linux shell脚本-在终端显示输出

在终端中显示输出 用户是通过终端会话同shell环境打交道的。如果你使用的是基于图形用户界面的系统，这指 的就是终端窗口。如果没有图形用户界面（生产服务器或SSH会话），那么登录后你看到的就是 shell提示符。 在终端中显示文本是大多数脚本和实用工具经常需要执行的任务。shell可以使用多种方法和 格式显示文本。 1.2.1 预备知识 命令都是在终端会话中输入并执行的。打开终端时会出现一个提示符。有很多方法可以配置 提示符，不过其形式通常如下： username@hostname$ 或者也可以配置成root@hostname #，或者简单地显示为$或#。 $表示普通用户，#表示管理员用户root。root是Linux系统中权限最高的用户。 以root用户（管理员）的身份直接使用shell来执行任务可不是个好主意。因 为如果shell具备较高的权限，命令中出现的输入错误有可能造成更严重的破坏， 所以推荐使用普通用户（shell会在提示符中以$来表明这种身份）登录系统，然 后借助sudo这类工具来运行特权命令。使用sudo 执 行命令的效果和root一样。 1.2 在终端中显示输出 3 1 2 3 4 5 14 6 7 8 9 10 11 12 shell脚本通常以shebang①起始： #!/bin/bash shebang是一个文本行，其中#!位于解释器路径之前。/bin/bash是Bash的解释器命令路径。bash 将以#符号开头的行视为注释。脚本中只有第一行可以使用shebang来定义解释该脚本所使用的解 释器。 脚本的执行方式有两种。 (1) 将脚本名作为命令行参数： bash myScript.sh (2) 授予脚本执行权限，将其变为可执行文件： chmod 755 myScript.sh ./myScript.sh. 如果将脚本作为bash的命令行参数来运行，那么就用不着使用shebang了。可以利用shebang 来实现脚本的独立运行。可执行脚本使用shebang之后的解释器路径来解释脚本。 使用chmod命令赋予脚本可执行权限： $ chmod a+x sample.sh 该命令使得所有用户可以按照下列方式执行该脚本： $ ./sample.sh #./表示当前目录 或者 $ /home/path/sample.sh #使用脚本的完整路径 内核会读取脚本的首行并注意到shebang为#!/bin/bash。它会识别出/bin/bash并执行该 脚本： $ /bin/bash sample.sh 当启动一个交互式shell时，它会执行一组命令来初始化提示文本、颜色等设置。这组命令来 自用户主目录中的脚本文件~/.bashrc（对于登录shell则是~/.bash_profile）。Bash shell还维护了一 个历史记录文件~/.bash_history，用于保存用户运行过的命令。 —————————— ① shebang这个词其实是两个字符名称（sharp-bang）的简写。在Unix的行话里，用sharp或hash（有时候是mesh）来 称呼字符“#”， 用bang来称呼惊叹号“!”，因而shebang合起来就代表了这两个字符。详情请参考： http://en.wikipedia.org/wiki/ Shebang_(Unix)。（注：书中脚注均为译者注。） 4 第 1 章 小试牛刀 ~表示主目录，它通常是/home/user，其中user是用户名，如果是root用 户，则为/root。登录shell是登录主机后创建的那个shell。但登录图形化环境（比 如GNOME、KDE等）后所创建的终端会话并不是登录shell。使用GNOME或KDE 这类显示管理器登录后并不会读取.profile或.bash_profile（绝大部分情况下不 会），而使用ssh登录远程系统时则会读取.profile。shell使用分号或换行符来分隔 单个命令或命令序列。比如： $ cmd1 ; cmd2 这等同于： $ cmd1 $ cmd2 注释部分以#为起始，一直延续到行尾。注释行通常用于描述代码或是在调试期间禁止执行 某行代码①： # sample.sh - echoes "hello world" echo "hello world" 现在让我们继续讨论基本特性。 1.2.2 实战演练 echo是用于终端打印的最基本命令。 默认情况下，echo在每次调用后会添加一个换行符： $ echo "Welcome to Bash" Welcome to Bash 只需要将文本放入双引号中，echo命令就可以将其中的文本在终端中打印出来。