
· \\表示\的字面值
· 除以上情況之外，在其它字符前面的\無特殊含義，只表示字面值
| $ echo "$SHELL"/bin/bash$ echo "`date`"Sun Apr 20 11:22:06 CEST 2003$ echo "I'd say: \"Go for it\""I'd say: "Go for it"$ echo "\"（回車）>"（再按一次回車結束命令）" $ echo "\\"\ |
二、Shell腳本語法
1. 條件測試：test[
命令test或[可以測試一個條件是否成立，如果測試結果爲真，則該命令的ExitStatus爲0，如果測試結果爲假，則命令的Exit Status爲1（注意與C語言的邏輯表示正好相反）。例如測試兩個數的大小關係：
| $ VAR=2$ test $VAR -gt 1$ echo $?0$ test $VAR -gt 3$ echo $?1$ [ $VAR -gt 3 ]$ echo $?1 |
雖然看起來很奇怪，但左方括號[確實是一個命令的名字，傳給命令的各參數之間應該用空格隔開，比如，$VAR、-gt、3、]是[命令的四個參數，它們之間必須用空格隔開。命令test或[的參數形式是相同的，只不過test命令不需要]參數。以[命令爲例，常見的測試命令如下表所示：
表 1.1. 測試命令
| [ -d DIR ] | 如果DIR存在並且是一個目錄則爲真 |
| [ -f FILE ] | 如果FILE存在且是一個普通文件則爲真 |
| [ -z STRING ] | 如果STRING的長度爲零則爲真 |
| [ -n STRING ] | 如果STRING的長度非零則爲真 |
| [ STRING1 = STRING2] | 如果兩個字符串相同則爲真 |
| [ STRING1 != STRING2] | 如果字符串不相同則爲真 |
| [ ARG1 OP ARG2 ] | ARG1和ARG2應該是整數或者取值爲整數的變量，OP是-eq（等於）-ne（不等於）-lt（小於）-le（小於等於）-gt（大於）-ge（大於等於）之中的一個 |
和C語言類似，測試條件之間還可以做與、或、非邏輯運算：
表 1.2. 帶與、或、非的測試命令
| [ ! EXPR ] | EXPR可以是上表中的任意一種測試條件，!表示邏輯反 |
| [ EXPR1 -a EXPR2 ] | EXPR1和EXPR2可以是上表中的任意一種測試條件，-a表示邏輯與 |
| [ EXPR1 -o EXPR2 ] | EXPR1和EXPR2可以是上表中的任意一種測試條件，-o表示邏輯或 |
例如：
| $ VAR=abc$ [ -d Desktop -a $VAR = 'abc' ]$ echo $?0 |
注意，如果上例中的$VAR變量事先沒有定義，則被Shell展開爲空字符串，會造成測試條件的語法錯誤（展開爲[ -d Desktop -a = 'abc']），作爲一種好的Shell編程習慣，應該總是把變量取值放在雙引號之中（展開爲[ -d Desktop -a "" = 'abc']）：
| $ unset VAR$ [ -d Desktop -a $VAR = 'abc' ]bash: [: too many arguments$ [ -d Desktop -a "$VAR" = 'abc' ]$ echo $?1 |
2. if/then/elif/else/fi
和C語言類似，在Shell中用if、then、elif、else、fi這幾條命令實現分支控制。這種流程控制語句本質上也是由若干條Shell命令組成的，例如先前講過的
| if [ -f ~/.bashrc ]; then . ~/.bashrcfi |
其實是三條命令，if [ -f ~/.bashrc]是第一條，then .~/.bashrc是第二條，fi是第三條。如果兩條命令寫在同一行則需要用;號隔開，一行只寫一條命令就不需要寫;號了，另外，then後面有換行，但這條命令沒寫完，Shell會自動續行，把下一行接在then後面當作一條命令處理。和[命令一樣，要注意命令和各參數之間必須用空格隔開。if命令的參數組成一條子命令，如果該子命令的Exit Status爲0（表示真），則執行then後面的子命令，如果Exit Status非0（表示假），則執行elif、else或者fi後面的子命令。if後面的子命令通常是測試命令，但也可以是其它命令。Shell腳本沒有{}括號，所以用fi表示if語句塊的結束。見下例：
| #! /bin/sh if [ -f /bin/bash ]then echo "/bin/bash is a file"else echo "/bin/bash is NOT a file"fiif :; then echo "always true"; fi |
:是一個特殊的命令，稱爲空命令，該命令不做任何事，但ExitStatus總是真。此外，也可以執行/bin/true或/bin/false得到真或假的Exit Status。再看一個例子：
