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級別： 初級
Daniel Robbins (drobbins@gentoo.org), 總裁兼 CEO, Gentoo Technologies, Inc.
2000 年 3 月 01 日
通過學習如何使用 bash 腳本語言編程，將使 Linux 的日常交互更有趣和有生產力，同時還可以利用那些已熟悉和喜愛的標準 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。他將講述非常基本的知識（這使此系列十分適合初學者），并在后續系列中逐步引入更高級特性。
您可能要問：為什么要學習 Bash 編程？好，以下是幾條令人信服的理由：
已經在運行它
如果查看一下，可能會發現：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 500K 的解釋器？
已經在使用它
不僅在運行 bash，實際上，您每天還在與 bash 打交道。它總在那里，因此學習如何最大限度使用它是有意義的。這樣做將使您的 bash 經驗更有趣和有生產力。但是為什么要學習 bash 編程 ？很簡單，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。為什么不學習一種語言，以便使用和利用那些已熟悉和喜愛的強大省時的概念？命令 shell 開啟了 UNIX 系統的潛能，而 bash 正是 這個 Linux shell。它是您和機器之間的高級紐帶。增長 bash 知識吧，這將自動提高您在 Linux 和 UNIX 中的生產力 -- 就那么簡單。
Bash 困惑
以錯誤方式學習 bash 令人十分困惑。許多新手輸入 "man bash" 來查看 bash 幫助頁，但只得到非常簡單和技術方面的 shell 功能性描述。還有人輸入 "info bash"（來查看 GNU 信息文檔），只能得到重新顯示的幫助頁，或者（如果幸運）略為友好的信息文檔。
盡管這可能使初學者有些失望，但標準 bash 文檔無法滿足所有人的要求，它只適合那些已大體熟悉 shell 編程的人。幫助頁中確實有很多極好的技術信息，但對初學者的幫助卻有限。
這就是本系列的目的所在。在本系列中，我將講述如何實際使用 bash 編程概念，以便編寫自己的腳本。與技術描述不同，我將以簡單的語言為您解釋，使您不僅知道事情做什么，還知道應在何時使用。在此三部分系列末尾，您將可以自己編寫復雜的 bash 腳本，并可以自如地使用 bash 以及通過閱讀（和理解）標準 bash 文檔來補充知識。讓我們開始吧。
環境變量
在 bash 和幾乎所有其它 shell 中，用戶可以定義環境變量，這些環境變量在以 ASCII 字符串存儲。環境變量的最便利之處在于：它們是 UNIX 進程模型的標準部分。這意味著：環境變量不僅由 shell 腳本獨用，而且還可以由編譯過的標準程序使用。當在 bash 中“導出”環境變量時，以后運行的任何程序，不管是不是 shell 腳本，都可以讀取設置。一個很好的例子是 vipw 命令，它通常允許 root 用戶編輯系統口令文件。通過將 EDITOR 環境變量設置成喜愛的文本編輯器名稱，可以配置 vipw，使其使用該編輯器，而不使用 vi，如果習慣于 xemacs 而確實不喜歡 vi，那么這是很便利的。
在 bash 中定義環境變量的標準方法是：
$ myvar='This is my environment variable!'
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以上命令定義了一個名為 "myvar" 的環境變量，并包含字符串 "This is my environment variable!"。以上有幾點注意事項：第一，在等號 "=" 的兩邊沒有空格，任何空格將導致錯誤（試一下看看）。第二個件要注意的事是：雖然在定義一個字時可以省略引號，但是當定義的環境變量值多于一個字時（包含空格或制表鍵），引號是必須的。
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引用細節
有關如何在 bash 中使用引號的非常詳盡的信息，請參閱 bash 幫助頁面中的“引用”一節。特殊字符序列由其它值“擴展”（替換）確實使 bash 中字符串的處理變得復雜。本系列將只講述最常用的引用功能。
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第三，雖然通常可以用雙引號來替代單引號，但在上例中，這樣做會導致錯誤。為什么呢？因為使用單引號禁用了稱為擴展的 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。有關歷史擴展的詳細信息，請參閱 bash 幫助頁中的“歷史擴展”一節。）盡管這個類似于宏的功能很便利，但我們現在只想在環境變量后面加上一個簡單的感嘆號，而不是宏。
現在，讓我們看一下如何實際使用環境變量。這有一個例子：
$ echo $myvar
This is my environment variable!
