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級(jí)別： 初級(jí)
Daniel Robbins (drobbins@gentoo.org), 總裁兼 CEO, Gentoo Technologies, Inc.
2000 年 4 月 01 日
在前一篇 bash 的介紹性文章中，Daniel Robbins 為您講解了腳本語言的一些基本元素和使用 bash 的原因。在本文（即第二部分）中，Daniel 繼續(xù)前一篇的內(nèi)容，并講解條件 (if-then) 語句、循環(huán)和更多的 bash 基本結(jié)構(gòu)。
我們先看一下處理命令行自變量的簡(jiǎn)單技巧，然后再看看 bash 基本編程結(jié)構(gòu)。
接收自變量
在 介紹性文章 中的樣本程序中，我們使用環(huán)境變量 "$1" 來引用第一個(gè)命令行自變量。類似地，可以使用 "$2"、"$3" 等來引用傳遞給腳本的第二和第三個(gè)自變量。這里有一個(gè)例子：
#!/usr/bin/env bash
echo name of script is $0
echo first argument is $1
echo second argument is $2
echo seventeenth argument is $17
echo number of arguments is $#
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除以下兩個(gè)細(xì)節(jié)之外，此例無需說明。第一，"$0" 將擴(kuò)展成從命令行調(diào)用的腳本名稱，"$#" 將擴(kuò)展成傳遞給腳本的自變量數(shù)目。試驗(yàn)以上腳本，通過傳遞不同類型的命令行自變量來了解其工作原理。
有時(shí)需要一次引用 所有 命令行自變量。針對(duì)這種用途，bash 實(shí)現(xiàn)了變量 "$@"，它擴(kuò)展成所有用空格分開的命令行參數(shù)。在本文稍后的 "for" 循環(huán)部分中，您將看到使用該變量的例子。
Bash 編程結(jié)構(gòu)
如果您曾用過如 C、Pascal、Python 或 Perl 那樣的過程語言編程，則一定熟悉 "if" 語句和 "for" 循環(huán)那樣的標(biāo)準(zhǔn)編程結(jié)構(gòu)。對(duì)于這些標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的大多數(shù)，Bash 有自己的版本。在下幾節(jié)中，將介紹幾種 bash 結(jié)構(gòu)，并演示這些結(jié)構(gòu)和您已經(jīng)熟悉的其它編程語言中結(jié)構(gòu)的差異。如果以前編程不多，也不必?fù)?dān)心。我提供了足夠的信息和示例，使您可以跟上本文的進(jìn)度。
方便的條件語句
如果您曾用 C 編寫過與文件相關(guān)的代碼，則應(yīng)該知道：要比較特定文件是否比另一個(gè)文件新需要大量工作。那是因?yàn)?C 沒有任何內(nèi)置語法來進(jìn)行這種比較，必須使用兩個(gè) stat() 調(diào)用和兩個(gè) stat 結(jié)構(gòu)來進(jìn)行手工比較。相反，bash 內(nèi)置了標(biāo)準(zhǔn)文件比較運(yùn)算符，因此，確定“/tmp/myfile 是否可讀”與查看“$myvar 是否大于 4”一樣容易。
下表列出最常用的 bash 比較運(yùn)算符。同時(shí)還有如何正確使用每一選項(xiàng)的示例。示例要跟在 "if" 之后。例如：
if [ -z "$myvar" ]
then
echo "myvar is not defined"
fi
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| 運(yùn)算符 |
描述 |
示例 |
| 文件比較運(yùn)算符 |
| -e filename |
如果 filename存在，則為真 |
[ -e /var/log/syslog ] |
| -d filename |
如果 filename為目錄，則為真 |
[ -d /tmp/mydir ] |
| -f filename |
如果 filename為常規(guī)文件，則為真 |
[ -f /usr/bin/grep ] |
| -L filename |
如果 filename為符號(hào)鏈接，則為真 |
[ -L /usr/bin/grep ] |
| -r filename |
如果 filename可讀，則為真 |
[ -r /var/log/syslog ] |
| -w filename |
如果 filename可寫，則為真 |
[ -w /var/mytmp.txt ] |
| -x filename |
如果 filename可執(zhí)行，則為真 |