| #! /bin/sh echo "Is it morning? Please answer yes or no."read YES_OR_NOif [ "$YES_OR_NO" = "yes" ]; then echo "Good morning!"elif [ "$YES_OR_NO" = "no" ]; then echo "Good afternoon!"else echo "Sorry, $YES_OR_NO not recognized. Enter yes or no." exit 1fiexit 0上例中的read命令的作用是等待用戶輸入一行字符串，將該字符串存到一個Shell變量中。 此外，Shell還提供了&&和||語法，和C語言類似，具有Short-circuit特性，很多Shell腳本喜歡寫成這樣： test "$(whoami)" != 'root' && (echo you are using a non-privileged account; exit 1)&&相當於“if...then...”，而||相當於“if not...then...”。&&和||用於連接兩個命令，而上面講的-a和-o僅用於在測試表達式中連接兩個測試條件，要注意它們的區別，例如， test "$VAR" -gt 1 -a "$VAR" -lt 3和以下寫法是等價的 test "$VAR" -gt 1 && test "$VAR" -lt 3 |
3. case/esac
case命令可類比C語言的switch/case語句，esac表示case語句塊的結束。C語言的case只能匹配整型或字符型常量表達式，而Shell腳本的case可以匹配字符串和Wildcard，每個匹配分支可以有若干條命令，末尾必須以;;結束，執行時找到第一個匹配的分支並執行相應的命令，然後直接跳到esac之後，不需要像C語言一樣用break跳出。
| #! /bin/sh echo "Is it morning? Please answer yes or no."read YES_OR_NOcase "$YES_OR_NO" inyes|y|Yes|YES) echo "Good Morning!";;[nN]*) echo "Good Afternoon!";;*) echo "Sorry, $YES_OR_NO not recognized. Enter yes or no." exit 1;;esacexit 0使用case語句的例子可以在系統服務的腳本目錄/etc/init.d中找到。這個目錄下的腳本大多具有這種形式（以/etc/apache2爲例）： case $1 in start) ... ;; stop) ... ;; reload | force-reload) ... ;; restart) ... *) log_success_msg "Usage: /etc/init.d/apache2 {start|stop|restart|reload|force-reload|start-htcacheclean|stop-htcacheclean}" exit 1 ;;esac |
啓動apache2服務的命令是
$ sudo /etc/init.d/apache2 start$1是一個特殊變量，在執行腳本時自動取值爲第一個命令行參數，也就是start，所以進入start)分支執行相關的命令。同理，命令行參數指定爲stop、reload或restart可以進入其它分支執行停止服務、重新加載配置文件或重新啓動服務的相關命令。
4. for/do/done
Shell腳本的for循環結構和C語言很不一樣，它類似於某些編程語言的foreach循環。例如：
| #! /bin/sh for FRUIT in apple banana pear; do echo "I like $FRUIT"done |
FRUIT是一個循環變量，第一次循環$FRUIT的取值是apple，第二次取值是banana，第三次取值是pear。再比如，要將當前目錄下的chap0、chap1、chap2等文件名改爲chap0~、chap1~、chap2~等（按慣例，末尾有~字符的文件名錶示臨時文件），這個命令可以這樣寫：
| $ for FILENAME in chap?; do mv $FILENAME $FILENAME~; done |
也可以這樣寫：
| $ for FILENAME in `ls chap?`; do mv $FILENAME $FILENAME~; done |
5. while/do/done
while的用法和C語言類似。比如一個驗證密碼的腳本：
| #! /bin/sh echo "Enter password:"read TRYwhile [ "$TRY" != "secret" ]; do echo "Sorry, try again" read TRYdone |
下面的例子通過算術運算控制循環的次數：