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通過在環境變量的前面加上一個 $，可以使 bash 用 myvar 的值替換它。這在 bash 術語中叫做“變量擴展”。但是，這樣做將怎樣：
我們希望回顯 "fooThis is my environment variable!bar"，但卻不是這樣。錯在哪里？簡單地說，bash 變量擴展設施陷入了困惑。它無法識別要擴展哪一個變量：$m、$my、$myvar 、$myvarbar 等等。如何更明確清楚地告述 bash 引用哪一個變量？試一下這個：
$ echo foo${myvar}bar
fooThis is my environment variable!bar
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如您所見，當環境變量沒有與周圍文本明顯分開時，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語法分析。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。請記住：當環境變量沒有用空白（空格或制表鍵）與周圍文本分開時，請使用更明確的花括號形式。
回想一下，我們還提到過可以“導出”變量。當導出環境變量時，它可以自動地由以后運行的任何腳本或可執行程序環境使用。shell 腳本可以使用 shell 的內置環境變量支持“到達”環境變量，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 的角度理解環境變量：
myvar.c -- 樣本環境變量 C 程序
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void) {
char *myenvvar=getenv("EDITOR");
printf("The editor environment variable is set to %s\n",myenvvar);
}
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將上面的代碼保存到文件 myenv.c 中，然后發出以下命令進行編譯：
現在，目錄中將有一個可執行程序，它在運行時將打印 EDITOR 環境變量的值（如果有值的話）。這是在我機器上運行時的情況：
$ ./myenv
The editor environment variable is set to (null)
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啊... 因為沒有將 EDITOR 環境變量設置成任何值，所以 C 程序得到一個空字符串。讓我們試著將它設置成特定值：
$ EDITOR=xemacs
$ ./myenv
The editor environment variable is set to (null)
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雖然希望 myenv 打印值 "xemacs"，但是因為還沒有導出環境變量，所以它卻沒有很好地工作。這次讓它正確工作：
$ export EDITOR
$ ./myenv
The editor environment variable is set to xemacs
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現在，如您親眼所見：不導出環境變量，另一個進程（在本例中是示例 C 程序）就看不到環境變量。順便提一句，如果愿意，可以在一行定義并導出環境變量，如下所示：
這與兩行版本的效果相同。現在該演示如何使用 unset 來除去環境變量：
$ unset EDITOR
$ ./myenv
The editor environment variable is set to (null)
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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之一。很多時候，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 /usr/local/share/doc/foo/foo.txt
foo.txt
$ basename /usr/home/drobbins
drobbins
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Basename 是一個截斷字符串的極簡便工具。它的相關命令 dirname 返回 basename 丟棄的“另”一部分路徑。
$ dirname /usr/local/share/doc/foo/foo.txt
/usr/local/share/doc/foo
$ dirname /usr/home/drobbins/
/usr/home
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命令替換
需要知道一個簡便操作：如何創建一個包含可執行命令結果的環境變量。這很容易：
$ MYDIR=`dirname /usr/local/share/doc/foo/foo.txt`
$ echo $MYDIR
/usr/local/share/doc/foo
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上面所做的稱為“命令替換”。此例中有幾點需要指出。在第一行，簡單地將要執行的命令以 反引號 括起。那不是標準的單引號，而是鍵盤中通常位于 Tab 鍵之上的單引號。可以用 bash 備用命令替換語法來做同樣的事：
$ MYDIR=$(dirname /usr/local/share/doc/foo/foo.txt)
$ echo $MYDIR
/usr/local/share/doc/foo
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如您所見，bash 提供多種方法來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 $( ) 之間，并將其分配給環境變量。真方便！下面是一個例子，演示如何在命令替換中使用管道：
MYFILES=$(ls /etc | grep pa)
bash-2.03$ echo $MYFILES
pam.d passwd
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象專業人員那樣截斷字符串
盡管 basename 和 dirname 是很好的工具，但有時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。當需要更強的說服力時，可以利用 bash 內置的變量擴展功能。已經使用了類似于 ${MYVAR} 的標準類型的變量擴展。但是 bash 自身也可以執行一些便利的字符串截斷。看一下這些例子：
$ MYVAR=foodforthought.jpg
$ echo ${MYVAR##*fo}
rthought.jpg
$ echo ${MYVAR#*fo}
odforthought.jpg