[ -L /usr/bin/grep ] |
| filename1-nt filename2 |
如果 filename1比 filename2新，則為真 |
[ /tmp/install/etc/services -nt /etc/services ] |
| filename1-ot filename2 |
如果 filename1比 filename2舊，則為真 |
[ /boot/bzImage -ot arch/i386/boot/bzImage ] |
| 字符串比較運(yùn)算符 （請(qǐng)注意引號(hào)的使用，這是防止空格擾亂代碼的好方法） |
| -z string |
如果 string長(zhǎng)度為零，則為真 |
[ -z "$myvar" ] |
| -n string |
如果 string長(zhǎng)度非零，則為真 |
[ -n "$myvar" ] |
| string1= string2 |
如果 string1與 string2相同，則為真 |
[ "$myvar" = "one two three" ] |
| string1!= string2 |
如果 string1與 string2不同，則為真 |
[ "$myvar" != "one two three" ] |
| 算術(shù)比較運(yùn)算符 |
| num1-eq num2 |
等于 |
[ 3 -eq $mynum ] |
| num1-ne num2 |
不等于 |
[ 3 -ne $mynum ] |
| num1-lt num2 |
小于 |
[ 3 -lt $mynum ] |
| num1-le num2 |
小于或等于 |
[ 3 -le $mynum ] |
| num1-gt num2 |
大于 |
[ 3 -gt $mynum ] |
| num1-ge num2 |
大于或等于 |
[ 3 -ge $mynum ] |
有時(shí)，有幾種不同方法來進(jìn)行特定比較。例如，以下兩個(gè)代碼段的功能相同：
if [ "$myvar" -eq 3 ]
then
echo "myvar equals 3"
fi
if [ "$myvar" = "3" ]
then
echo "myvar equals 3"
fi
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上面兩個(gè)比較執(zhí)行相同的功能，但是第一個(gè)使用算術(shù)比較運(yùn)算符，而第二個(gè)使用字符串比較運(yùn)算符。
字符串比較說明
大多數(shù)時(shí)候，雖然可以不使用括起字符串和字符串變量的雙引號(hào)，但這并不是好主意。為什么呢？因?yàn)槿绻h(huán)境變量中恰巧有一個(gè)空格或制表鍵，bash 將無法分辨，從而無法正常工作。這里有一個(gè)錯(cuò)誤的比較示例：
if [ $myvar = "foo bar oni" ]
then
echo "yes"
fi
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在上例中，如果 myvar 等于 "foo"，則代碼將按預(yù)想工作，不進(jìn)行打印。但是，如果 myvar 等于 "foo bar oni"，則代碼將因以下錯(cuò)誤失敗：
在這種情況下，"$myvar"（等于 "foo bar oni"）中的空格迷惑了 bash。bash 擴(kuò)展 "$myvar" 之后，代碼如下：
[ foo bar oni = "foo bar oni" ]
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因?yàn)榄h(huán)境變量沒放在雙引號(hào)中，所以 bash 認(rèn)為方括號(hào)中的自變量過多。可以用雙引號(hào)將字符串自變量括起來消除該問題。請(qǐng)記住，如果養(yǎng)成將所有字符串自變量用雙引號(hào)括起的習(xí)慣，將除去很多類似的編程錯(cuò)誤。"foo bar oni" 比較 應(yīng)該寫成：
if [ "$myvar" = "foo bar oni" ]
then
echo "yes"
fi
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更多引用細(xì)節(jié)
如果要擴(kuò)展環(huán)境變量，則必須將它們用 雙引號(hào)、而不是單引號(hào)括起。單引號(hào) 禁用 變量（和歷史）擴(kuò)展。
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以上代碼將按預(yù)想工作，而不會(huì)有任何令人不快的意外出現(xiàn)。
循環(huán)結(jié)構(gòu)："for"
好了，已經(jīng)講了條件語句，下面該探索 bash 循環(huán)結(jié)構(gòu)了。我們將從標(biāo)準(zhǔn)的 "for" 循環(huán)開始。這里有一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：
