Linux系统中bash shell编程的10个基础问题讲解

第1问：为何叫做shell？
在介绍 shell 是什么东西之前，不妨让我们重新审视使用者与电脑的关系。我们知道电脑的运作不能离开硬件，但使用者却无法直接对硬件作驱动，硬件的驱动只能透过一个称为“操作系统（operating system）”的软件来控管，事实上，我们每天所谈的linux，严格来说只是一个操作系统，我们称之为“核心（kernel）”。然而，从使用者的角度来说，使用者也没办法直接操作kernel，而是透过kernel的“外壳”程序，也就是所谓的shell，来与kernel沟通。
这也正是kernel跟shell的形像命名关系。

从技术角度来说，shell是一个使用者与系统的互动界面（interface），主要是让使用者透过命令行（command line）来使用系统以完成工作。因此，shell的最简单的定义就是---命令解释器（command interpreter）：

• 将使用者的命令翻译给核心处理，
• 同时，将核心处理结果翻译给使用者。

每次当我们完成系统登入（log in），我们就取得一个互动模式的shell，也称为login shell或primary shell。若从行程（process）角度来说，我们在shell所下达的命令，均是shell所产生的子行程。这现像，我们暂可称之为fork。如果是执行脚本（shell script）的话，脚本中的命令则是由另外一个非互动模式的子shell（sub shell）来执行的。也就是primary shell产生sub shell的行程，sub shell再产生script中所有命令的行程。（关于行程，我们日后有机会再补充。）

这里，我们必须知道：kernel与shell是不同的两套软件，而且都是可以被替换的：

• 不同的操作系统使用不同的kernel，
• 而在同一个kernel之上，也可使用不同的shell。

在linux的预设系统中，通常都可以找到好几种不同的shell，且通常会被列于如下档案里：

/etc/shells
不同的shell有着不同的功能，且也彼此各异、或说“大同小异”。常见的shell主要分为两大主流：
sh：

• burne shell（sh）
• burne again shell（bash）

csh：

• c shell（csh）
• tc shell（tcsh）
• korn shell（ksh）

大部份的linux系统的预设shell都是bash，其原因大致如下两点：

• *软件
• 功能强大

bash是gnu project最成功的产品之一，自推出以来深受广大unix用户喜爱，且也逐渐成为不少组织的系统标准。

第2问：shell prompt（ps1）与 carriage return（cr）的关系？
当你成功登录进一个文字界面之后，大部份情形下，你会在荧幕上看到一个不断闪烁的方块或底线（视不同版本而别），我们称之为游标（cursor）。游标的作用就是告诉你接下来你从键盘输入的按键所插入的位置，且每输入一键游标便向右边移动一个格子，若连续输入太多的话，则自动接在下一行输入。假如你刚完成登录还没输入任何按键之前，你所看到的游标所在位置的同一行的左边部份，我们称之为提示符号（prompt）。提示符号的格式或因不同系统版本而各有不同，在linux上，只需留意最接近游标的一个可见的提示符号，通常是如下两者之一：

• $：给一般使用者帐号使用
• #：给root（管理员）帐号使用

事实上，shell prompt的意思很简单：是shell告诉使用者：您现在可以输入命令行了。我们可以说，使用者只有在得到shell prompt才能打命令行，而cursor是指示键盘在命令行所输入的位置，使用者每输入一个键，cursor就往后移动一格，直到碰到命令行读进cr（carriage return，由enter键产生）字符为止。cr的意思也很简单：是使用者告诉shell：老兄你可以执行我的命令了。

严格来说：所谓的命令行，就是在shell prompt与cr字符之间所输入的文字。（思考：为何我们这里坚持使用cr字符而不说enter键呢？答案在后面的学习中揭晓。）不同的命令可接受的命令行格式或有不同，一般情况下，一个标准的命令行格式为如下所列：

command-name options argument
若从技术细节来看，shell会依据ifs（internal field seperator）将command line所输入的文字给拆解为“字段”（word）。然后再针对特殊字符（meta）先作处理，最后再重组整行command line。（注意：请务必理解上两句话的意思，我们日后的学习中会常回到这里思考。）

其中的ifs是shell预设使用的字段分隔符号，可以由一个及多个如下按键组成：

• 空白键（white space）
• 表格键（tab）
• 回车键（enter）

系统可接受的命令名称（command-name）可以从如下途径获得：

明确路径所指定的外部命令

• 命令别名（alias）
• 自定功能（function）
• shell内置命令（built-in）
• $path之下的外部命令

每一个命令行均必需含用命令名称，这是不能缺少的。

第3问：别人echo、你也echo，是问echo知多少？
承接上一章所介绍的command line，这里我们用echo这个命令加以进一步说明。温习---标准的command line包含三个部件：

command_name option argument
echo是一个非常简单、直接的linux命令：将argument送出至标准输出（stdout），通常就是在显示器（monitor）上输出。（注：stdout我们日后有机会再解说）。为了更好理解，不如先让我们先跑一下echo命令好了：

$ echo
你会发现只有一个空白行，然后又回到shell prompt上了。这是因为echo在预设上，在显示完argument之后，还会送出一个换行符号（new-line charactor）。但是上面的command并没任何的argument，那结果就只剩一个换行符号了…

若你要取消这个换行符号，可利用echo的-n option：

$ echo -n
不妨让我们回到command line的概念上来讨论上例的echo命令好了：command line只有command_name（echo）及option（-n），并没有任何argument。

要想看看echo的argument，那还不简单﹗接下来，你可试试如下的输入：

$ echo first line
first line
$ echo -n first line
first line $

于上两个echo命令中，你会发现argument的部份显示在你的荧幕，而换行符号则视-n option的有无而别。
很明显的，第二个echo由于换行符号被取消了，接下来的shell prompt就接在输出结果同一行了…^_^

