Linux操作系统编程（3）—— shell编程基础

前两篇文章分别是 常用linux操作命令

常用Linux的命令系统、文件系统和帮助系统

，已经讲述了linux基本命令和文件系统、帮助系统等，因此本文来梳理一下shell编程的语法和样例

变量

在shell中可以直接定义变量并给变量赋值，使用起来感觉类似python

p=1
a=123
#要注意，这里不能有空格，因为添加空格之后就变成一个命令了

如果我们要编写一个脚本的话，就需要先创建一个脚本文件， vim 1.sh 即可

这个脚本的第一行是告诉大家，计算机要用bash解释这个文件，实际上，由于现在的系统比较智能，即便删除了这句话也是可以执行的。

**命令替换符 **

A=`pwd`
#这里的``就是命令替换符，不是单引号，而是键盘左上角，esc下边的那个键
WorkDir=`pwd`
echo -e "ln\033[31;32m${WorkDir}\033[0m"

这里的$是将变量的值取出来，{}起到了确定变量范围的作用，如果是比较简单的命令，不写{}也是可以的。

除了我们自己定义的变量之外，我们编写脚本的时候还要注意有一些特殊的变量、

$0 表示程序自己

$1 表示第一个参数，以此类推，$2 表示第2个参数

$# 得到执行当前脚本的参数个数

$* 获取当前shell的所有参数，将所有命令参数视为单个字符串

[email protected] 也表示所有参数， 但是所有参数是分开的，保留参数之间的空白，可以传参给别的程序

$? 判断上一条指令是否执行成功， 0 表示成功，其他数字表示不成功

$$ 取当前进程的PID

$! 上一个指令的PID

#!/bin/bash
echo "hello, everyone!"
#是注释，第一行是固定格式，说明解释器
WorkDir=`pwd`
echo -e "In\033[31;32m ${WorkDir} \033[0m"
echo "program Name : $0"
echo "arg1: $1"
echo "arg2: $2"
echo "arg3: $3"
echo "arg4: $4"
echo "arg5: $5"
echo "arg6: $6"
echo "\[email protected] : [email protected]"
echo "\$* : $*"
echo "\$# : $#"
ls /etc1
echo "\$? : $?"
last | grep "xxx" 1>/dev/null 2>/dev/null
if [[ $? -eq 0 ]];then
    echo -e "$Name logged In!\n"
fi

参数展开

${parameter:-word} 如果变量未定义，则表达式的值为word

${parameter:=word} 如果变量未定义，则设置变量的值为word，返回表达式的值也是word

${parameter:?word} 用于捕捉由于变量未定义而导致的错误并退出程序

${parameter:+word} 如果变量已经定义，返回word也就是真

${!prefix*}

${[email protected]} prefix 开头的变量

字符串展开

${#parameter} 输出字符串的长度

${parameter:offset} 从第offset开始截取

${parameter:offset:length} 从offset开始截取，取length长度

${parameter#pattern} 从头删除最短匹配

${parameter##pattern} 最长

${parameter%pattern}从尾删除最短

${parameter%%pattern} 从尾删除最长

${parameter/pattern/string}第一个匹配被替换

${parameter//pattern/string} 全部匹配被替换

${parameter/#pattern/string} 字符串开头的替换

${parameter/%pattern/string} 字符串结尾被替换

${parameter,} ${parameter^^} 全部转换为小写、大写

${parameter,} ${parameter^} 首字母转换为小写、大写

分支判断结构

条件判断语句

if [[ contdition ]];then
	#statements
fi
#或
if [[ condition ]];then
	#statements
	else
	#statements
fi

