第七章 撰寫簡單的 Shell 腳本

如果需要反覆執行某一任務，而該任務又需要輸入大量的命令列，那麼可以透過寫入 Shell 腳本以實現一條指令完成所有任務。

7.1 理解 Shell 腳本

Shell 腳本是一組包含指令、函式、變數或其他可以透過 Shell 使用的功能。這些項目被輸入進一個純文字檔案中，而該檔案可以作為一條指令來執行。

類似於 Windows 中的批次檔 (.bat)

7.1.1 執行與除錯 Shell 腳本

Shell 腳本的主要優點是可以在任何文字編輯器中打開以查看腳本的內容，最大的缺點是大型或複雜的 Shell 腳本的執行通常比編譯後的程式要慢。可以透過兩種基本的方法執行 Shell 腳本：

1. 將腳本名稱作為 Shell 的一個參數，例如：bash myscript

2. 在 Shell 腳本第一行添加解釋器名稱 (#!/bin/bash)，給該檔案添加執行權限後 (chmod +x myscript)，透過在命令列輸入腳本的路徑運行，例如 (./myscript.sh)

在執行時跟在腳本名稱後面的為命令列參數。

註釋為 #

可以在腳本開頭添加 set -x 以使用 $ bash -x myscript 顯示正在執行的指令。

7.1.2 理解 Shell 變數

Shell 變數中的變數名稱是大小寫敏感的，注意定義時等號 (=) 左右無空格，例如：

NAME=value

可以為變數分配常數，例如文字、數字及下劃線。

也可為變數賦值一個指令，例如：MYDATE=$(date) 以將 date 指令的輸出分配給變數 MYDATE。

這樣每次使用變數 MYDATE 將執行一次 date 指令並將結果賦值給 MYDATE。可以將指令放在引號 ' 中以獲得賦值時指令的執行結果。

特殊的 Shell 字元：錢字號 ($)、引號 (')、星號 (*)、驚嘆號 (!) 等。

如果想在命令列輸出顯示 $HOME 需要跳脫 $，可使用 echo '$HOME' 或 echo \$HOME ，即：

如果想要 Shell 從字面上解釋單個字元，使用反斜線 \。

如果想從字面上解釋一組字元，則使用單引號 (') 包圍這些字元。

如果想從字面上解釋一部分字元，使用雙引號 (") 包圍一組文字，其中錢字號 ($)、引號 (') 和驚嘆號 (!) 將被解釋，而其他字元 (例如星號 *) 則不會被解釋。

為變數賦值直接使用變數名，而引用變數，即需要獲取變數值時需要在變數名前加錢字號 ($)。

例如將某變數的值賦值給新變數：newVar="$oldVar"

1. 特殊的 Shell 位置參數

位置參數，或 命令列參數，名為 $0、$1、$2…$n。

其中 $0 為被呼叫腳本的名稱，而其他的則被賦予從命令列傳遞而來的參數值，例如：

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#!/bin/bash

echo "第一個參數是 $1 ，第二個參數是 $2 "
echo "該腳本名稱為 $0 "
echo "一共傳入了 $# 個參數"
echo "所有的參數為：$@ "

執行指令：./myscript hello bye ，執行結果如下：

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第一個參數是 hello ，第二個參數是 bye
該腳本名稱為 /home/yexca/tmp/myscript
一共傳入了 2 個參數
所有的參數為：hello bye

還有一個有意思的參數 $? 接受最後一條被執行的指令的結束狀態，一般正常結束會返回 0。

2. 讀取參數

透過使用 read 指令讀取使用者輸入。

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#!/bin/bash

read -p "請輸入兩個名詞：" var1 var2
echo "剛剛輸入了 $var1 和 $var2"

3. 在 Bash 中進行參數展開 (Parameter Expansion)

想獲取一個變數的值，需要在變數名前加錢字號 ($) ，例如 $var ，這其實是 ${var} 的簡寫。

Bash 有一些規則可以以不同方式展開參數值，以下為比較常用的，以 ${var} 為例：

基於這些特性，可以有一些有用的應用，例如：

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myFileName=/home/yexca/myfile.txt
# file 變為 myfile.txt
file=${myFileName##*/}
# dir 變為 /home/yexca
dir=${myFileName%/*}
# name 變為 myfile
name=${file%.*}
# extension 變為 txt
extension=${file##*.}

7.1.3 在 Shell 腳本中執行算術運算

Bash 使用了無類型變數，除非使用 declare 告訴 Bash，否則變數被視為字串。在進行運算時會自動轉為整數，不需要在賦值時指定類型。

可以使用內建 let 指令或外部 expr 指令或 bc 指令完成整數運算。

如：let result=$num/16 ，或 let num=$RANDOM

同時也有遞增運算子，i++ 和 ++i

let 指令要求每個運算元與數學運算子之間不能存在空格。

expr 指令則要求每個運算元和數學運算子之間存在空格。

而 bc 指令對空格沒有要求，可以完成浮點運算。

7.1.4 在 Shell 腳本中使用程式結構

1. “if…then” 語句

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if [ $var -eq 1 ]; then
    echo "The var is 1"
fi