类似地， 不使用双引号也可以得到同样的输出结果： $ echo Welcome to Bash Welcome to Bash 实现相同效果的另一种方式是使用单引号： $ echo 'text in quotes' 这些方法看起来相似，但各有特定的用途及副作用。双引号允许shell解释字符串中出现的特 殊字符。单引号不会对其做任何解释。 思考下面这行命令： —————————— ① shell不执行脚本中的任何注释部分。 1.2 在终端中显示输出 5 1 2 3 4 5 14 6 7 8 9 10 11 12 $ echo "cannot include exclamation - ! within double quotes" 命令输出如下： bash: !: event not found error 如果需要打印像!这样的特殊字符，那就不要将其放入双引号中，而是使用单引号，或是在 特殊字符之前加上一个反斜线（\）： $ echo Hello world ! 或者 $ echo 'Hello world !' 或者 $ echo "Hello world \!" #将转义字符放在前面 如果不使用引号，我们无法在echo中使用分号，因为分号在Bash shell中用作命令间的分 隔符： echo hello; hello 对于上面的命令，Bash将echo hello作为一个命令，将hello作为另外一个命令。 在下一条攻略中将讨论到的变量替换不会在单引号中执行。 另一个可用于终端打印的命令是printf。该命令使用的参数和C语言中的printf函数一样。 例如： $ printf "Hello world" printf命令接受引用文本或由空格分隔的参数。我们可以在printf中使用格式化字符串来 指定字符串的宽度、左右对齐方式等。默认情况下，printf并不会自动添加换行符，我们必须 在需要的时候手动指定，比如在下面的脚本中： #!/bin/bash #文件名: printf.sh printf "%-5s %-10s %-4s\n" No Name Mark printf "%-5s %-10s %-4.2f\n" 1 Sarath 80.3456 printf "%-5s %-10s %-4.2f\n" 2 James 90.9989 printf "%-5s %-10s %-4.2f\n" 3 Jeff 77.564 可以得到如下格式化的输出： No Name Mark 1 Sarath 80.35 2 James 91.00 3 Jeff 77.56 6 第 1 章 小试牛刀 1.2.3 工作原理 %s、%c、%d和%f都是格式替换符（format substitution character），它们定义了该如何打印后 续参数。%-5s指明了一个格式为左对齐且宽度为5的字符串替换（-表示左对齐）。如果不指明-， 字符串就采用右对齐形式。宽度指定了保留给某个字符串的字符数量。对Name而言，其保留宽 度是10。因此，任何Name字段的内容都会被显示在10字符宽的保留区域内，如果内容不足10个 字符，余下的则以空格填充。 对于浮点数，可以使用其他参数对小数部分进行舍入（round off）。 对于Mark字段，我们将其格式化为%-4.2f，其中.2指定保留两位小数。注意，在每行的格 式字符串后都有一个换行符（\n）。 1.2.4 补充内容 使用echo和printf的命令选项时，要确保选项出现在命令中的所有字符串之前，否则Bash 会将其视为另外一个字符串。 1. 在echo中转义换行符 默认情况下，echo会在输出文本的尾部追加一个换行符。可以使用选项-n来禁止这种行为。 echo同样接受双包含转义序列的双引号字符串作为参数。在使用转义序列时，需要使用echo -e "包含转义序列的字符串"这种形式。例如： echo -e "1\t2\t3" 1 2 3 2. 打印彩色输出 脚本可以使用转义序列在终端中生成彩色文本。 文本颜色是由对应的色彩码来描述的。其中包括：重置=0，黑色=30，红色=31，绿色=32， 黄色=33，蓝色=34，洋红=35，青色=36，白色=37。 要打印彩色文本，可输入如下命令： echo -e "\e[1;31m This is red text \e[0m" 其中\e[1;31m是一个转义字符串，可以将颜色设为红色，\e[0m将颜色重新置回。只需要将31替 换成想要的色彩码就可以了。 对于彩色背景，经常使用的颜色码是：重置=0，黑色=40，红色=41，绿色=42，黄色=43， 蓝色=44，洋红=45，青色=46，白色=47。 