事实上，echo除了-n options之外，常用选项还有：

• -e：启用反斜线控制字符的转换（参考下表）
• -e：关闭反斜线控制字符的转换（预设如此）
• -n：取消行末之换行符号（与-e选项下的\c字符同意）

关于echo命令所支持的反斜线控制字符如下表：

• \a:alert / bell（从系统喇叭送出铃声）
• \b:backspace，也就是向左退格键
• \c：取消行末之换行符号
• \e:escape，跳脱键
• \f:formfeed，分页字符
• \n:newline，换行字符
• \r:return，回车键
• \t:tab，表格跳位键
• \v:vertical tab，垂直表格跳位键
• \n:ascii八进位编码（以x开首为十六进位）
• \\：反斜线本身

（表格数据来自o'reilly出版社之learning the bash shell，2nd ed.）

或许，我们可以透过实例来了解echo的选项及控制字符：
例一：

$ echo -e "a\tb\tc\nd\te\tf"
a b c
d e f

上例运用\t来区隔abc还有def，及用\n将def换至下一行。

例二：

$ echo -e "\141\011\142\011\143\012\144\011\145\011\146"
a b c
d e f

与例一的结果一样，只是使用ascii八进位编码。

例三：

$ echo -e "\x61\x09\x62\x09\x63\x0a\x64\x09\x65\x09\x66"
a b c
d e f

与例二差不多，只是这次换用ascii十六进位编码。

例四：

$ echo -ne "a\tb\tc\nd\te\bf\a"
a b c
d f $

因为e字母后面是退格键（\b），因此输出结果就没有e了。在结束时听到一声铃向，那是\a的杰作﹗
由于同时使用了-n选项，因此shell prompt紧接在第二行之后。若你不用-n的话，那你在\a后再加个\c，也是同样的效果。

事实上，在日后的shell操作及shell script设计上，echo命令是最常被使用的命令之一。
比方说，用echo来检查变量值：

$ a=b
$ echo $a
b
$ echo $？
0

（注：关于变量概念，我们留到下两章才跟大家说明。）
好了，更多的关于command line的格式，以及echo命令的选项，就请您自行多加练习、运用了…

第4问：“”（双引号）与''（单引号）差在哪？
还是回到我们的command line来吧…

经过前面两章的学习，应该很清楚当你在shell prompt后面敲打键盘、直到按下enter的时候，
你输入的文字就是command line了，然后shell才会以行程的方式执行你所交给它的命令。但是，你又可知道：你在command line输入的每一个文字，对shell来说，是有类别之分的呢？

简单而言（我不敢说这是精确的定议，注一），command line的每一个charactor，分为如下两种：

• literal：也就是普通纯文字，对shell来说没特殊功能。
• meta：对shell来说，具有特定功能的特殊保留字元。（注一：关于bash shell在处理command line时的顺序说明，请参考o'reilly出版社之learning the bash shell，2nd edition，第177 - 180页的说明，尤其是178页的流程图figure 7-1…）

literal没甚么好谈的，凡举abcd、123456这些“文字”都是literal…（easy？）。但meta却常使我们困惑…..（confused？）事实上，前两章我们在command line中已碰到两个机乎每次都会碰到的meta：

• ifs：由<space>或<tab>或<enter>三者之一组成（我们常用space）。
• cr：由<enter>产生。

ifs是用来拆解command line的每一个词（word）用的，因为shell command line是按词来处理的。而cr则是用来结束command line用的，这也是为何我们敲<enter>命令就会跑的原因。除了ifs与cr，常用的meta还有：

• = : 设定变量。
• $ : 作变量或运算替换（请不要与shell prompt搞混了）。
• > : 重导向stdout。
• < : 重导向stdin。
• | : 命令管线。
• & : 重导向file descriptor，或将命令置于背境执行。
• () : 将其内的命令置于nested subshell执行，或用于运算或命令替换。
• {} : 将其内的命令置于non-named function中执行，或用在变量替换的界定范围。
• ; : 在前一个命令结束时，而忽略其返回值，继续执行下一个命令。
• && : 在前一个命令结束时，若返回值为true，继续执行下一个命令。
• || : 在前一个命令结束时，若返回值为false，继续执行下一个命令。
• ！: 执行history列表中的命令

...

假如我们需要在command line中将这些保留字元的功能关闭的话，就需要quoting处理了。在bash中，常用的quoting有如下三种方法：

hard quote:' '（单引号），凡在hard quote中的所有meta均被关闭。
soft quote:“”（双引号），在soft quote中大部份meta都会被关闭，但某些则保留（如$）。（注二：在soft quote中被豁免的具体meta清单，我不完全知道，有待大家补充，或透过实作来发现及理解。）
escape : \（反斜线），只有紧接在escape（跳脱字符）之后的单一meta才被关闭。
下面的例子将有助于我们对quoting的了解：

$ a=b c #空白键未被关掉，作为ifs处理。
$ c: command not found.
$ echo $a

$ a="b c" #空白键已被关掉，仅作为空白键处理。
$ echo $a
b c

在第一次设定a变量时，由于空白键没被关闭，command line将被解读为：a=b然后碰到<ifs>，再执行c命令

在第二次设定a变量时，由于空白键被置于soft quote中，因此被关闭，不再作为ifs：a=b<space>c

事实上，空白键无论在soft quote还是在hard quote中，均会被关闭。enter键亦然：

$ a='b
> c
> '
$ echo "$a"
b
c

在上例中，由于<enter>被置于hard quote当中，因此不再作为cr字符来处理。这里的<enter>单纯只是一个断行符号（new-line）而已，由于command line并没得到cr字符，因此进入第二个shell prompt（ps2，以>符号表示），command line并不会结束，直到第三行，我们输入的<enter>并不在hard quote里面，因此并没被关闭，此时，command line碰到cr字符，于是结束、交给shell来处理。
上例的<enter>要是被置于soft quote中的话，cr也会同样被关闭：

$ a="b
> c
>"
$ echo $a
b c

然而，由于echo $a时的变量没至于soft quote中，因此当变量替换完成后并作命令行重组时，<enter>会被解释为ifs，而不是解释为new line字符。

同样的，用escape亦可关闭cr字符：

$ a=b\
> c\
>
$ echo $a
bc

上例中，第一个<enter>跟第二个<enter>均被escape字符关闭了，因此也不作为cr来处理，
但第三个<enter>由于没被跳脱，因此作为cr结束command line。