| #! /bin/sh COUNTER=1while [ "$COUNTER" -lt 10 ]; do echo "Here we go again" COUNTER=$(($COUNTER+1))done |
Shell還有until循環，類似C語言的do...while循環。本章從略。
習題
1、把上面驗證密碼的程序修改一下，如果用戶輸錯五次密碼就報錯退出。
6. 位置參數和特殊變量
有很多特殊變量是被Shell“自動賦值”的，我們已經遇到了$?和$1，現在總結一下：
表 6.1. 常用的位置參數和特殊變量
| $0 | 相當於C語言main函數的argv[0] |
| $1、$2... | 這些稱爲位置參數（PositionalParameter），相當於C語言main函數的argv[1]、argv[2]... |
| $# | 相當於C語言main函數的argc - 1，注意這裏的#後面不表示註釋 |
| $@ | 表示參數列表"$1" "$2"...，例如可以用在for循環中的in後面。 |
| $? | 上一條命令的Exit Status |
| $$ | 當前Shell的進程號 |
位置參數可以用shift命令左移。比如shift 3表示原來的$4現在變成$1，原來的$5現在變成$2等等，原來的$1、$2、$3丟棄，$0不移動。不帶參數的shift命令相當於shift 1。例如：
| #! /bin/sh echo "The program $0 is now running"echo "The first parameter is $1"echo "The second parameter is $2"echo "The parameter list is $@"shiftecho "The first parameter is $1"echo "The second parameter is $2"echo "The parameter list is $@" |
7. 函數
和C語言類似，Shell中也有函數的概念，但是函數定義中沒有返回值也沒有參數列表。例如：
| #! /bin/sh foo(){ echo "Function foo is called";}echo "-=start=-"fooecho "-=end=-" |
注意函數體的左花括號{和後面的命令之間必須有空格或換行，如果將最後一條命令和右花括號}寫在同一行，命令末尾必須有;號。
在定義foo()函數時並不執行函數體中的命令，就像定義變量一樣，只是給foo這個名字一個定義，到後面調用foo函數的時候（注意Shell中的函數調用不寫括號）才執行函數體中的命令。Shell腳本中的函數必須先定義後調用，一般把函數定義都寫在腳本的前面，把函數調用和其它命令寫在腳本的最後（類似C語言中的main函數，這纔是整個腳本實際開始執行命令的地方）。
Shell函數沒有參數列表並不表示不能傳參數，事實上，函數就像是迷你腳本，調用函數時可以傳任意個參數，在函數內同樣是用$0、$1、$2等變量來提取參數，函數中的位置參數相當於函數的局部變量，改變這些變量並不會影響函數外面的$0、$1、$2等變量。函數中可以用return命令返回，如果return後面跟一個數字則表示函數的Exit Status。
下面這個腳本可以一次創建多個目錄，各目錄名通過命令行參數傳入，腳本逐個測試各目錄是否存在，如果目錄不存在，首先打印信息然後試着創建該目錄。
| #! /bin/sh is_directory(){ DIR_NAME=$1 if [ ! -d $DIR_NAME ]; then return 1 else return 0 fi} for DIR in "$@"; do if is_directory "$DIR" then : else echo "$DIR doesn't exist. Creating it now..." mkdir $DIR > /dev/null 2>&1 if [ $? -ne 0 ]; then echo "Cannot create directory $DIR" exit 1 fi fidone |
注意is_directory()返回0表示真返回1表示假。
三 Shell腳本的調試方法
Shell提供了一些用於調試腳本的選項，如下所示：
-n
讀一遍腳本中的命令但不執行，用於檢查腳本中的語法錯誤
-v
一邊執行腳本，一邊將執行過的腳本命令打印到標準錯誤輸出
-x
提供跟蹤執行信息，將執行的每一條命令和結果依次打印出來
使用這些選項有三種方法，一是在命令行提供參數
| $ sh -x ./script.sh |
二是在腳本開頭提供參數
| #! /bin/sh -x |
第三種方法是在腳本中用set命令啓用或禁用參數
| #! /bin/shif [ -z "$1" ]; then set -x echo "ERROR: Insufficient Args." exit 1 set +xfi |
set-x和set+x分別表示啓用和禁用-x參數，這樣可以只對腳本中的某一段進行跟蹤調試。