让代码整洁、过程清晰的BASH Shell编程技巧

这是我写bash程序的招式。这里本没有什么新的内容，但是从我的经验来看，人们爱滥用bash。他们忽略了计算机科学，而从他们的程序中创造的是“大泥球”（译注：指架构不清晰的软件系统）。

在此我告诉你方法，以保护你的程序免于障碍，并保持代码的整洁。

一、不可改变的全局变量

1.尽量少用全局变量
2.以大写命名
3.只读声明
4.用全局变量来代替隐晦的$0，$1等

在我的程序中常使用的全局变量：

readonly progname=$(basename $0)
readonly progdir=$(readlink -m $(dirname $0))
readonly args="$@"

二、一切皆是局部的

所有变量都应为局部的。

change_owner_of_file() {
    local filename=$1
    local user=$2
    local group=$3

    chown $user:$group $filename
}
change_owner_of_files() {
    local user=$1; shift
    local group=$1; shift
    local files=$@
    local i

    for i in $files
    do
        chown $user:$group $i
    done
}

1.自注释（self documenting）的参数
2.通常作为循环用的变量i，把它声明为局部变量是很重要的。
3.局部变量不作用于全局域。

kfir@goofy ~ $ local a
bash: local: can only be used in a function

三、main()

1.有助于保持所有变量的局部性
2.直观的函数式编程
3.代码中唯一的全局命令是：main

main() {
    local files="/tmp/a /tmp/b"
    local i

    for i in $files
    do
        change_owner_of_file kfir users $i
    done
}
main

四、一切皆是函数

唯一全局性运行的代码是：
- 不可变的全局变量声明
- main()函数

1.保持代码整洁
2.过程变得清晰

main() {
    local files=$(ls /tmp | grep pid | grep -v daemon)
}

temporary_files() {
    local dir=$1

    ls $dir \
        | grep pid \
        | grep -v daemon
}

main() {
    local files=$(temporary_files /tmp)
}

1.第二个例子好得多。查找文件是temporary_files()的问题而非main()的。这段代码用temporary_files()的单元测试也是可测试的。

2.如果你一定要尝试第一个例子，你会得到查找临时文件以和main算法的大杂烩。

test_temporary_files() {
    local dir=/tmp

    touch $dir/a-pid1232.tmp
    touch $dir/a-pid1232-daemon.tmp

    returns "$dir/a-pid1232.tmp" temporary_files $dir

    touch $dir/b-pid1534.tmp

    returns "$dir/a-pid1232.tmp $dir/b-pid1534.tmp" temporary_files $dir
}

如你所见，这个测试不关心main()。

五、调试函数

带-x标志运行程序：

bash -x my_prog.sh

只调试一小段代码，使用set-x和set+x，会只对被set -x和set +x包含的当前代码打印调试信息。

temporary_files() {
    local dir=$1

    set -x
    ls $dir \
        | grep pid \
        | grep -v daemon
    set +x
}

打印函数名和它的参数：

temporary_files() {
    echo $funcname $@
    local dir=$1

    ls $dir \
        | grep pid \
        | grep -v daemon
}

调用函数：

temporary_files /tmp

会打印到标准输出：

temporary_files /tmp

六、代码的清晰度

这段代码做了什么？

main() {
    local dir=/tmp

    [[ -z $dir ]] \
        && do_something...

    [[ -n $dir ]] \
        && do_something...

    [[ -f $dir ]] \
        && do_something...

    [[ -d $dir ]] \
        && do_something...
}
main

让你的代码说话：

is_empty() {
    local var=$1

    [[ -z $var ]]
}

is_not_empty() {
    local var=$1

    [[ -n $var ]]
}

is_file() {
    local file=$1

    [[ -f $file ]]
}

is_dir() {
    local dir=$1

    [[ -d $dir ]]
}

main() {
    local dir=/tmp

    is_empty $dir \
        && do_something...

    is_not_empty $dir \
        && do_something...

    is_file $dir \
        && do_something...

    is_dir $dir \
        && do_something...
}
main

七、每一行只做一件事

用反斜杠\来作分隔符。例如：

temporary_files() {
    local dir=$1

    ls $dir | grep pid | grep -v daemon
}

可以写得简洁得多：

temporary_files() {
    local dir=$1

    ls $dir \
        | grep pid \
        | grep -v daemon
}

符号在缩进行的开始

符号在行末的坏例子：（译注：原文在此例中用了temporary_files()代码段，疑似是贴错了。结合上下文，应为print_dir_if_not_empty()）

print_dir_if_not_empty() {
    local dir=$1
 
    is_empty $dir && \
        echo "dir is empty" || \
        echo "dir=$dir"
}

好的例子：我们可以清晰看到行和连接符号之间的联系。

print_dir_if_not_empty() {
    local dir=$1

    is_empty $dir \
        && echo "dir is empty" \
        || echo "dir=$dir"
}

八、打印用法

不要这样做：

echo "this prog does:..."
echo "flags:"
echo "-h print help"