但由于<enter>键本身在shell meta中的特殊性，在\跳脱后面，仅仅取消其cr功能，而不会保留其ifs功能。

您或许发现光是一个<enter>键所产生的字符就有可能是如下这些可能：cr、ifs、nl（new line）、ff（form feed）、null ...至于什么时候会解释为什么字符，这个我就没去深挖了，或是留给读者诸君自行慢慢摸索了…^_^

至于soft quote跟hard quote的不同，主要是对于某些meta的关闭与否，以$来作说明：

$ a=b\ c
$ echo "$a"
b c
$ echo '$a'
$a

在第一个echo命令行中，$被置于soft quote中，将不被关闭，因此继续处理变量替换，因此echo将a的变量值输出到荧幕，也就得到b c的结果。在第二个echo命令行中，$被置于hard quote中，则被关闭，因此$只是一个$符号，并不会用来作变量替换处理，因此结果是$符号后面接一个a字母：$a。

# 练习与思考：如下结果为何不同？
$ a=b\ c
$ echo '"$a"' #最外面的是单引号
"$a"
$ echo "'$a'" #最外面的是双引号
'b c'

（提示：单引号及双引号，在quoting中均被关闭了。）
在cu的shell版里，我发现有很多初学者的问题，都与quoting理解的有关。比方说，若我们在awk或sed的命令参数中调用之前设定的一些变量时，常会问及为何不能的问题。要解决这些问题，关键点就是：
区分出shell meta与command meta

前面我们提到的那些meta，都是在command line中有特殊用途的，比方说{ }是将其内一系列command line置于不具名的函式中执行（可简单视为command block），但是，awk却需要用{ }来区分出awk的命令区段（begin，main，end）。若你在command line中如此输入：

$ awk {print $0} 1.txt

由于{ }在shell中并没关闭，那shell就将{print $0}视为command block，但同时又没有;符号作命令区隔，因此就出现awk的语法错误结果。要解决之，可用hard quote：

$ awk '{print $0}' 1.txt

上面的hard quote应好理解，就是将原本的{、<space>、$（注三）、}这几个shell meta关闭，避免掉在shell中遭到处理，而完整的成为awk参数中的command meta。（注三：而其中的$0是awk内置的field number，而非awk的变量，awk自身的变量无需使用$。）

要是理解了hard quote的功能，再来理解soft quote与escape就不难：

awk "{print \$0}" 1.txt
awk \{print\ \$0\} 1.txt

然而，若你要改变awk的$0的0值是从另一个shell变量读进呢？比方说：已有变量$a的值是0，那如何在command line中解决awk的$$a呢？你可以很直接否定掉hard quoe的方案：

$ awk '{print $$a}' 1.txt

那是因为$a的$在hard quote中是不能替换变量的。聪明的读者（如你！），经过本章学习，我想，应该可以解释为何我们可以使用如下操作了吧：

a=0
awk "{print \$$a}" 1.txt
awk \{print\ \$$a\} 1.txt
awk '{print $'$a'}' 1.txt
awk '{print $'"$a"'}' 1.txt #注：“$a”包在soft quote中

或许，你能举出更多的方案呢….^_^

第5问：var=value? export前后差在哪?
这次让我们暂时丢开command line，先来了解一下bash变量（variable）吧…

所谓的变量，就是利用一个特定的“名称”（name）来存取一段可以变化的“值”（value）。

设定（set）
在bash中，你可以用“=”来设定或重新定义变量的内容：

name=value

在设定变量的时侯，得遵守如下规则：

等号左右两边不能使用区隔符号（ifs），也应避免使用shell的保留字元（meta charactor）。

• 变量名称不能使用$符号。
• 变量名称的第一个字母不能是数字（number）。
• 变量名称长度不可超过256个字母。
• 变量名称及变量值之大小写是有区别的（case sensitive）。

如下是一些变量设定时常见的错误：

• a= b # 不能有ifs
• 1a=b # 不能以数字开头
• $a=b # 名称不能有$
• a=b # 这跟a=b是不同的（这不是错误，提醒windows的使用者要特别注意）

如下则是可以接受的设定：

a=" b" # ifs被关闭了（请参考前面的quoting章节）
a1=b # 并非以数字开头
a=$b # $可用在变量值内
this_is_a_long_name=b #可用_连接较长的名称或值，且大小写有别。

变量替换（substitution）
shell之所以强大，其中的一个因素是它可以在命令行中对变量作替换（substitution）处理。
在命令行中使用者可以使用$符号加上变量名称（除了在用=号定义变量名称之外），
将变量值给替换出来，然后再重新组建命令行。
比方：

$ a=ls
$ b=la
$ c=/tmp
$ $a -$b $c

（注意：以上命令行的第一个$是shell prompt，并不在命令行之内。）

必需强调的是，我们所提的变量替换，只发生在command line上面。（是的，让我们再回到command line吧﹗）仔细分析最后那行command line，不难发现在被执行之前（在输入cr字符之前），
$符号会对每一个变量作替换处理（将变量值替换出来再重组命令行），最后会得出如下命令行：

ls -la /tmp

还记得第二章我请大家“务必理解”的那两句吗？若你忘了，那我这里再重贴一遍：
若从技术细节来看，shell会依据ifs（internal field seperator）将command line所输入的文字给拆解为“字段”（word）。然后再针对特殊字符（meta）先作处理，最后再重组整行command line。这里的$就是command line中最经典的meta之一了，就是作变量替换的﹗

在日常的shell操作中，我们常会使用echo命令来查看特定变量的值，例如：

$ echo $a -$b $c

我们已学过，echo命令只单纯将其argument送至“标准输出”（stdout，通常是我们的荧幕）。所以上面的命令会在荧幕上得到如下结果：

ls -la /tmp

 