1.3 使用变量与环境变量 7 1 2 3 4 5 14 6 7 8 9 10 11 12 要设置彩色背景的话，可输入如下命令： echo -e "\e[1;42m Green Background \e[0m" 这些例子中包含了一些转义序列。可以使用man console_codes来查看相关文档。 1.3 使用变量与环境变量 所有的编程语言都利用变量来存放数据，以备随后使用或修改。和编译型语言不同，大多数 脚本语言不要求在创建变量之前声明其类型。用到什么类型就是什么类型。在变量名前面加上一 个美元符号就可以访问到变量的值。shell定义了一些变量，用于保存用到的配置信息，比如可用 的打印机、搜索路径等。这些变量叫作环境变量。 1.3.1 预备知识 变量名由一系列字母、数字和下划线组成，其中不包含空白字符。常用的惯例是在脚本中使 用大写字母命名环境变量，使用驼峰命名法或小写字母命名其他变量。 所有的应用程序和脚本都可以访问环境变量。可以使用env或printenv命令查看当前shell 中所定义的全部环境变量： $> env PWD=/home/clif/ShellCookBook HOME=/home/clif SHELL=/bin/bash # …… 其他行 要查看其他进程的环境变量，可以使用如下命令： cat /proc/$PID/environ 其中，PID是相关进程的进程ID（PID是一个整数）。 假设有一个叫作gedit的应用程序正在运行。我们可以使用pgrep命令获得gedit的进程ID： $ pgrep gedit 12501 那么，你就可以执行以下命令来查看与该进程相关的环境变量： $ cat /proc/12501/environ GDM_KEYBOARD_LAYOUT=usGNOME_KEYRING_PID=1560USER=slynuxHOME=/home/slynux 8 第 1 章 小试牛刀 注意，实际输出的环境变量远不止这些，只是考虑到页面篇幅的限制，这里 删除了不少内容。 特殊文件/proc/PID/environ是一个包含环境变量以及对应变量值的列表。每 一个变量以name=value的形式来描述，彼此之间由null字符（\0）分隔。形式 上确实不太易读。 要想生成一份易读的报表，可以将cat命令的输出通过管道传给tr，将其中的\0替换成\n： $ cat /proc/12501/environ | tr '\0' '\n' 1.3.2 实战演练 可以使用等号操作符为变量赋值： varName=value varName是变量名，value是赋给变量的值。如果value不包含任何空白字符（例如空格）， 那么就不需要将其放入引号中，否则必须使用单引号或双引号。 注意，var = value不同于var=value。把var=value写成var = value 是一个常见的错误。两边没有空格的等号是赋值操作符，加上空格的等号表示的 是等量关系测试。 在变量名之前加上美元符号（$）就可以访问变量的内容。 var="value" #将"value"赋给变量var echo $var 也可以这样写： echo ${var} 输出如下： value 我们可以在printf、echo或其他命令的双引号中引用变量值： #!/bin/bash #文件名:variables.sh fruit=apple count=5 echo "We have $count ${fruit}(s)" 输出如下： We have 5 apple(s) 1.3 使用变量与环境变量 9 1 2 3 4 5 14 6 7 8 9 10 11 12 因为shell使用空白字符来分隔单词，所以我们需要加上一对花括号来告诉shell这里的变量名 是fruit，而不是fruit(s)。 环境变量是从父进程中继承而来的变量。例如环境变量HTTP_PROXY，它定义了Internet连接 应该使用哪个代理服务器。 该环境变量通常被设置成： HTTP_PROXY=192.168.1.23:3128 export HTTP_PROXY export命令声明了将由子进程所继承的一个或多个变量。这些变量被导出后，当前shell脚 本所执行的任何应用程序都会获得这个变量。shell创建并用到了很多标准环境变量，我们也可以 导出自己的环境变量。 例如，PATH变量列出了一系列可供shell搜索特定应用程序的目录。一个典型的PATH变量包 含如下内容： $ echo $PATH /home/slynux/bin:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr /games 各目录路径之间以:分隔。