操作系统强化认识之Shell编程学习与总结

目录

1.Shell的概述

2.Shell脚本入门

3.变量

3.1.系统预定义变量

3.2.自定义变量

3.3.特殊变量

4.运算符

5.条件判断

6.流程控制

6.1.if判断

6.2.case语句

6.3.for循环

6.4.while循环

7.read读取控制台输入

8.函数

8.1.系统函数

8.2.自定义函数

9.正则表示式入门

10.文本处理工具

10.1.cut

10.2.awk

11.综合应用案例

11.1.归档文件

11.2.发送消息


1.Shell的概述

Shell是一个命令行解释器,它接收应用程序/用户命令,然后调用操作系统内核。

uTools_1690124669791

Shell还是一个功能强大的编程语言,易编写、易调试、灵活性强。

Linux的shell有多种,常见的有:

  1. Bash:Bash是Linux默认的Shell,也是最常见的Shell之一。

  2. Zsh:Zsh是一个功能强大的Shell,拥有很多特性,可以自动补全命令、支持主题、插件等。

  3. Ksh:Ksh是Unix系统默认的Shell,是一种比较流行的Shell。

  4. Dash:Dash是一种轻量级的Shell,可以在需要快速启动Shell时使用。

  5. Perl:Perl是一种脚本语言,也可以作为Shell使用。

Shell脚本是一个包含一些列命令序列的文本文件,当运行这个脚本文件时,文件中包含的命令序列得到执行。Shell可以将命令组合起来,形成一个复合命令,可以简化操作。

2.Shell脚本入门

1.脚本格式

脚本以#!/bin/bash开头(指定解释器)

2.第一个Shell脚本:helloworld.sh

  1. 需求:创建一个Shell脚本,输出helloworld

  2. 案例实操

首先创建脚本:

touch helloworld.sh
vim helloworld.sh

在写入内容:

#!/bin/bash
echo "hello world"
  1. 脚本的常用执行方式

第一种:采用bash或者sh+脚本的相对路径或者绝对路径(不用赋予脚本+x权限)

sh+脚本的相对路径

sh ./helloworld.sh

sh+脚本的绝对路径

sh /home/atguigu/shells/helloworld.sh

bash+脚本的相对路径

bash ./helloworld.sh

bash+脚本的绝对路径

bash /home/atguigu/shells/helloworld.sh

第二种:采用输入脚本的绝对路径或相对路径执行脚本(必须具有可执行权限+x)

  1. 首先要赋予helloworld.sh脚本+x权限

chmod +x helloworld.sh
  1. 执行脚本

相对路径

./helloworld.sh

绝对路径

/home/atguigu/shells/helloworld.sh

第三种:在脚本路径前面加上"."或者source

cat test.sh
#!/bin/bash
A=5
echo $A
​
bash test.sh
echo $A
​
. test.sh
echo $A
​
source test.sh

我们可以查看source是用来干什么的:

type source

前两种方式都是在当前shell中打开的一个子shell来执行脚本内容,当脚本内容结束,则子shell关闭,回到父shell中。

第三种也就是在使用脚本路径前加上"."或者source的方式,可以使脚本内容在当前shell里执行,而无需打开子shell!这也是为什么我们每次要修改完/ettc/profile文件以后,需要source一下的原因。

开子shell与不开子shell的区别就在于,环境变量的继承关系,如在子shell中设置的当前变量,父shell是不可见的。

3.变量

3.1.系统预定义变量

1)常用系统变量

$HOME

$PWD

$SHELL

$USER

2)实例操作

查看系统变量的值和显示当前shell中所有变量set

echo $HOME
set
BASH=/bin/bash
BASH_ALLASES=()
BASH_ARGC=()
BASH_ARGV=()