#!/usr/bin/env bash
for x in one two three four
do
echo number $x
done
輸出：
number one
number two
number three
number four
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發(fā)生了什么？"for" 循環(huán)中的 "for x" 部分定義了一個(gè)名為 "$x" 的新環(huán)境變量（也稱為循環(huán)控制變量），它的值被依次設(shè)置為 "one"、"two"、"three" 和 "four"。每一次賦值之后，執(zhí)行一次循環(huán)體（"do" 和 "done" 之間的代碼）。在循環(huán)體內(nèi)，象其它環(huán)境變量一樣，使用標(biāo)準(zhǔn)的變量擴(kuò)展語法來引用循環(huán)控制變量 "$x"。還要注意，"for" 循環(huán)總是接收 "in" 語句之后的某種類型的字列表。在本例中，指定了四個(gè)英語單詞，但是字列表也可以引用磁盤上的文件，甚至文件通配符。看看下面的例子，該例演示如何使用標(biāo)準(zhǔn) shell 通配符：
#!/usr/bin/env bash
for myfile in /etc/r*
do
if [ -d "$myfile" ]
then
echo "$myfile (dir)"
else
echo "$myfile"
fi
done
輸出：
/etc/rc.d (dir)
/etc/resolv.conf
/etc/resolv.conf~
/etc/rpc
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以上代碼列出在 /etc 中每個(gè)以 "r" 開頭的文件。要做到這點(diǎn)，bash 在執(zhí)行循環(huán)之前首先取得通配符 /etc/r*，然后擴(kuò)展它，用字符串 /etc/rc.d /etc/resolv.conf /etc/resolv.conf~ /etc/rpc 替換。一旦進(jìn)入循環(huán)，根據(jù) myfile 是否為目錄，"-d" 條件運(yùn)算符用來執(zhí)行兩個(gè)不同操作。如果是目錄，則將 "(dir)" 附加到輸出行。
還可以在字列表中使用多個(gè)通配符、甚至是環(huán)境變量：
for x in /etc/r--? /var/lo* /home/drobbins/mystuff/* /tmp/${MYPATH}/*
do
cp $x /mnt/mydir
done
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Bash 將在所有正確位置上執(zhí)行通配符和環(huán)境變量擴(kuò)展，并可能創(chuàng)建一個(gè)非常長(zhǎng)的字列表。
雖然所有通配符擴(kuò)展示例使用了 絕對(duì)路徑，但也可以使用相對(duì)路徑，如下所示：
for x in ../* mystuff/*
do
echo $x is a silly file
done
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在上例中，bash 相對(duì)于當(dāng)前工作目錄執(zhí)行通配符擴(kuò)展，就象在命令行中使用相對(duì)路徑一樣。研究一下通配符擴(kuò)展。您將注意到，如果在通配符中使用絕對(duì)路徑，bash 將通配符擴(kuò)展成一個(gè)絕對(duì)路徑列表。否則，bash 將在后面的字列表中使用相對(duì)路徑。如果只引用當(dāng)前工作目錄中的文件（例如，如果輸入 "for x in *"），則產(chǎn)生的文件列表將沒有路徑信息的前綴。請(qǐng)記住，可以使用 "basename" 可執(zhí)行程序來除去前面的路徑信息，如下所示：
for x in /var/log/*
do
echo `basename $x` is a file living in /var/log
done
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當(dāng)然，在腳本的命令行自變量上執(zhí)行循環(huán)通常很方便。這里有一個(gè)如何使用本文開始提到的 "$@" 變量的例子：
#!/usr/bin/env bash
for thing in "$@"
do
echo you typed ${thing}.
done
輸出：
$ allargs hello there you silly
you typed hello.
you typed there.
you typed you.
you typed silly.