这是由于echo命令在执行时，会先将$a（ls）、$b（la）、跟$c（/tmp）给替换出来的结果。
利用shell对变量的替换处理能力，我们在设定变量时就更为灵活了：

a=b
b=$a

这样，b的变量值就可继承a变量“当时”的变量值了。不过，不要以“数学逻辑”来套用变量的设定，比方说：

a=b
b=c

这样并不会让a的变量值变成c。再如：

a=b
b=$a
a=c

同样也不会让b的值换成c。上面是单纯定义了两个不同名称的变量：a与b，它们的值分别是b与c。

若变量被重复定义的话，则原有旧值将被新值所取代。（这不正是“可变的量”吗？^_^）

当我们在设定变量的时侯，请记着这点：用一个名称储存一个数值，仅此而已。此外，我们也可利用命令行的变量替换能力来“扩充”（append）变量值：

a=b:c:d
a=$a:e

这样，第一行我们设定a的值为“b:c:d”，然后，第二行再将值扩充为“b:c:d:e”。
上面的扩充示例，我们使用区隔符号（：）来达到扩充目的，要是没有区隔符号的话，如下是有问题的：

a=bcd
a=$ae

因为第二次是将a的值继承$ae的提换结果，而非$a再加e！要解决此问题，我们可用更严谨的替换处理：

a=bcd
a=${a}e

上例中，我们使用{}将变量名称的范围给明确定义出来，如此一来，我们就可以将a的变量值从bcd给扩充为bcde。（提示：关于${name}事实上还可做到更多的变量处理能力，这些均属于比较进阶的变量处理，

export
严格来说，我们在当前shell中所定义的变量，均属于“本地变量”（local variable），只有经过export命令的“输出”处理，才能成为环境变量（environment variable）：

$ a=b
$ export a

或：

$ export a=b

经过export输出处理之后，变量a就能成为一个环境变量供其后的命令使用。在使用export的时侯，请别忘记shell在命令行对变量的“替换”（substitution）处理，比方说：

$ a=b
$ b=c
$ export $a

上面的命令并未将a输出为环境变量，而是将b作输出，这是因为在这个命令行中，$a会首先被替换为b，然后再“塞回”作export的参数。要理解这个export，事实上需要从process的角度来理解才能透彻。我将于下一章为大家说明process的观念，敬请留意。

取消变量
要取消一个变量，在bash中可使用unset命令来处理：

unset a
与export一样，unset命令行也同样会作变量替换（这其实就是shell的功能之一），因此：

$ a=b
$ b=c
$ unset $a

事实上所取消的变量是b而不是a。

此外，变量一旦经过unset取消之后，其结果是将整个变量拿掉，而不仅是取消其变量值。
如下两行其实是很不一样的：

$ a=
$ unset a

第一行只是将变量a设定为“空值”（null value），但第二行则让变量a不在存在。
虽然用眼睛来看，这两种变量状态在如下命令结果中都是一样的：

$ a=
$ echo $a

$ unset a
$ echo $a

请学员务必能识别null value与unset的本质区别，这在一些进阶的变量处理上是很严格的。比方说：

$ str= #设为null
$ var=${str=expr} #定义var
$ echo $var

$ echo $str

$ unset str #取消
$ var=${str=expr} #定义var
$ echo $var
expr
$ echo $str
expr

聪明的读者（yes，you！），稍加思考的话，应该不难发现为何同样的var=${str=expr}在null与unset之下的不同吧？若你看不出来，那可能是如下原因之一：

• 你太笨了
• 不了解var=${str=expr}这个进阶处理
• 对本篇说明还没来得及消化吸收
• 我讲得不好

不知，你选哪个呢？….^_^ 嗯... 好吧，我就解釋一下 var=${str=expr} ：

首先，var=$str 這個大家都可理解吧。而接下來的思考方向是，究竟 $str 這個變量是如下哪一種情況呢：

• unset
• null
• not null

假如是 unset ，那麼 var=${str=expr} 的結果將是：

var=expr
str=expr

假如是 null ，那 var=${str=expr} 的結果是：

var=
str=

假如是 not null (比方為 xyz )，那 var=${str=expr} 之結果是：

var=xyz
str=xyz

第6问：exec跟source差在哪？
这次先让我们从cu shell版的一个实例贴子来谈起吧：（论坛改版后原连接已经失效）例中的提问原文如下：

cd /etc/aa/bb/cc 可以执行，但是把这条命令写入shell时shell不执行！这是什么原因呀！（意思是：运行脚本后并没有移到/etc/aa/bb/cc目录）
我当时如何回答暂时别去深究，先让我们了解一下行程（process）的观念好了。首先，我们所执行的任何程序，都是由父行程（parent process）所产生出来的一个子行程（child process），子行程在结束后，将返回到父行程去。此一现像在linux系统中被称为fork。（为何要程为fork呢？嗯，画一下图或许比较好理解…^_^）

当子行程被产生的时候，将会从父行程那里获得一定的资源分配、及（更重要的是）继承父行程的环境﹗让我们回到上一章所谈到的“环境变量”吧：

所谓环境变量其实就是那些会传给子行程的变量。简单而言，“遗传性”就是区分本地变量与环境变量的决定性指标。
然而，从遗传的角度来看，我们也不难发现环境变量的另一个重要特征：

环境变量只能从父行程到子行程单向继承。换句话说：在子行程中的环境如何变更，均不会影响父行程的环境。
接下来，再让我们了解一下命令脚本（shell script）的概念。所谓的shell script讲起来很简单，就是将你平时在shell prompt后所输入的多行command line依序写入一个文件去而已。其中再加上一些条件判断、互动界面、参数运用、函数调用等等技巧，得以让script更加“聪明”的执行，但若撇开这些技巧不谈，我们真的可以简单的看成script只不过依次执行预先写好的命令行而已。

再结合以上两个概念（process + script），那应该就不难理解如下这句话的意思了：

正常来说，当我们执行一个shell script时，其实是先产生一个sub-shell的子行程，然后sub-shell再去产生命令行的子行程。
然则，那让我们回到本章开始时所提到的例子再从新思考：cd /etc/aa/bb/cc可以执行，但是把这条命令写入shell时shell不执行！这是什么原因呀！我当时的答案是这样的：