3.2.自定义变量

1)基础语法

定义变量:变量名=变量值,注意,=号前后不能有空格

撤销变量:unset 变量名

声明静态变量:readonly 变量,注意:不能unset

2)变量定义规则

变量名称可以由字母、数字、下划线组成,但是不能以数字开头,环境变量名建议大写。

等号两侧不能有空格

在bash中,变量默认类型都是字符串类型,无法直接进行数值运算。

变量的值如果有空格,需要使用双引号或者单引号括起来。

3)案例实操

a=2
echo $a
b=$(1+5) # $()就会计算
unset a # 撤销a变量
readonly b=5 # 变为只读变量,无法修改b的值

注意不要在等号前后写入空格的形式。

子shell里的变量退出exit之后,对于父shell是没有任何影响和改变的。

echo $PATH

如果将我们的代码文件放置在PATH路径下,那么就可以直接运行helloworld.sh文件,无需在前面添加bash、"."路径等操作了。

# vim内
#!/bin/bash
echo "hello world"
echo "hello,$1" #$1作为一个变量
​
./hello.sh
./hello.sh xiaoming # 就会输出变量

3.3.特殊变量

1.$n

基本语法:$n

n为数字

$0代表该脚本名称

$ 1 ~ 9 代表第一个到第九个参数,10以上的参数需要用大括号包含

如${10}

touch parameter.sh
vim parameter.sh
#!/bin/bash
echo '--------$n--------'
echo $0
echo $1
echo $2
​
chomd 777 parameter.sh
./parameter.sh cls xz
--------$n--------
./parameter.sh
cls
xz

2.$#

获取所有输入参数个数,常用于循环,判断参数的个数是否正确以及加强脚本的健壮性

touch parameter.sh
vim parameter.sh
echo '=========$n========='
echo $0
echo $1
echo $2
echo '=========$n========='
echo parameter numbers : $#
​
chomd 777 parameter.sh
./parameter.sh cls xz
=========$n=========
parameter.sh
cls
xz
echo '=========$n========='
parameter numbers : 2

3.$*

$@

$* 这个变量代表命令行中所有的参数,它把所有的参数看成一个整体

$@这个变量也代表命令行中所有的参数,不过它能把所有参数区分对待

vim parameter.sh
echo '=========$n========='
echo $0
echo $1
echo $2
echo '=========$n========='
echo parameter numbers : $#
echo '=========$n========='
echo $@
​
chomd 777 parameter.sh
./parameter.sh cls xz
=========$n=========
parameter.sh
cls
xz
echo '=========$n========='
parameter numbers : 2
=========$n=========
cls xz

4.$?

最后一次执行的命令的返回状态,如果这个变量的值为0,证明上一个命令正确执行:如果这个变量的值为非0(具体是哪个数,由命令行自己来解决),则证明上一个命令行执行不正确了。)

案例操作:

./helloworld.sh
echo $?
0

4.运算符

expr表达式

a=1+2
echo $a
1+2
​
expr 1+2
1+2
expr 1 + 3
4
expr 5 - 2
3
expr 5 * 2 # 会报错
expr: 语法错误
expr 5 \* 2 # 这才是正确的
10

$(运算式)

或者$[运算式]

S=$[(2+3)*4]
echo $S
20
​
a=$(expr 5 \* 2) # 等价替换
echo $a
10
a=`expr 5  \* 4`
echo $a
20

实验案例:

touch add.sh
vim add.sh
​
# vim下的代码编写
#!/bin/bash
sum=$[$1 + $2]
echo sum=$sum
​
# 保存退出以后运行
chmod +x add.sh
./add.sh 25 89
sum=114

5.条件判断

1.基本语法

  1. test condition

  2. [condition](注意condition前后要有空格0

注意:条件非空即为true,[atguigu]返回true,[ ]返回false

a=hello
echo $a
hello
test $a = hello
echo $?
0 # 证明a和hello是相等的
​
test $a = Hello
echo $?
1 # 说明a和hello是不相等的

[condition]

$a=Hello
[$a = Hello]
echo $?
0
​
[$a=hello]
echo $?
0 # 这说明没有空格就会导致值被替换
​
[$a = Hello]
echo $?
1
​
[$a = hello]
echo $?
0
​
[$a != hello]