$PATH通常定义在/etc/environment、/etc/profile或~/.bashrc中。 如果需要在PATH中添加一条新路径，可以使用如下命令： export PATH="$PATH:/home/user/bin" 也可以使用 $ PATH="$PATH:/home/user/bin" $ export PATH $ echo $PATH /home/slynux/bin:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr /games:/home/user/bin 这样，我们就将/home/user/bin添加到了PATH中。 另外还有一些众所周知的环境变量：HOME、PWD、USER、UID、SHELL等。 使用单引号时，变量不会被扩展（expand），仍依照原样显示。这意味着$ echo '$var'会显示$var。 但如果变量$var已经定义过，那么$ echo "$var"会显示出该变量的值； 如果没有定义过，则什么都不显示。 1.3.3 补充内容 shell还有很多内建特性。下面就是其中一些。 10 第 1 章 小试牛刀 1. 获得字符串的长度 可以用下面的方法获得变量值的长度： length=${#var} 考虑这个例子： $ var=12345678901234567890 $ echo ${#var} 20 length就是字符串所包含的字符数。 2. 识别当前所使用的shell 可以通过环境变量SHELL获知当前使用的是哪种shell： echo $SHELL 也可以用 echo $0 例如： $ echo $SHELL /bin/bash 执行echo $0命令也可以得到同样的输出： $ echo $0 /bin/bash 3. 检查是否为超级用户 环境变量UID中保存的是用户ID。它可以用于检查当前脚本是以root用户还是以普通用户的 身份运行的。例如： If [ $UID -ne 0 ]; then echo Non root user. Please run as root. else echo Root user fi 注意，[实际上是一个命令，必须将其与剩余的字符串用空格隔开。上面的脚本也可以 写成： If test $UID -ne 0:1 then echo Non root user. Please run as root. else 1.4 使用函数添加环境变量 11 1 2 3 4 5 14 6 7 8 9 10 11 12 echo Root user fi root用户的UID是0。 4. 修改Bash的提示字符串（username@hostname:~$） 当我们打开终端或是运行shell时，会看到类似于user@hostname:/home/$的提示字符串。 不同的GNU/Linux发布版中的提示字符串及颜色各不相同。我们可以利用PS1环境变量来定义主 提示字符串。默认的提示字符串是在文件~/.bashrc中的某一行设置的。  查看设置变量PS1的那一行： $ cat ~/.bashrc | grep PS1 PS1='${debian_chroot:+($debian_chroot)}\u@\h:\w\$ '  如果要修改提示字符串，可以输入： slynux@localhost: ~$ PS1="PROMPT>" #提示字符串已经改变 PROMPT> Type commands here.  我们可以利用类似于\e[1;31的特定转义序列来设置彩色的提示字符串（参考1.2节的内 容）。 还有一些特殊的字符可以扩展成系统参数。例如：\u可以扩展为用户名，\h可以扩展为主 机名，而\w可以扩展为当前工作目录。 1.4 使用函数添加环境变量 环境变量通常保存了可用于搜索可执行文件、库文件等的路径列表。例如$PATH和 $LD_LIBRARY_PATH，它们通常看起来像这样： PATH=/usr/bin; /bin LD_LIBRARY_PATH=/usr/lib; /lib 这意味着只要shell执行应用程序（二进制文件或脚本）时，它就会首先查找/usr/bin，然后查找/bin。 当你使用源代码构建并安装程序时，通常需要为新的可执行文件和库文件添加特定的路径。 假设我们要将myapp安装到/opt/myapp，它的二进制文件在/opt/myapp/bin目录中，库文件在/opt/ myapp /lib目录中。 