因为，一般我们跑的shell script是用subshell去执行的。从process的观念来看，是parent process产生一个child process去执行，当child结束后，会返回parent，但parent的环境是不会因child的改变而改变的。所谓的环境元数很多，凡举effective id，variable，workding dir等等…其中的workding dir（$pwd）正是楼主的疑问所在：当用subshell来跑script的话，sub shell的$pwd会因为cd而变更，但当返回primary shell时，$pwd是不会变更的。
能够了解问题的原因及其原理是很好的，但是？如何解决问题恐怕是我们更感兴趣的﹗是吧？^_^

那好，接下来，再让我们了解一下source命令好了。当你有了fork的概念之后，要理解source就不难：

所谓source就是让script在当前shell内执行、而不是产生一个sub-shell来执行。
由于所有执行结果均于当前shell内完成，若script的环境有所改变，当然也会改变当前环境了﹗因此，只要我们将原本单独输入的script命令行变成source命令的参数，就可轻易解决前例提到的问题了。

比方说，原本我们是如此执行script的：

./my.script

现在改成这样即可：

source ./my.script

或：

../my.script

说到这里，我想，各位有兴趣看看/etc底下的众多设定文件，应该不难理解它们被定义后，如何让其他script读取并继承了吧？若然，日后你有机会写自己的script，应也不难专门指定一个设定文件以供不同的script一起“共享”了…^_^

okay，到这里，若你搞得懂fork与source的不同，那接下来再接受一个挑战：

那exec又与source/fork有何不同呢？

哦…要了解exec或许较为复杂，尤其扯上file descriptor的话…不过，简单来说：

exec也是让script在同一个行程上执行，但是原有行程则被结束了。也就是简而言之：原有行程会否终止，就是exec与source/fork的最大差异了。
嗯，光是从理论去理解，或许没那么好消化，不如动手“实作+思考”来的印象深刻哦。下面让我们写两个简单的script，分别命名为1.sh及2.sh：

1.sh

#!/bin/bash
a=b
echo "pid for 1.sh before exec/source/fork:$$"
export a
echo "1.sh: \$a is $a"
case $1 in
 exec)
  echo "using exec…"
  exec ./2.sh;;
 source)
  echo "using source…"
  ../2.sh;;
 *)
  echo "using fork by default…"
  ./2.sh;;
esac
echo "pid for 1.sh after exec/source/fork:$$"
echo "1.sh: \$a is $a"

2.sh

#!/bin/bash
echo "pid for 2.sh: $$"
echo "2.sh get \$a=$a from 1.sh"
a=c
export a
echo "2.sh: \$a is $a"

然后，分别跑如下参数来观察结果：

$ ./1.sh fork
$ ./1.sh source
$ ./1.sh exec

好了，别忘了仔细比较输出结果的不同及背后的原因哦…若有疑问，欢迎提出来一起讨论讨论~~~happy scripting！^_^

第7问：( ) 與 { } 差在哪？
嗯，这次轻松一下，不讲太多…^_^

先说一下，为何要用（）或{ }好了。许多时候，我们在shell操作上，需要在一定条件下一次执行多个命令，也就是说，要么不执行，要么就全执行，而不是每次依序的判断是否要执行下一个命令。或是，需要从一些命令执行优先次顺中得到豁免，如算术的2*（3+4）那样…

这时候，我们就可引入“命令群组”（command group）的概念：将多个命令集中处理。在shell command line中，一般人或许不太计较（）与{ }这两对符号的差异，虽然两者都可将多个命令作群组化处理，但若从技术细节上，却是很不一样的：

• ( ) 将command group置于sub-shell去执行，也称nested sub-shell。
• { } 则是在同一个shell内完成，也称为non-named command group。

若，你对上一章的fork与source的概念还记得了的话，那就不难理解两者的差异了。

要是在command group中扯上变量及其他环境的修改，我们可以根据不同的需求来使用（）或{ }。

通常而言，若所作的修改是临时的，且不想影响原有或以后的设定，那我们就nested sub-shell，反之，则用non-named command group。

是的，光从command line来看，（）与{ }的差别就讲完了，够轻松吧~~~ ^_^

然而，若这两个meta用在其他command meta或领域中（如regular expression），还是有很多差别的。只是，我不打算再去说明了，留给读者自己慢慢发掘好了…我这里只想补充一个概念，就是function。

所谓的function，就是用一个名字去命名一个command group，然后再调用这个名字去执行command group。从non-named command group来推断，大概你也可以猜到我要说的是{ }了吧？（yes！你真聪明﹗^_^）

在bash中，function的定义方式有两种：
方式一：

function function_name {
command1
command2
command3
…
}

方式二：

fuction_name() {
command1
command2
command3
…
}

用哪一种方式无所谓，只是若碰到所定意的名称与现有的命令或别名（alias）冲突的话，方式二或许会失败。但方式二起码可以少打function这一串英文字母，对懒人来说（如我），又何乐不为呢？…^_^

function在某一程度来说，也可称为“函式”，但请不要与传统编程所使用的函式（library）搞混了，毕竟两者差异很大。惟一相同的是，我们都可以随时用“已定义的名称”来调用它们…

若我们在shell操作中，需要不断的重覆执行某些命令，我们首先想到的，或许是将命令写成命令脚本（shell script）。不过，我们也可以写成function，然后在command line中打上function_name就可当一舨的script来使用了。

只是若你在shell中定义的function，除了可用unset function_name取消外，一旦退出shell，function也跟着取消。

然而，在script中使用function却有许多好处，除了可以提高整体script的执行性能外（因为已被加载），还可以节省许多重覆的代码…

简单而言，若你会将多个命令写成script以供调用的话，那，你可以将function看成是script中的script…^_^

而且，透过上一章介绍的source命令，我们可以自行定义许许多多好用的function，再集中写在特定文件中，然后，在其他的script中用source将它们加载并反复执行。

若你是redhat linux的使用者，或许，已经猜得出/etc/rc.d/init.d/functions这个文件是作啥用的了~~~ ^_^

okay，说要轻松点的嘛，那这次就暂时写到这吧。祝大家学习愉快﹗^_^

第8问：$(( )) 與 $( ) 還有${ } 差在哪？
我们上一章介绍了( )与{ }的不同，这次让我们扩展一下，看看更多的变化：$（）与${ }又是啥玩意儿呢？