2.常用判断条件

  1. 两个整数之间的比较

-eq等于(equal)

-ne不等于(not equal)

-lt小于(less than)

-le小于等于(less equal)

-gt大于(greater than)

-ge大于等于(greater equal)

注意:如果是字符串之间的比较,用等号"="判断相等;用"!="判断不相等

[2 -gt 9]
echo $?
1
  1. 按照文件权限进行判断

-r 有读的权限(read)

-w 有写的权限(write)

-x 有执行的权限(execute)

touch test
[ -r hello.sh]
echo $?
0
[ -w hello.sh]
echo $?
0
[ -x hello.sh]
echo $?
0
  1. 按照文件类型进行判断

-e 文件存在(existence)

-f 文件存在并且是一个常规的文件(file)

-d 文件存在并且是一个目录(directory)

[ -e /home/tang/desktop/tang.sh ]
echo $?
0
[ -f /home/tang/desktop/tang.sh ]
echo $?
0
[ -d /home/tang/desktop/tang.sh ]
echo $?
1
  1. 多逻辑判断

&& 表示前一条命令执行成功时,才执行后一条命令

|| 表示上一条命令执行失败后,才执行下一条命令

a=15
[ $a -lt 20 ] && echo "&a < 20" || echo "$a >= 20"
&a < 20

6.流程控制

6.1.if判断

单分支

if [ 条件判断式 ]; then程序
fi

或者

if [ 条件判断式 ]
then程序
fi

实验:

a=25
if [ $a -gt 10 ]; then echo Ok

多分支

if [ 条件判断式 ]
then程序
elif [ 条件判断式 ]
then程序
else
then程序
fi

实验:

vim if_test.sh
​
#!/bin/bash
​
if [ $1 = atguigu ]
thenecho "welcome, atguigu"
fi
​
chmod +x if_test.sh
./if_test.sh xiaoming
./if_test.sh atguigu
welcome atguigu
​
a=15
if [ $a -gt 18 ] && [ $a -lt 35 ]; then echo OK; fi
echo $a
15
​
a=25
if [ $a -gt 18 ] && [ $a -lt 35 ]; then echo OK; fi
OK
​
a=36
if [ $a -gt 18 ] && [ $a -lt 35]; then echo OK; fi
​
vim if_test.sh
​
#!/bin/bash
​
if [ $1 -lt 18 ]
thenecho "未成年"
elif [ $1 -lt 35 ]
thenecho "成年"
elseecho "老年"
fi

6.2.case语句

case $变量 in
"值 1")如果变量值等于值1,则执行程序1
;;
"值 2")如果变量值等于值2,则执行程序2
;;__省略其他分支__
*)如果变量值都不是以上的值,则执行此程序
;;
esac

注意事项:

  1. case行尾必须为单词“in”,每一个模式匹配必须以有括号")"结束

  2. 双分号";;"表示命令序列结束,相当于java中的break

  3. 最后的"*)"表示默认模式,相当于java中的default

6.3.for循环

基本语法1

for ((初始值;循环控制条件;变量变化))
do程序
done

从1加到100

touch for1.sh
vim for1.sh
​
#!/bin/bash
​
sum=0
for(( i=0;i<=100;i++))
dosum=$[ $sum + $i ]
done
echo $sum
​
chmod 777 for1.sh
./for1.sh
5050

基本语法2

for 变量 in 值1 值2 值3...
do程序
done

输出一行:

for os in linux windows macos; do echo $os; done
linux
windows
macos

$*$@表示传递给函数或者脚本的所有参数,不被双引号包含时,都以$1$2....$n的形式输出所有参数。

touch for3.sh
vim for3.sh
​
#!/bin/bash
echo '=============$============='
for i in $*
doecho "ban zhang love $i"
done
​
echo '=============$============='
for j in $@
doecho "ban zhang love $j"
done
​
chmod 777 for3.sh
./for3.sh cls mly wls
ban zhang love cls
ban zhang love mly