在if 的括号里边，左右必须有空格，中间的条件判断就是test表达式

-n 针对字符串，长度不为0

-z 针对字符串，长度为0

== != 这是常规的用法

对于整型

-eq 等于

-ge 大于等于 greater than or equal

-gt 大于

-le 小于等于

-lt 小于

-ne 不等于

对于文件

-ef 是否是同一个文件

-nt 前一个是不是更新的

-ot 前一个是不是更老的

-b 判断是否存在，且是二进制格式文件

-c 判断是否存在且是字符

-d 判断是否存在且是目录

-e 文件存在

-f 存在且是普通文件

-g 存在且是一个组

-G存在且所属组是有效地

Targetfile='a.c'
if [[ -r ${Targetfile} ]];then
	gcc a.c -o a
	./a
else
	echo "${Targetfile} not found!"
fi

while语句

while [[ condition ]];do
	#statements
done

循环语句

for i in words;do
	#statements
done
#for循环也可以 for i in `seq 1 100` 这个是用系统生成序列
for (( i=0; i<10; i++ ));do
	#statements
done

until [[ condition ]];do
	#statement
done

case word in
	pattern)
		;;
		*)
		;;
esac

read a
case $a in
	1)
		echo 1
		;;
	2)
		echo 2
		;;
	*)
		echo "not found!"
		;;
esac

num=0
while [[ $num -lt 100 ]];do
	echo ${num}
	num=$[ ${num} + 1 ]
done

数组

declare -a a
	name[subsript]=value
		name=(value1 value2...)
		
D=(1 2 3 4 5 6 7)
File=(`ls`)
#输出数组内容如下
${array[*]}
#或
${array[@]}
#确定数组元素的个数
${#array[@]}
#找到数组下标，看看有多少个
${!array[@]}
#数组追加
array+=(a b c)
#数组排序
sort
#删除数组与元素
Unset

基本的流程结构就这些，如何使用下面举几个例子

求偶数和

sum=0
for (( i=1; i<=100; i++));do
	if [[ $[ ${i} % 2 ] -eq 0 ]];then
		sum=$[ ${sum} + ${i} ]
	fi
done
echo "sum = ${sum}"

暴力求素数

#!/bin/bash
#首先定义一个函数，用来输出脚本的用法
function Usage(){
	echo "Usage : $0 start_num end_num"
	exit
}

#暴力判断是不是素数
function is_prime(){
	num=$1
	#num就是传入的参数
	for(( j=2; j<${num}; j++));do
		if[[ $[ ${num} % $j ] -eq 0 ]];then
			return 1
		fi
	done
	return 0
}
#如果调用脚本时参数数量少于两个，就返回Usage
if [[ $# -ne 2 ]];then
	Usage
fi
#分别用脚本的第一个和第二个参数为start和end 赋值，并将sum初始化
Start=$1
End=$2
sum=0
for (( i=${Start}; i<=${End}; i++ ));do
	is_prime $i
	#判断这个数是不是素数，如果上一条命令执行结果是零就加和进去
	if [[ $? -eq 0 ]];then
		sum=$[ ${sum} + $i ]
	fi
done

echo ${sum}

用素数筛法求素数和

if [[ $# -ne 2 ]];then
	echo "error"
	exit
fi
Start=$1
End=$2

declare -a Prime
#定义数组
function init_prime(){
	local end=$1
	#定义了一个局部的变量
	local i
	Prime[1]=1
	for (( i=2; i<=${end}; i++ ));do
		for(( j=$[ ${i} * ${i} ]; j<=${end}; j+=i ));do
			Prime[${j}]=1
			#被标记为1，不是素数
		done
	done
}

init_prime ${End}
sum=0
#下面的命令可以输出数组所有内容
echo ${Prime[*]}

for (( i=${Start}; i<=${End};i++ ));do
	if [[ ${Prime[$i]}x == x ]];then
	#这句话就是判断是不是零，如果是零，拼接上x还是等于x
		sum=$[ ${sum} + $i]
	fi
done
echo ${sum}

在此基础上还有线性筛，主要的改动如下

function init_prime(){
    local end=$1
    local i
    Prime[1]=1
    for (( i=2; i<=${end}; i++ ));do
        if [[ ${Prime[$i]}x == x ]];then
            Prime[0]=$[ ${Prime[0]} + 1 ]
            Prime[${Prime[0]}]=$i
            sum=$[ ${sum} + $i ]
        fi
        for (( j=1; j<=${Prime[0]}; j++ ));do
            if [[ $[ $i * ${Prime[$j]} ] -gt ${End} ]];then
                break;
            fi
            Prime[ $[ $i * ${Prime[$j]} ] ]=1
            if [[ $[ $i % ${Prime[$j]} ] -eq 0 ]];then
                break;
            fi
        done
    done
}