在bash shell中，$() 与` `（反引号）都是用来做命令替换用（command substitution）的。所谓的命令替换与我们第五章学过的变量替换差不多，都是用来重组命令行：

完成引号里的命令行，然后将其结果替换出来，再重组命令行。
例如：

$ echo the last sunday is $(date -d "last sunday" +%y-%m-%d)

如此便可方便得到上一星期天的日期了…^_^

在操作上，用$()或` `都无所谓，只是我”个人"比较喜欢用$()，理由是：

` `很容易与' '（单引号）搞混乱，尤其对初学者来说。有时在一些奇怪的字形显示中，两种符号是一模一样的（直竖两点）。当然了，有经验的朋友还是一眼就能分辩两者。只是，若能更好的避免混乱，又何乐不为呢？^_^
在多层次的复合替换中， 须要额外的跳脱（\`）处理，而$() 则比较直观。例如：这是错的：

command1 `command2 `command3` `

原本的意图是要在command2 `command3`先将command3提换出来给command2处理，然后再将结果传给command1 `command2…`来处理。然而，真正的结果在命令行中却是分成了`command2`与` `两段。正确的输入应该如下：

command1 `command2 \`command3\` `

要不然，换成$()就没问题了：

command1 $(command2 $(command3))

只要你喜欢，做多少层的替换都没问题啦~~~ ^_^

不过，$()并不是没有斃端的…

首先，`基本上可用在全部的unix shell中使用，若写成shell script，其移植性比较高。而$()并不见的每一种shell都能使用，我只能跟你说，若你用bash2`的话，肯定没问题…^_^

接下来，再让我们看${}吧…它其实就是用来作变量替换用的啦。一般情况下，$var与${var}并没有啥不一样。但是用${}会比较精确的界定变量名称的范围，比方说：

$ a=b
$ echo $ab

原本是打算先将$a的结果替换出来，然后再补一个b字母于其后，但在命令行上，真正的结果却是只会提换变量名称为ab的值出来…若使用${}就没问题了：

$ echo ${a}b
bb

不过，假如你只看到${}只能用来界定变量名称的话，那你就实在太小看bash了﹗为了完整起见，我这里再用一些例子加以说明${}的一些特异功能。

假设我们定义了一个变量为：

file=/dir1/dir2/dir3/my.file.txt

我们可以用${}分别替换获得不同的值：

${file#*/} # 拿掉第一条/及其左边的字串：dir1/dir2/dir3/my.file.txt
${file##*/} # 拿掉最后一条/及其左边的字串：my.file.txt
${file#*.} # 拿掉第一个.及其左边的字串：file.txt
${file##*.} # 拿掉最后一个.及其左边的字串：txt
${file%/*} # 拿掉最后条/及其右边的字串：/dir1/dir2/dir3
${file%%/*} # 拿掉第一条/及其右边的字串：（空值）
${file%.*} # 拿掉最后一个.及其右边的字串：/dir1/dir2/dir3/my.file
${file%%.*} #拿掉第一个.及其右边的字串：/dir1/dir2/dir3/my

记忆的方法为：

• # 是去掉左边（在键盘上#在$之左边）
• % 是去掉右边（在键盘上%在$之右边）
• 单一符号是最小匹配,两个符号是最大匹配。

${file:0:5} # 提取最左边的5个字节：/dir1

${file:5:5} # 提取第5个字节右边的连续5个字节：/dir2

我们也可以对变量值里的字串作替换：

${file/dir/path} # 将第一个dir提换为path:/path1/dir2/dir3/my.file.txt
${file//dir/path} # 将全部dir提换为path:/path1/path2/path3/my.file.txt

利用${}还可针对不同的变数状态赋值（没设定、空值、非空值）

${file-my.file.txt} # 假如$file没有设定，则使用my.file.txt作传回值。（空值及非空值时不作处理）
${file:-my.file.txt} # 假如$file没有设定或为空值，则使用my.file.txt作传回值。（非空值时不作处理）
${file+my.file.txt} # 假如$file设为空值或非空值，均使用my.file.txt作传回值。（没设定时不作处理）
${file:+my.file.txt} # 若$file为非空值，则使用my.file.txt作传回值。（没设定及空值时不作处理）
${file=my.file.txt} # 若$file没设定，则使用my.file.txt作传回值，同时将$file赋值为my.file.txt。（空值及非空值时不作处理）
${file:=my.file.txt} # 若$file没设定或为空值，则使用my.file.txt作传回值，同时将$file赋值为my.file.txt。（非空值时不作处理）
${file?my.file.txt} # 若$file没设定，则将my.file.txt输出至stderr。（空值及非空值时不作处理）
${file:?my.file.txt} # 若$file没设定或为空值，则将my.file.txt输出至stderr。（非空值时不作处理）

tips:

以上的理解在于，你一定要分清楚unset与null及non-null这三种赋值状态。一般而言，: 与null有关，若不带 : 的话，null不受影响，若带 : 则连null也受影响。
还有哦，${#var}可计算出变量值的长度：

${#file} # 可得到27，因为/dir1/dir2/dir3/my.file.txt刚好是27个字节…
接下来，再为大家介稍一下bash的数组（array）处理方法。

一般而言，a="a b c def"这样的变量只是将$a替换为一个单一的字串，但是改为a=(a b c def)，则是将$a定义为数组…bash的数组替换方法可参考如下方法：

• ${a[@]}或${a[*]} # 可得到a b c def（全部组数）
• ${a[0]} # 可得到a（第一个组数），${a[1]}则为第二个组数…
• ${#a[@]}或${#a[*]} #可得到4（全部组数数量）
• ${#a[0]} #可得到1（即第一个组数（a）的长度），${#a[3]}可得到3（第四个组数（def）的长度）
• a[3]=xyz # 则是将第四个组数重新定义为xyz…
• 能够善用bash的$()与${}可大大提高及简化shell在变量上的处理能力哦~~~ ^_^

好了，最后为大家介绍$(())的用途吧：它是用来作整数运算的。在bash中，$(())的整数运算符号大致有这些：+ - * /：分别为“加、减、乘、除”。%：余数运算。& | ^！：分别为“and、or、xor、not”运算。