在Shell中,*和∗和@都表示命令行参数(positional parameters)的引用。它们之间的主要区别在于处理参数时的方式。

  1. $*:

    当使用$*时,它将把所有的命令行参数看作一个整体,并以字符串的形式展开。

    可以使用它来迭代所有的参数,但无法单独引用某个参数。

  2. $@:

    当使用$@时,它将把每个命令行参数都视为独立的字符串,并以数组的形式展开。

    可以使用它来单独引用某个参数,或者通过循环来迭代所有的参数。

总结:*将所有命令行参数视为一个整体,而∗将所有命令行参数视为一个整体,而@将每个命令行参数视为独立的字符串。选择使用哪个变量取决于你的需求,如果你需要迭代所有的参数,或者需要单独引用某个参数,那么可以使用相应的变量。

6.4.while循环

while [ 条件判断式 ]
do程序
done

1~100的和

touch while.sh
vim while.sh
​
#!/bin/bash
sum=0
i=1
while [ $i -le 100 ]
dosum=$[$sum+$i]i=$[$i+1]# 另一种方式# let sum+=i# let i++
done
​
echo $sum
​
chmod 777 while.sh
./while.sh
5050

7.read读取控制台输入

read (选项) (参数)

选项:

  1. -p:指定读取值的提示符

  2. -t:指定读取值时等待的时间(秒)如果-t不加表示一直等待

参数:

变量:指定读取值的变量名

案例实操

提示7秒内,读取控制台输入的名称

touch read.sh
vim read.sh
​
#!/bin/bash
​
read -t 7 -p "Enter your name in 7 seconds :" NN
echo $NN
​
chmod 777 read.sh
./read.sh
Enter your name in 7 seconds :HI
HI

8.函数

8.1.系统函数

basename

basename [string/pathname][suffix]

功能描述:basename命令会删掉所有的前缀包括最后一个('/')字符,然后将字符串显示出来。

basename可以理解为取路径里的文件名称

选项:suffix为后缀,如果suffix被指定了,basename会将pathname或string中的suffix去掉。

案例实操:

截取该/home/tang/desktop/my.txt

basename /home/tang/desktop/my.txt
my.txt
​
vim cmd_test.sh
​
#!/bin/bash
​
filename="$1"_log_date$(date +%s)

操作2:

vim parameter.sh
​
#!/bin/bash
echo '===========$==========='
echo script name: $(basename $0 .sh)
echo script path: $(cd $(dirname $0); pwd)
echo lst parameter: $1
echo 2nd parameter: $2
echo '===========$==========='
echo parameter number: $#
echo '===========$==========='
echo $*
echo '===========$==========='
echo $@
​
./parameter.sh a b
===========$===========
script name: parameter
script path: /root/scripts
lst parameter: a
2nd parameter: b
===========$===========
parameter number: 2
===========$===========
a b
===========$===========
a b

basename和dirname都是Unix-like操作系统中常用的命令或函数。

basename用于从给定的路径中提取文件名部分。它会将文件路径作为输入,然后返回不包含路径的文件名。如果路径是"/home/user/file.txt",那么basename将返回"file.txt"作为结果。

dirname用于从给定的路径中提取目录部分。它会将文件路径作为输入,然后返回不包含文件名的路径。如果路径是"/home/user/file.txt",那么dirname将返回"/home/user"作为结果。

8.2.自定义函数

[ function ] funname[()]
{Action;[return int;]
}

经验技巧

  1. 必须在调用函数地方之前,先声明函数,shell脚本是逐行运行的,不会像其他语言一样先编译。

  2. 函数返回值,只能通过$?系统变量获得,可以显示加:return返回,如果不加,将以最后一条命令运行结果,作为返回值。return后跟数值n(0~255)