它应该是个函数：

usage() {
    echo "this prog does:..."
    echo "flags:"
    echo "-h print help"
}

echo在每一行重复。因此我们得到了这个文档：

usage() {
    cat <<- eof
    usage: $progname options
   
    program deletes files from filesystems to release space.
    it gets config file that define fileystem paths to work on, and whitelist rules to
    keep certain files.

    options:
       -c --config              configuration file containing the rules. use --help-config to see the syntax.
       -n --pretend             do not really delete, just how what you are going to do.
       -t --test                run unit test to check the program
       -v --verbose             verbose. you can specify more then one -v to have more verbose
       -x --debug               debug
       -h --help                show this help
          --help-config         configuration help

   
    examples:
       run all tests:
       $progname --test all

       run specific test:
       $progname --test test_string.sh

       run:
       $progname --config /path/to/config/$progname.conf

       just show what you are going to do:
       $progname -vn -c /path/to/config/$progname.conf
    eof
}

注意在每一行的行首应该有一个真正的制表符‘\t'。

在vim里，如果你的tab是4个空格，你可以用这个替换命令：

:s/^    /\t/

九、命令行参数

这里是一个例子，完成了上面usage函数的用法。我从http://kirk.webfinish.com/2009/10/bash-shell-script-to-use-getopts-with-gnu-style-long-positional-parameters/ 得到这段代码

cmdline() {
    # got this idea from here:
    # http://kirk.webfinish.com/2009/10/bash-shell-script-to-use-getopts-with-gnu-style-long-positional-parameters/
    local arg=
    for arg
    do
        local delim=""
        case "$arg" in
            #translate --gnu-long-options to -g (short options)
            --config)         args="${args}-c ";;
            --pretend)        args="${args}-n ";;
            --test)           args="${args}-t ";;
            --help-config)    usage_config && exit 0;;
            --help)           args="${args}-h ";;
            --verbose)        args="${args}-v ";;
            --debug)          args="${args}-x ";;
            #pass through anything else
            *) [[ "${arg:0:1}" == "-" ]] || delim="\""
                args="${args}${delim}${arg}${delim} ";;
        esac
    done

    #reset the positional parameters to the short options
    eval set -- $args

    while getopts "nvhxt:c:" option
    do
         case $option in
         v)
             readonly verbose=1
             ;;
         h)
             usage
             exit 0
             ;;
         x)
             readonly debug='-x'
             set -x
             ;;
         t)
             run_tests=$optarg
             verbose vinfo "running tests"
             ;;
         c)
             readonly config_file=$optarg
             ;;
         n)
             readonly pretend=1
             ;;
        esac
    done

    if [[ $recursive_testing || -z $run_tests ]]; then
        [[ ! -f $config_file ]] \
            && eexit "you must provide --config file"
    fi
    return 0
}

你像这样，使用我们在头上定义的不可变的args变量：

main() {
    cmdline $args
}
main

十、单元测试

1.在更高级的语言中很重要。
2.使用shunit2做单元测试

test_config_line_paths() {
    local s='partition cpm-all, 80-90,'

    returns "/a" "config_line_paths '$s /a, '"
    returns "/a /b/c" "config_line_paths '$s /a:/b/c, '"
    returns "/a /b /c" "config_line_paths '$s   /a  :    /b : /c, '"
}

config_line_paths() {
    local partition_line="$@"

    echo $partition_line \
        | csv_column 3 \
        | delete_spaces \
        | column 1 \
        | colons_to_spaces
}

source /usr/bin/shunit2

这里是另一个使用df命令的例子：

df=df

mock_df_with_eols() {
    cat <<- eof
    filesystem           1k-blocks      used available use% mounted on
    /very/long/device/path
                         124628916  23063572 100299192  19% /
    eof
}

test_disk_size() {
    returns 1000 "disk_size /dev/sda1"

    df=mock_df_with_eols
    returns 124628916 "disk_size /very/long/device/path"
}

df_column() {
    local disk_device=$1
    local column=$2

    $df $disk_device \
        | grep -v 'use%' \
        | tr '\n' ' ' \
        | awk "{print \$$column}"
}

disk_size() {
    local disk_device=$1

    df_column $disk_device 2
}

这里我有个例外，为了测试，我在全局域中声明了df为非只读。这是因为shunit2不允许改变全局域函数。