Shell語法基礎

MIT《Missing in CS Class(2020)》:Class 2筆記

注：若無特殊說明，本文中帶有[]的部分均為可選參數。

腳本文件

• 腳本語言為解釋執行，其運行需有解釋器，如Python。
• Shell是一種腳本語言。其文件擴展名并不固定，隨其解釋器決定其擴展名。一般情況下為.sh。
• 腳本文件的首行一般為#! shell_name，符號#!被稱為shebang，其規定該腳本以何種Shell解釋器執行。一般采用env(/usr/bin/env)程序，到$PATH中查找某種解釋器在何位置，如#!/usr/bin/env shell
• 若同一行有多條命令，用;分隔
• 執行腳本：分為子Shell執行與當前Shell執行。若為子Shell執行，在不使用export的情形下，腳本中定義的各種變量、函數、環境都不會被帶回當前Shell；若為當前Shell執行則反之，可在后續命令中調用腳本中定義的變量、函數等內容。
  • ./script_name.sh：僅當該腳本有可執行權限(x)時，根據shebang中規定的解釋器，創建一個獨立子Shell以執行該腳本
  • shell_name ./script_name.sh：無論該腳本是否有可執行權限，忽略shebang，以shell_name創建一個獨立子Shell以執行該腳本
  • source ./script_name.sh或. ./script_name.sh：無論該腳本是否有可執行權限，忽略shebang，直接在當前Shell中執行該腳本，相當于將腳本中進行的修改注入到當前Shell。

變量

• 變量賦值：Shell與其他多數腳本語言一致，變量無需定義，直接賦值即可。右值可為數字、字符串、其他變量、數組、命令替換等。name=value
  注意賦值中各符號間不能有任何空格。

• 變量可被重新賦值使用。

• 變量使用：$name

• 刪除變量：unset name

• 輸出:

  • echo：如echo $a

  • 格式化輸出：printf format_string [arg_list]，與C中相同

• Shell定義了一些保留變量：

  • $0：腳本名
  • $1-$9：腳本執行的第 \(i\) 項參數。類似于C中main函數的形參argv[]
  • $@：所有參數
  • $#：參數數量。類似于C中main函數的形參argc
  • $$：當前腳本的PID(進程識別碼)
  • $?：上條程序的返回值。
  • !!：上條包含所有參數的完整命令。如執行命令后被返回Permission Denied，使用sudo !!即可重新提升執行
  • $_：上條命令的最后一項參數。如：mkdir 1，cd $_

數組、字符串

• Shell只支持一維數組，所有value都會被視為字符串處理

  • 初始化：array_name=(value1,value2,...)。

  • 賦值：array_name[index]=value

  • 隨機訪問：${name[index]}。特別的，idx為@時，代表取數組中所有元素。

• 關系數組：相當于Python中的dic(字典)、C++中的map。與普通數組不同，關系數組必須聲明后才能使用。

  • 聲明：declare -A array_name

  • 初始化：declare -A array_name=(["key1"]="value1" ["key2"]="value2" ...)，其中key必須唯一。

  • 賦值：array_name["key"]="value"

• 字符串：

  • 單引號‘包圍的字符串：被視為字符串字面常量，所有內容將被原樣存儲，變量也不會被替換。如echo '$a'：輸出$a
  • 雙引號“包圍的字符串：正常替換變量。如echo "$a"：輸出:b
  • 字符串長度：${#name}

命令替換、進程替換

• 命令替換：$(command)：command命令的stdout替換$(command)本身。如：

  today=$(date) #將輸出賦值給變量
  echo "$today"
  

  for i in $(ls) ; do #遍歷文件
  	echo "$i"
  done
  

  cd $(ls)
  

• 進程替換：

  • 輸出重定向：(command)，將command的stdout寫入臨時文件中，可作為其他命令的文件讀入。例：

    diff (ls dir1) (ls dir2)
    

  • 輸入重定向：(command)，將其他命令的stdout寫入臨時文件中，由command讀取。效果等價于管道符|

流程控制

選擇結構

if…fi

注意Shell中的分支不可為空，若不需要就不要寫對應的分支。注意在每個condition后都需加then

• 單分支結構：if then ... fi

  if condition ; then
  	command
  fi
  

• 雙分支結構：if then ... else ... fi

  if condition ; then
  	command
  else
  	command
  fi
  

• 多分支結構：if then ... elif then ... else ... fi

  if condition ; then
  	command
  elif condition ; then
  	command
  else
  	command
  fi
  

condition為布爾表達式時的兩種表示形式：

• [bool_expression]：-eq：判斷兩個數字是否相等；-ne：判斷兩個數字是否不相等；-lt：判斷數字是否小于；-le：判斷數字是否小于等于；-gt：判斷數字是否大于；-ge：判斷數字是否大于等于。
• ((bool_expression))：算術專用的布爾表達式，直接使用關系運算符即可。

case...esac

case variable in
    pattern)
    	command
        ;;
    [
    *) #相當于default
    	command
        ;;
    ]
esac

類似于C中的switch，順次進行匹配。case...esac并沒有原生的default，因此在結尾使用通配符*對未匹配內容進行匹配。

pattern中若有多個匹配規則，用|(或)連接，如1|2|3。可使用通配符、字符集([])。

循環結構

for

for variable in object ; do
	command
done

• 傳入列表：

  for i in 1 2 3 4 5 ; do
  	echo "$i"
  done
  

• 傳入范圍序列$(seq)(相當于Python的range()，注意Shell的seq的左閉右閉區間)：

  for variable in $(seq start end [foot]) ; do
  	command
  done
  

• 傳入花括號{start..end}：等價于$(seq start end)$

  for variable in {start..end} ; do
  	command
  done
  

while

while condition ; do
    command
done

當condition為真時，循環執行循環體

until

until condition ; do
    command
done

condition為假時，循環執行循環體，直到condition為真

跳轉語句

• continue：跳出循環的當前輪
• break：跳出整個循環

函數

• 函數定義

function_name() {
    command
    [return ...]
}

function function_name {
    command
    [return ...]
}

• 函數調用

function_name [argv,...]