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在第一個例子中，輸入了 ${MYVAR##*fo}。它的確切含義是什么？基本上，在 ${ } 中輸入環境變量名稱，兩個 ##，然后是通配符 ("*fo")。然后，bash 取得 MYVAR，找到從字符串 "foodforthought.jpg" 開始處開始、且匹配通配符 "*fo" 的 最長 子字符串，然后將其從字符串的開始處截去。剛開始理解時會有些困難，為了感受一下這個特殊的 "##" 選項如何工作，讓我們一步步地看看 bash 如何完成這個擴展。首先，它從 "foodforthought.jpg" 的開始處搜索與 "*fo" 通配符匹配的子字符串。以下是檢查到的子字符串：
f
fo MATCHES *fo
foo
food
foodf
foodfo MATCHES *fo
foodfor
foodfort
foodforth
foodfortho
foodforthou
foodforthoug
foodforthought
foodforthought.j
foodforthought.jp
foodforthought.jpg
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在搜索了匹配的字符串之后，可以看到 bash 找到兩個匹配。它選擇最長的匹配，從初始字符串的開始處除去，然后返回結果。
上面所示的第二個變量擴展形式看起來與第一個相同，但是它只使用一個 "#" -- 并且 bash 執行 幾乎 同樣的過程。它查看與第一個例子相同的子字符串系列，但是 bash 從初始字符串除去 最短 的匹配，然后返回結果。所以，一查到 "fo" 子字符串，它就從字符串中除去 "fo"，然后返回 "odforthought.jpg"。
這樣說可能會令人十分困惑，下面以一簡單方式記住這個功能。當搜索最長匹配時，使用 ##（因為 ## 比 # 長）。當搜索最短匹配時，使用 #。看，不難記吧！等一下，怎樣記住應該使用 '#' 字符來從字符串開始部分除去？很簡單！注意到了嗎：在美國鍵盤上，shift-4 是 "$"，它是 bash 變量擴展字符。在鍵盤上，緊靠 "$" 左邊的是 "#"。這樣，可以看到："#" 位于 "$" 的“開始處”，因此（根據我們的記憶法），"#" 從字符串的開始處除去字符。您可能要問：如何從字符串末尾除去字符。如果猜到我們使用美國鍵盤上緊靠 "$" 右邊 的字符 ("%)，那就猜對了。這里有一些簡單的例子，解釋如何截去字符串的末尾部分：
$ MYFOO="chickensoup.tar.gz"
$ echo ${MYFOO%%.*}
chickensoup
$ echo ${MYFOO%.*}
chickensoup.tar
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正如您所見，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：
MYFOOD="chickensoup"
$ echo ${MYFOOD%%soup}
chicken
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在此例中，使用 "%%" 或 "%" 并不重要，因為只能有一個匹配。還要記住：如果忘記了應該使用 "#" 還是 "%"，則看一下鍵盤上的 3、4 和 5 鍵，然后猜出來。
可以根據特定字符偏移和長度，使用另一種形式的變量擴展，來選擇特定子字符串。試著在 bash 中輸入以下行：
$ EXCLAIM=cowabunga
$ echo ${EXCLAIM:0:3}
cow
$ echo ${EXCLAIM:3:7}
abunga
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這種形式的字符串截斷非常簡便，只需用冒號分開來指定起始字符和子字符串長度。
應用字符串截斷
現在我們已經學習了所有截斷字符串的知識，下面寫一個簡單短小的 shell 腳本。我們的腳本將接受一個文件作為自變量，然后打印：該文件是否是一個 tar 文件。要確定它是否是 tar 文件，將在文件末尾查找模式 ".tar"。如下所示：
mytar.sh -- 一個簡單的腳本
#!/bin/bash
if [ "${1##*.}" = "tar" ]
then
echo This appears to be a tarball.
else
echo At first glance, this does not appear to be a tarball.
fi
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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：
$ ./mytar.sh thisfile.tar
This appears to be a tarball.
$ ./mytar.sh thatfile.gz
At first glance, this does not appear to be a tarball.
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好，成功運行，但是不太實用。在使它更實用之前，先看一下上面使用的 "if" 語句。語句中使用了一個布爾表達式。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。但是布爾表達式實際上測試什么？讓我們看一下左邊。根據前面所學的字符串截斷知識，"${1##*.}" 將從環境變量 "1" 包含的字符串開始部分除去最長的 "*." 匹配，并返回結果。這將返回文件中最后一個 "." 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。
您可能會想：開始處的 "1" 環境變量是什么。很簡單 -- $1 是傳給腳本的第一個命令行自變量，$2 是第二個，以此類推。好，已經回顧了功能，下面來初探 "if" 語句。
If 語句
與大多數語言一樣，bash 有自己的條件形式。在使用時，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" 語句：
if [ condition ]
then
action
fi
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只有當 condition 為真時，該語句才執行操作，否則不執行操作，并繼續執行 "fi" 之后的任何行。
if [ condition ]
then
action
elif [ condition2 ]
then
action2
.
.
.
elif [ condition3 ]
then
else
actionx
fi
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以上 "elif" 形式將連續測試每個條件，并執行符合第一個 真 條件的操作。如果沒有條件為真，則將執行 "else" 操作，如果有一個條件為真，則繼續執行整個 "if,elif,else" 語句之后的行
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