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Shell 算術(shù)
在學(xué)習(xí)另一類型的循環(huán)結(jié)構(gòu)之前，最好先熟悉如何執(zhí)行 shell 算術(shù)。是的，確實(shí)如此：可以使用 shell 結(jié)構(gòu)來執(zhí)行簡(jiǎn)單的整數(shù)運(yùn)算。只需將特定的算術(shù)表達(dá)式用 "$((" 和 "))" 括起，bash 就可以計(jì)算表達(dá)式。這里有一些例子：
$ echo $(( 100 / 3 ))
33
$ myvar="56"
$ echo $(( $myvar + 12 ))
68
$ echo $(( $myvar - $myvar ))
0 $ myvar=$(( $myvar + 1 ))
$ echo $myvar
57
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更多的循環(huán)結(jié)構(gòu)："while" 和 "until"
只要特定條件為真，"while" 語句就會(huì)執(zhí)行，其格式如下：
while [ condition ]
do
statements
done
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通常使用 "While" 語句來循環(huán)一定次數(shù)，比如，下例將循環(huán) 10 次：
myvar=0
while [ $myvar -ne 10 ]
do
echo $myvar
myvar=$(( $myvar + 1 ))
done
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可以看到，上例使用了算術(shù)表達(dá)式來使條件最終為假，并導(dǎo)致循環(huán)終止。
"Until" 語句提供了與 "while" 語句相反的功能：只要特定條件為 假 ，它們就重復(fù)。下面是一個(gè)與前面的 "while" 循環(huán)具有同等功能的 "until" 循環(huán)：
myvar=0
until [ $myvar -eq 10 ]
do
echo $myvar
myvar=$(( $myvar + 1 ))
done
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Case 語句
Case 語句是另一種便利的條件結(jié)構(gòu)。這里有一個(gè)示例片段：
case "${x##*.}" in
gz)
gzunpack ${SROOT}/${x}
;;
bz2)
bz2unpack ${SROOT}/${x}
;;
*)
echo "Archive format not recognized."
exit
;;
esac
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在上例中，bash 首先擴(kuò)展 "${x##*.}"。在代碼中，"$x" 是文件的名稱，"${x##.*}" 除去文件中最后句點(diǎn)后文本之外的所有文本。然后，bash 將產(chǎn)生的字符串與 ")" 左邊列出的值做比較。在本例中，"${x##.*}" 先與 "gz" 比較，然后是 "bz2"，最后是 "*"。如果 "${x##.*}" 與這些字符串或模式中的任何一個(gè)匹配，則執(zhí)行緊接 ")" 之后的行，直到 ";;" 為止，然后 bash 繼續(xù)執(zhí)行結(jié)束符 "esac" 之后的行。如果不匹配任何模式或字符串，則不執(zhí)行任何代碼行，在這個(gè)特殊的代碼片段中，至少要執(zhí)行一個(gè)代碼塊，因?yàn)槿魏尾慌c "gz" 或 "bz2" 匹配的字符串都將與 "*" 模式匹配。
函數(shù)與名稱空間
在 bash 中，甚至可以定義與其它過程語言（如 Pascal 和 C）類似的函數(shù)。在 bash 中，函數(shù)甚至可以使用與腳本接收命令行自變量類似的方式來接收自變量。讓我們看一下樣本函數(shù)定義，然后再從那里繼續(xù)：
tarview() {
echo -n "Displaying contents of $1 "
if [ ${1##*.} = tar ]
then
echo "(uncompressed tar)"
tar tvf $1
elif [ ${1##*.} = gz ]
then
echo "(gzip-compressed tar)"
tar tzvf $1
elif [ ${1##*.} = bz2 ]
then
echo "(bzip2-compressed tar)"
cat $1 | bzip2 -d | tar tvf -
fi
}
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另一種情況
可以使用 "case" 語句來編寫上面的代碼。您知道如何編寫嗎？
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我們?cè)谏厦娑x了一個(gè)名為 "tarview" 的函數(shù)，它接收一個(gè)自變量，即某種類型的 tar 文件。在執(zhí)行該函數(shù)時(shí)，它確定自變量是哪種 tar 文件類型（未壓縮的、gzip 壓縮的或 bzip2 壓縮的），打印一行信息性消息，然后顯示 tar 文件的內(nèi)容。應(yīng)該如下調(diào)用上面的函數(shù)（在輸入、粘貼或找到該函數(shù)后，從腳本或命令行調(diào)用它）：
$ tarview shorten.tar.gz
Displaying contents of shorten.tar.gz (gzip-compressed tar)
drwxr-xr-x ajr/abbot 0 1999-02-27 16:17 shorten-2.3a/
-rw-r--r-- ajr/abbot 1143 1997-09-04 04:06 shorten-2.3a/Makefile
-rw-r--r-- ajr/abbot 1199 1996-02-04 12:24 shorten-2.3a/INSTALL
-rw-r--r-- ajr/abbot 839 1996-05-29 00:19 shorten-2.3a/LICENSE
....