例：

$ a=5;b=7;c=2
$ echo $((a+b*c))
19
$ echo $(((a+b)/c))
6
$ echo $(((a*b)%c))
1

在$(())中的变量名称，可于其前面加$符号来替换，也可以不用，如：
$(($a + $b * $c))也可得到19的结果

此外，$(())还可作不同进位（如二进位、八进位、十六进位）作运算呢，只是，输出结果皆为十进制而已：

echo $((16#2a)) # 结果为42（16进位转十进制）
以一个实用的例子来看看吧：假如当前的umask是022，那么新建文件的权限即为：

$ umask 022
$ echo "obase=8;$((8#666 & (8#777 ^ 8#$(umask))))" | bc
644

事实上，单纯用(())也可重定义变量值，或作testing：

a=5；((a++)) #可将$a重定义为6
a=5；((a--)) 则为a=4
a=5；b=7；((a < b)) 会得到0（true）的返回值。

常见的用于(())的测试符号有如下这些：

• <：小于
• \>：大于
• <=：小于或等于
• \>=：大于或等于
• ==：等于
• !=：不等于

不过，使用(())作整数测试时，请不要跟[ ]的整数测试搞混乱了。（更多的测试我将于第十章为大家介绍）怎样？好玩吧..^_^ okay，这次暂时说这么多…

上面的介绍，并没有详列每一种可用的状态，更多的，就请读者参考手册文件啰…

第9问：$@ 與 $* 差在哪？
要说$@与$*之前，需得先从shell script的positional parameter谈起…

我们都已经知道变量（variable）是如何定义及替换的，这个不用再多讲了。但是，我们还需要知道有些变量是shell内定的，且其名称是我们不能随意修改的，其中就有positional parameter在内。在shell script中，我们可用$0，$1，$2，$3…这样的变量分别提取命令行中的如下部份：

script_name parameter1 parameter2 parameter3…

我们很容易就能猜出$0就是代表shell script名称（路径）本身，而$1就是其后的第一个参数，如此类推… 须得留意的是ifs的作用，也就是，若ifs被quoting处理后，那么positional parameter也会改变。如下例：

my.sh p1 "p2 p3" p4

由于在p2与p3之间的空白键被soft quote所关闭了，因此my.sh中的$2是"p2 p3"而$3则是p4…

还记得前两章我们提到fucntion时，我不是说过它是script中的script吗？^_^ 是的，function一样可以读取自己的（有别于script的）postitional parameter，惟一例外的是$0而已。举例而言：假设my.sh里有一个fucntion叫my_fun，若在script中跑my_fun fp1 fp2 fp3，那么，function内的$0是my.sh，而$1则是fp1而非p1了…不如写个简单的my.sh script看看吧：

#!/bin/bash
my_fun() {
echo '$0 inside function is '$0
echo '$1 inside function is '$1
echo '$2 inside function is '$2
}
echo '$0 outside function is '$0
echo '$1 outside function is '$1
echo '$2 outside function is '$2
my_fun fp1 "fp2 fp3"

然后在command line中跑一下script就知道了：

chmod +x my.sh
./my.sh p1 "p2 p3"
$0 outside function is ./my.sh
$1 outside function is p1
$2 outside function is p2 p3
$0 inside function is ./my.sh
$1 inside function is fp1
$2 inside function is fp2 fp3

然而，在使用positional parameter的时候，我们要注意一些陷井哦：

$10不是替换第10个参数，而是替换第一个参数（$1）然后再补一个0于其后!
也就是，my.sh one two three four five six seven eigth nine ten这样的command line，my.sh里的$10不是ten而是one0哦…小心小心!要抓到ten的话，有两种方法：

方法一是使用我们上一章介绍的${ }，也就是用${10}即可。

方法二，就是shift了。用通俗的说法来说，所谓的shift就是取消positional parameter中最左边的参数（$0不受影响）。其预设值为1，也就是shift或shift 1都是取消$1，而原本的$2则变成$1、$3变成$2…若shift 3则是取消前面三个参数，也就是原本的$4将变成$1…

那，亲爱的读者，你说要shift掉多少个参数，才可用$1取得${10}呢？^_^

okay，当我们对positional parameter有了基本概念之后，那再让我们看看其他相关变量吧。

首先是$#：它可抓出positional parameter的数量。以前面的my.sh p1 "p2 p3"为例：由于p2与p3之间的ifs是在soft quote中，因此$#可得到2的值。但如果p2与p3没有置于quoting中话，那$#就可得到3的值了。同样的道理在function中也是一样的…

因此，我们常在shell script里用如下方法测试script是否有读进参数：

[ $# = 0 ]
假如为0，那就表示script没有参数，否则就是有带参数…

接下来就是$@与$*：精确来讲，两者只有在soft quote中才有差异，否则，都表示“全部参数”（$0除外）。举例来说好了：若在command line上跑my.sh p1 "p2 p3" p4的话，不管是$@还是$*，都可得到p1 p2 p3 p4就是了。但是，如果置于soft quote中的话：

• "$@" 则可得到"p1" "p2 p3" "p4"这三个不同的词段（word）
• "$*" 则可得到"p1 p2 p3 p4"这一整串单一的词段。

我们可修改一下前面的my.sh，使之内容如下：

#!/bin/bash
my_fun() {
echo "$#"
}
echo 'the number of parameter in "$@" is '$(my_fun "$@")
echo 'the number of parameter in "$*" is '$(my_fun "$*")

然后再执行./my.sh p1 "p2 p3" p4就知道$@与$*差在哪了…^_^

the number of parameter in "$@" is 3
the number of parameter in "$*" is 1

第10问：&& 與 || 差在哪？
好不容易，进入两位数的章节了…一路走来，很辛苦吧？也很快乐吧？^_^ 在解答本章题目之前，先让我们了解一个概念：return value!