1.4.1 实战演练 这个例子展示了如何将新的路径添加到环境变量的起始部分。第一个例子利用我们目前所讲 过的知识来实现，第二个例子创建了一个函数来简化修改操作。本章随后会讲到函数。 12 第 1 章 小试牛刀 export PATH=/opt/myapp/bin:$PATH export LD_LIBRARY_PATH=/opt/myapp/lib; $LD_LIBRARY_PATH PATH和LD_LIBRARY_PATH现在看起来应该像这样： PATH=/opt/myapp/bin:/usr/bin:/bin LD_LIBRARY_PATH=/opt/myapp/lib:/usr/lib; /lib 我们可以在.bashrc文件中定义如下函数，简化路径添加操作： prepend() { [ -d "$2" ] && eval $1=\"$2':'\$$1\" && export $1; } 该函数用法如下： prepend PATH /opt/myapp/bin prepend LD_LIBRARY_PATH /opt/myapp/lib 1.4.2 工作原理 函数prepend()首先确认该函数第二个参数所指定的目录是否存在。如果存在，eval表达 式将第一个参数所指定的变量值设置成第二个参数的值加上:（路径分隔符），随后再跟上第一个 参数的原始值。 在进行添加时，如果变量为空，则会在末尾留下一个:。要解决这个问题，可以对该函数再 做一些修改： prepend() { [ -d "$2" ] && eval $1=\"$2\$\{$1:+':'\$$1\}\" && export $1 ; } 在这个函数中，我们引入了一种shell参数扩展的形式： ${parameter:+expression} 如果parameter有值且不为空，则使用expression的值。 通过这次修改，在向环境变量中添加新路径时，当且仅当旧值存在，才会增加:。 1.5 使用 shell 进行数学运算 Bash shell使用let、(( ))和[]执行基本的算术操作。工具expr和bc可以用来执行高级操作。 实战演练 (1) 可以像为变量分配字符串值那样为其分配数值。这些值会被相应的操作符视为数字。 #!/bin/bash no1=4; no2=5; 1.5 使用 shell 进行数学运算 13 1 2 3 4 5 14 6 7 8 9 10 11 12 (2) let命令可以直接执行基本的算术操作。当使用let时，变量名之前不需要再添加$，例如： let result=no1+no2 echo $result let命令的其他用法如下：  自加操作 $ let no1++  自减操作 $ let no1--  简写形式 let no+=6 let no-=6 它们分别等同于let no=no+6和let no=no-6。  其他方法 操作符[]的使用方法和let命令一样： result=$[ no1 + no2 ] 在[]中也可以使用$前缀，例如： result=$[ $no1 + 5 ] 也可以使用操作符(())。出现在(())中的变量名之前需要加上$： result=$(( no1 + 50 )) expr同样可以用于基本算术操作： result=`expr 3 + 4` result=$(expr $no1 + 5) 以上这些方法不支持浮点数，只能用于整数运算。 (3) bc是一个用于数学运算的高级实用工具，这个精密的计算器包含了大量的选项。我们可 以借助它执行浮点数运算并使用一些高级函数： echo "4 * 0.56" | bc 2.24 no=54; result=`echo "$no * 1.5" | bc` echo $result 81.0 14 第 1 章 小试牛刀 bc可以接受操作控制前缀。这些前缀之间使用分号分隔。  设定小数精度。在下面的例子中，参数scale=2将小数位个数设置为2。因此，bc将 会输出包含两个小数位的数值： echo "scale=2;22/7" | bc 3.14  进制转换。用bc可以将一种进制系统转换为另一种。来看看下面的代码是如何在十进 制与二进制之间相互转换的： #!/bin/bash 用途：数字转换 no=100 echo "obase=2;$no" | bc 1100100 no=1100100 echo "obase=10;ibase=2;$no" | bc 100  计算平方以及平方根。 echo "sqrt(100)" | bc #Square root echo "10^10" | bc #Square