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交互地使用它們
別忘了，可以將函數(shù)（如上面的函數(shù)）放在 ~/.bashrc 或 ~/.bash_profile 中，以便在 bash 中隨時(shí)使用它們。
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如您所見，可以使用與引用命令行自變量同樣的機(jī)制來在函數(shù)定義內(nèi)部引用自變量。另外，將把 "$#" 宏擴(kuò)展成包含自變量的數(shù)目。唯一可能不完全相同的是變量 "$0"，它將擴(kuò)展成字符串 "bash"（如果從 shell 交互運(yùn)行函數(shù)）或調(diào)用函數(shù)的腳本名稱。
名稱空間
經(jīng)常需要在函數(shù)中創(chuàng)建環(huán)境變量。雖然有可能，但是還有一個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié)應(yīng)該了解。在大多數(shù)編譯語言（如 C）中，當(dāng)在函數(shù)內(nèi)部創(chuàng)建變量時(shí)，變量被放置在單獨(dú)的局部名稱空間中。因此，如果在 C 中定義一個(gè)名為 myfunction 的函數(shù)，并在該函數(shù)中定義一個(gè)名為 "x" 的自變量，則任何名為 "x" 的全局變量（函數(shù)之外的變量）將不受它的印象，從而消除了負(fù)作用。
在 C 中是這樣，但在 bash 中卻不是。在 bash 中，每當(dāng)在函數(shù)內(nèi)部創(chuàng)建環(huán)境變量，就將其添加到 全局名稱空間。這意味著，該變量將重寫函數(shù)之外的全局變量，并在函數(shù)退出之后繼續(xù)存在：
#!/usr/bin/env bash
myvar="hello"
myfunc() {
myvar="one two three"
for x in $myvar
do
echo $x
done
}
myfunc
echo $myvar $x
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運(yùn)行此腳本時(shí)，它將輸出 "one two three three"，這顯示了在函數(shù)中定義的 "$myvar" 如何影響全局變量 "$myvar"，以及循環(huán)控制變量 "$x" 如何在函數(shù)退出之后繼續(xù)存在（如果 "$x" 全局變量存在，也將受到影響）。
在這個(gè)簡(jiǎn)單的例子中，很容易找到該錯(cuò)誤，并通過使用其它變量名來改正錯(cuò)誤。但這不是正確的方法，解決此問題的最好方法是通過使用 "local" 命令，在一開始就預(yù)防影響全局變量的可能性。當(dāng)使用 "local" 在函數(shù)內(nèi)部創(chuàng)建變量時(shí)，將把它們放在 局部名稱空間中，并且不會(huì)影響任何全局變量。這里演示了如何實(shí)現(xiàn)上述代碼，以便不重寫全局變量：
#!/usr/bin/env bash
myvar="hello"
myfunc() {
local x
local myvar="one two three"
for x in $myvar
do
echo $x
done
}
myfunc
echo $myvar $x
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此函數(shù)將輸出 "hello" -- 不重寫全局變量 "$myvar"，"$x" 在 myfunc 之外不繼續(xù)存在。在函數(shù)的第一行，我們創(chuàng)建了以后要使用的局部變量 x，而在第二個(gè)例子 (local myvar="one two three"") 中，我們創(chuàng)建了局部變量 myvar， 同時(shí) 為其賦值。在將循環(huán)控制變量定義為局部變量時(shí)，使用第一種形式很方便，因?yàn)椴辉试S說："for local x in $myvar"。此函數(shù)不影響任何全局變量，鼓勵(lì)您用這種方式設(shè)計(jì)所有的函數(shù)。只有在明確希望要修改全局變量時(shí)，才 不應(yīng)該使用 "local"。
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