案例实操

touch fun_test.sh
vim fun_test.sh
​
#!/bin/bash
function add()
{s=$[$1 + $2]return $s
}
​
read -p "请输入第一个整数:" a
read -p "请输入第二个整数:" b
​
add $a $b
echo "和:"$?
​
chmod +x fun_test.sh
./fun_test.sh
请输入第一个整数:35
请输入第二个整数:67
和:102

但是上面如果和超过255的话,就不满足相应的答案

所以可以修改:

touch fun_test.sh
vim fun_test.sh
​
#!/bin/bash
function add()
{s=$[$1 + $2]echo $s
}
​
read -p "请输入第一个整数:" a
read -p "请输入第二个整数:" b
​
sum=add $a $b
echo "和:"sum
​
chmod +x fun_test.sh
./fun_test.sh
请输入第一个整数:156
请输入第二个整数:237
和:393

9.正则表示式入门

正则表达式使用单个字符串来描述、匹配一系列符合某个语言规则的字符串,在很多文本编辑器里,正则表达式通常被用来检索、替换那些符合某种模式的文本,在Linux中,grep,sed,awk等文本处理工具都支持通过正则表达式进行模式匹配。

常规匹配

一串不包含特殊字符的正则表达式匹配它自己

cat /etc/passwd | grep atguigu

就会匹配所有包含atguigu的行

常用特殊字符

  1. 特殊字符:^

^匹配一行的开头:cat /etc/passwd | grep ^a

会匹配出所有以a开头的行

  1. 特殊字符:$

$匹配一行的结束:cat /etc/passwd | grep t$

会匹配出所有以t结尾的行

  1. 特殊字符:.

.匹配一个任意的字符:cat /etc/passwd | grep r..t

会匹配包含r的所有行

  1. 特殊字符:*

*不单独使用,它和上一个字符连用,表示匹配上一个字符0次或者多次:cat /etc/passed | grep ro*t

会匹配rt,rot,root,rooot等

  1. 字符区间(中括号):[]

[]表示匹配某个范围内的一个字符

[6, 8]匹配6或者8

[0-9]匹配一个0-9的数字

[0-9]*匹配任意长度的数字字符串

[a-z]匹配一个a-z之间的字符

[a-z]*匹配任意长度的字母字符串

[a-c, e-f]匹配a-c或者e-f之间的任意字符

cat /etc/passwd | grep r[a,b,c]*t

会匹配rt,rbt,rabt,rabct等所有行

10.文本处理工具

10.1.cut

cut的工作就是“剪”,具体的说就是在文件中负责剪切数据用的,cut命令从文件的每一行剪切字节、字符和字段并将这些字节、字符和字段输出。

基础用法:cut [选型参数] filename

说明:默认分隔符是制表符

选项参数说明

选项参数功能
-f列号,提取第几列
-d分隔符,按照指定分隔符割裂,默认是制表符"\t"
-c按字符进行分割,后加加n表示取第几列 比如-c 1

实例操作

vim cut.txt
cat cut.txt
dong shen
guan zhen
wo   wo
lai  lai
le   le
cut -d " " -f 1 cut.txt
dong
guan
wo
lai
le

10.2.awk

一个强大的文本分析工具。把文件朱行的读入,一空格为默认分隔符每行切割,切开的部分再进行分析处理。

基本用法:awk [选项参数] '/pattern1/{action} /pattern2/{action2}...' filename

pattern:表示awk在数据中查找的内容,就是匹配模式

action在找到匹配内容时所执行的一系列命令

选项参数说明

选项参数功能
-F指定输入文件分隔符
-v赋值第一个用户定义变量

案例实操

cat /etc/passwd | awk -F ":" '/^root/ {print $7}'
/bin/bash
cat /etc/passwd | awk -F ":" '/^root/ {print $1","$7'}
root./bin/bash