如果比較數字，-eq 比較好，但若比較字串值，等號 (=) 不失為一個更好的選擇。

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if [ $str = "hello" ]; then
    echo "hello"
fi

此外還有不等號 !=

透過使用 elif 語句，以提供更多的選擇。使用 else 以代表其他情況。

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str="$HOME"
if [ -f "$str" ]; then
    echo "$str 是一個一般檔案"
elif [ -d "$str" ]; then
    echo "$str 是一個目錄"
else
    echo "???"
fi

以下是一些可使用的測試條件：

以下為兩個變數之間的比較：

此外還可以把測試運算子與 && 和 || 組合成長得像 C 語言中的三元運算子。

C：a>b ? a : b

Shell：[ $a -gt $b ] && echo $a || echo $b

也可單獨使用。例如： [ $a -eq $b ] && echo $a 為若 a 等於 b，則輸出 a 的值。

[ -d "$dirName" ] || mkdir "$dirName" 為若 $dirName 路徑不存在，則執行指令 mkdir "$dirName"。

2. case 指令

與 C 語言中的 switch 語句類似，用於選擇。一般形式為：

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case "VAR" in
    Result1)
        body
        ;;
    Result2 | Result3)
        body
        ;;
    *)
        body
        ;;
esac

3. for…do 迴圈

for 迴圈一般用於遍歷一個列表。

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for VAR in LIST
do
    body
done

# 或者這樣

for VAR in LIST ; do
    body
done 

例如：

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for num in 0 1 2 3 4
do
    echo "The number is $num"
done

# 或者將指令輸出作為列表

for file in $(ls /bin) ; do
    echo $file
done

4. while…do 和 until…do 迴圈

結構如下：

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# while...do
while condition
do
    body
done

# until...do
until condition
do
    body
done

7.1.5 使用一些有用的文字處理程式

最常用的程式包括 grep、cut、tr、awk、sed。大部分程式都設計為使用標準輸入和輸出。

1. 一般正規表示式分析器

也就是 grep ，是一種尋找檔案或文字模式的方法。可以當成一個有用的搜尋工具。

格式：grep 要尋找的內容 輸入

透過查看 man grep 以了解更多。

2. 刪除文字的行段

cut 指令可以從文字或檔案中提取欄位。例如：

grep /home /etc/passwd | cut -d':' -f6 -

首先 grep 指令從 /etc/passwd 檔案獲取包含 /home 的行，然後傳入 cut 指令，cut 指令將這些行以 : 分割，然後取第六段 (-f6)。

3. 轉換或者刪除字元

tr 指令是一個基於字元的轉換器，可用於替換一個或一組字元，或者從文字行中刪除一個字元。

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# 轉換大寫為小寫
FOO="AbcDEF"
echo $FOO | tr [A-Z] [a-z]

# 將該列表中檔名中空格轉換為下劃線
for file in *; do
    f=$(echo "$file" | tr [:blank:] [_])
    [ "$file" = "$f" ] || mv -i -- "$file" "$f"
done

4. 串流編輯器 (Stream Editor)

sed 指令是一個簡單的腳本編輯器，只能執行一些簡單的編輯，比如刪除文字符合特定模式的行，使用一種模式的字元替換另一種模式的字元等。

過於複雜，請透過線上文件了解。

7.1.6 使用簡單的 Shell 腳本

電話列表的例子：

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#!/bin/bash
# (@)/ph
# A very simple telephone list
# Type "ph new name number" to add to the list, or
# just type "ph name" to get a phone number

PHONELIST=~/.phonelist.txt

# If no command line parameters ($#), there
# is a problem, so ask what they're talking about.
if [ $# -lt 1 ]; then
    echo "Whose phone number did you want? "
    exit 1
fi

# Did you want to add a new phone number?
if [ "$1" = "new" ]; then
    shift
    echo $* >> $PHONELIST
    echo $* added to database
    exit 0
fi

# Nope. But does the file have anything in it yet?
# This might be our first time using it, after all.
if [ ! -s $PHONELIST ]; then
    echo "No names in the phone list yet!"
    exit 1
else
    grep -i -q "$*" $PHONELIST    # Quietly search the file
    if [ $? -ne 0 ]; then    # Did we find anything?
        echo "Sorry, that name was not found in the phone list"
        exit 1
    else
        grep -i "$*" $PHONELIST
    fi
fi
exit 0

7.2 小結

透過撰寫 Shell 腳本，可以自動完成許多最常見的系統管理任務。