我们在shell下跑的每一个command或function，在结束的时候都会传回父行程一个值，称为return value。在shell command line中可用$?这个变量得到最"新"的一个return value，也就是刚结束的那个行程传回的值。return value（rv）的取值为0-255之间，由程序（或script）的作者自行定议：

若在script里，用exit rv来指定其值，若没指定，在结束时以最后一道命令之rv为值。
若在function里，则用return rv来代替exit rv即可。
return value的作用，是用来判断行程的退出状态（exit status），只有两种：

• 0的话为“真”（true）
• 非0的话为“假”（false）

举个例子来说明好了：假设当前目录内有一份my.file的文件，而no.file是不存在的：

$ touch my.file
$ ls my.file
$ echo $? # first echo
0
$ ls no.file
ls: no.file: no such file or directory
$ echo $? # second echo
1
$ echo $? # third echo
0

上例的第一个echo是关于ls my.file的rv，可得到0的值，因此为true;第二个echo是关于ls no.file的rv，则得到非0的值，因此为false;第三个echo是关于第二个echo $?的rv，为0的值，因此也为true。

请记住：每一个command在结束时都会送回return value的! 不管你跑甚么样的命令…然而，有一个命令却是"专门"用来测试某一条件而送出return value以供true或false的判断，它就是test命令了!

若你用的是bash，请在command line下打man test或man bash来了解这个test的用法。这是你可用作参考的最精确的文件了，要是听别人说的，仅作参考就好…下面我只简单作一些辅助说明，其余的一律以man为准：

首先，test的表示式我们称为expression，其命令格式有两种：

test expression 
or:
[ expression ]

（请务必注意[ ]之间的空白键﹗）

用哪一种格式没所谓，都是一样的效果。（我个人比较喜欢后者…）其次，bash的test目前支持的测试对像只有三种：

string：字串，也就是纯文字。
integer：整数（0或正整数，不含负数或小数点）。
file：文件。
请初学者一定要搞清楚这三者的差异，因为test所用的expression是不一样的。

以a=123这个变量为例：

[ "$a" = 123 ] # 是字串的测试，以测试$a是否为1、2、3这三个连续的“文字”。
[ "a" -eq 123 ] # 是整数的测试，以测试$a是否等于“一百二十三”。
[ -e "$a" ]  # 是关于文件的测试，以测试123这份“文件”是否存在。

第三，当expression测试为“真”时，test就送回0（true）的return value，否则送出非0（false）。若在expression之前加上一个!（感叹号），则是当expression为“假时”才送出0，否则送出非0。

同时，test也允许多重的复合测试：

expression1 -a expression2 # 当两个exrepssion都为true，才送出0，否则送出非0。
expression1 -o expression2 # 只需其中一个exrepssion为true，就送出0，只有两者都为false才送出非0。

例如：

[ -d "$file" -a -x "$file" ]

是表示当$file是一个目录、且同时具有x权限时，test才会为true。

第四，在command line中使用test时，请别忘记命令行的“重组”特性，也就是在碰到meta时会先处理meta再重新组建命令行。（这个特性我在第二及第四章都曾反复强调过）比方说，若test碰到变量或命令替换时，若不能满足expression格式时，将会得到语法错误的结果。举例来说好了：关于[ string1 = string2 ]这个test格式，在=号两边必须要有字串，其中包括空（null）字串（可用soft quote或hard quote取得）。

假如$a目前没有定义，或被定议为空字串的话，那如下的写法将会失败：

$ unset a
$ [ $a = abc ]
[：=：unary operator expected

这是因为命令行碰到$这个meta时，会替换$a的值，然后再重组命令行，那就变成了：[ = abc ]

如此一来=号左边就没有字串存在了，因此造成test的语法错误﹗但是，下面这个写法则是成立的：

$ [ "$a" = abc ]
$ echo $?
1

这是因为在命令行重组后的结果为：[ "" = abc ]。由于=左边我们用soft quote得到一个空字串，而让test语法得以通过…读者诸君请务必留意这些细节哦，因为稍一不慎，将会导至test的结果变了个样!

若您对test还不是很有经验的话，那在使用test时不妨先采用如下这一个"法则"：

假如在test中碰到变量替换，用soft quote是最保险的﹗若你对quoting不熟的话，请重新温习第四章的内容吧…^_^
okay，关于更多的test用法，老话一句：请看man page吧！^_^ 虽然洋洋洒洒讲了一大堆，或许你还在嘀咕….那…那个return value有啥用啊？！问得好﹗

告诉你：return value的作用可大了﹗若你想让你的shell变“聪明”的话，就全靠它了：

有了return value，我们可以让shell跟据不同的状态做不同的时情…
这时候，才让我来揭晓本章的答案吧~~~ ^_^ && 与 || 都是用来“组建”多个command line用的：

command1 && command2：其意思是command2只有在rv为0（true）的条件下执行。
command1 || command2：其意思是command2只有在rv为非0（false）的条件下执行。
来，以例子来说好了：

$ a=123
$ [ -n "$a" ] && echo "yes!it's ture."
yes!it's ture.
$ unset a
$ [ -n "$a" ] && echo "yes!it's ture."
$ [ -n "$a" ] || echo "no,it's not ture."
no,it's not ture.

（注：[ -n string ]是测试string长度大于0则为true。）

上例的第一个&&命令行之所以会执行其右边的echo命令，是因为上一个test送回了0的rv值﹔但第二次就不会执行，因为test送回非0的结果…同理，||右边的echo会被执行，却正是因为左边的test送回非0所引起的。

事实上，我们在同一命令行中，可用多个&&或||来组建呢：

$ a=123
$ [ -n "$a" ] && echo "yes！it's ture." || echo "no，it's not ture."
yes!it's ture.
$ unset a
$ [ -n "$a" ] && echo "yes!it's ture." || echo "no,it's not ture."
no,it's not ture.

怎样，从这一刻开始，你是否觉得我们的shell是“很聪明”的呢？^_^ 好了，最后，布置一道习题给大家做做看...

下面的判断是：当$a被赋与值时，再看是否小于100，否则送出too big!：

$ a=123
$ [ -n "$a" ] && [ "$a" -lt 100 ] || echo 'too big!'
too big!

若我将a取消，照理说，应该不会送文字才对啊（因为第一个条件就不成立了）…

$ unset a
$ [ -n "$a" ] && [ "$a" -lt 100 ] || echo 'too big!'
too big!