BEGIN在所有数据读取行之前执行;END在这所有数据执行后执行

将passwd文件中的用户id增加数值1并输出

awk -v i-1 -F : '{print $3+i}' passwd
1
2
3
4
ifconfig | grep -n ^$
9:
18:
26:
ifconfig | awk '/^$ {print NR}'
9
18
26

11.综合应用案例

11.1.归档文件

实际生产应用中,往往需要对重要数据进行归档备份。

需求:实现一个每天对指定目录归档备份的脚本,输入一个目录名称(末尾不带/),将目录下所有文件按天归档保存,并将归档日期附加在归档文件名上,放在roo/archive下,

这里用到了归档命令:tar

后面可以加上-c选项表示归档,加上-z选项表示同时进行压缩,得到的文件后缀名为.tar.z。

脚本实现:

vim daily_archive.sh
​
#!/bin/bash
# 首先判断输入参数个数是否为1
if [ $# -ne 1]
thenecho "参数个数错误!应该输出一个参数,作为归档目录名"exit
fi
​
# 从参数中获取目录名称
if [ -d $1 ]
thenecho
elseechoecho "目录不存在!"echoexit
fi
​
DIR_NAME=$(basename $1)
DIR_PATH=$(cd $(dirname $1); pwd)
​
# 获取当前日期
DATE=$(date +%y%m%d)
​
# 定义生成的归档文件名称
FILE=archive_${DIR_NAME}_$DATE.tar.gz
DEST=/root/archive/$FILE
​
# 开始归档目录文件
​
echo "开始归档..."
echo
​
tar -czf $DEST DIR_PATH/$DIR_NAME
​
if [ $? -eq 0 ]
thenechoecho "归档成功!"echo "归档文件为:$DEST"echo
elseecho "归档出现问题!"
​
chmod u+x daily_archive.sh
mkdir /root/archive
./daily_archive.sh ../scripts
​
开始归档...
​
tar: 从成员名中删除开头"/"
​
归档成功!
归档文件:/root/archive/archive/archive_scripts_220318.tar.gz
​
crontab -e
​
0 2 * * * #凌晨2点执行 分钟 小时 天 月 星期

11.2.发送消息

我们可以利用Linux系统自带的mesg和write工具,向其他用户发送消息。

需求:实现一个向某用户快速发送消息的脚本,输入用户名作为第一个参数,后面直接跟要发送的信息。脚本需要检测用户是否登录在系统中,是否打开消息功能,以及当前发送消息是否为空。

who am i
root    pts/0   2023-08-10 17:00 (192.168.)

脚本实现:

#!/bin/bash
​
# 查看用户是否登录
login_user=$(who | grep -i -m 1 $1 | awk '{print $1}')
if [ -z $login_user ]
thenecho "$1 不在线!"echo "脚本退出..."exit
fi
​
is_allowed=$(who -T | grep -i -m 1 $1 | awk '{print $2}')
​
if [ $is_allowed != "+" ]
thenecho "$1 没有开启消息功能"echo "脚本退出..."exit
fi
​
# 确认是否有消息发送
if [ -z $2 ]
thenecho "没有消息发送"

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最新ChatGPT网站源码运营版+支持ai绘画(Midjourney)+GPT4.0+GPT官方3.5key绘画+实时语音识别输入+后台一键版本更新!

最新ChatGPT网站源码运营版支持ai绘画GPT4.0GPT官方3.5key绘画实时语音识别输入后台一键版本更新&#xff01; 1.网站系统源码介绍&#xff1a; 程序已支持ChatGPT4.0、Midjourney绘画、GPT3.5 API绘画、语音识别输入、用户会员套餐用户每日签到功能后台管理一键更新版本。支…

网络地址转换技术NAT(第九课)

一 什么是NAT? NAT是网络地址转换的缩写,是一种在计算机网络中使用的技术,可以将私有地址转换为公共地址,从而实现本地网络与公共网络的互联。NAT工作在网络层,可以隐藏内部网络中的IP地址和端口号,从而增强网络的安全性和灵活性。在家庭网络、企业网络、公共WIFI热点等…