在上一篇文章中，我們講述了Linux下常見命令的使用方法。在本期文章中，我們將以此為基礎，結合實例學習在Linux中進行Shell腳本編程的基礎知識。
　　一期，我們將會對一些著名的Linux網站和書籍進行資源匯總，作為本系列的結束。

　　從程序員的角度來看，Shell本身是一種用C語言編寫的程序；從用戶的角度來看，Shell是用戶與Linux操作系統溝通的橋梁。用戶既可以輸入命令執行，又可以利用Shell腳本編程，完成更加復雜的操作。在Linux GUI日益完善的今天，在系統管理等領域，Shell編程仍然起著不可忽視的作用。深入地了解和熟練地掌握Shell編程，是每一個Linux用戶的必修功課之一。
　　Linux的Shell種類眾多，常見的有：Bourne Shell（/usr/bin/sh或/bin/sh）、Bourne Again Shell（/bin/bash）、C Shell（/usr/bin/csh）、K Shell（/usr/bin/ksh）、Shell for Root（/sbin/sh），等等。不同的Shell語言的語法有所不同，所以不能交換使用。每種Shell都有其特色之處，基本上，掌握其中任何一種就足夠了。在本文中，我們關注的重點是Bash，也就是Bourne Again Shell，由于易用和免費，Bash在日常工作中被廣泛使用；同時，Bash也是大多數Linux系統默認的Shell。在一般情況下，人們并不區分Bourne Shell和Bourne Again Shell，所以，在下面的文字中，我們可以看到#!/bin/sh，它同樣也可以改為#!/bin/bash。
　　利用vi等文本編輯器編寫Shell腳本的格式是固定的，如下：

#!/bin/sh
#comments
Your commands go here

　　首行中的符號#!告訴系統其后路徑所指定的程序即是解釋此腳本文件的Shell程序。如果首行沒有這句話，在執行腳本文件的時候，將會出現錯誤。后續的部分就是主程序，Shell腳本像高級語言一樣，也有變量賦值，也有控制語句。除第一行外，以#開頭的行就是注釋行，直到此行的結束。如果一行未完成，可以在行尾加上，這個符號表明下一行與此行會合并為同一行。
　　編輯完畢，將腳本存盤為filename.sh，文件名后綴sh表明這是一個Bash腳本文件。執行腳本的時候，要先將腳本文件的屬性改為可執行的：

chmod +x filename.sh

　　執行腳本的方法是：

./filename.sh

　　下面我們從經典的“hello world”入手，看一看最簡單的Shell腳本的模樣。

#!/bin/sh
#print hello world in the console window
a = "hello world"
echo $a

　　Shell Script是一種弱類型語言，使用變量的時候無需首先聲明其類型。新的變量會在本地數據區分配內存進行存儲，這個變量歸當前的Shell所有，任何子進程都不能訪問本地變量。這些變量與環境變量不同，環境變量被存儲在另一內存區，叫做用戶環境區，這塊內存中的變量可以被子進程訪問。變量賦值的方式是：

variable_name = variable_value

　　如果對一個已經有值的變量賦值，新值將取代舊值。取值的時候要在變量名前加$，$variable_name可以在引號中使用，這一點和其他高級語言是明顯不同的。如果出現混淆的情況，可以使用花括號來區分，例如：

echo "Hi, $as"

　　就不會輸出“Hi, hello worlds”，而是輸出“Hi，”。這是因為Shell把$as當成一個變量，而$as未被賦值，其值為空。正確的方法是：

echo "Hi, ${a}s"

　　單引號中的變量不會進行變量替換操作。
　　關于變量，還需要知道幾個與其相關的Linux命令。
env用于顯示用戶環境區中的變量及其取值；set用于顯示本地數據區和用戶環境區中的變量及其取值；unset用于刪除指定變量當前的取值，該值將被指定為NULL；export命令用于將本地數據區中的變量轉移到用戶環境區。
　　下面我們來看一個更復雜的例子，結合這個例子，我們來講述Shell Script的語法。

1 #!/bin/bash
2 # we have less than 3 arguments. Print the help text:
3 if [ $# -lt 3 ] ; then
4 cat <5 ren -- renames a number of files using sed regular expressions
6
7 USAGE: ren regexp replacement files...
8 EXAMPLE: rename all *.HTM files in *.html:
9 　ren HTM$ html *.HTM
10
11 HELP
12 　exit 0
13 fi
14 OLD="$1"
15 NEW="$2"
16 # The shift command removes one argument from the list of
17 # command line arguments.
18 shift
19 shift
20 # $* contains now all the files:
21 for file in $*; do
22 if [ -f "$file" ] ; then
23 　　　newfile=`echo "$file" | sed "s/${OLD}/${NEW}/g"`
24 　　　if [ -f "$newfile" ]; then
25 　　　　echo "ERROR: $newfile exists already"
26 　　　else
27 　　　　echo "renaming $file to $newfile ..."
28 　　　　mv "$file" "$newfile"
29 　　　fi
30 fi
31 done

　　我們從頭來看，前面兩行上一個例子中已經解釋過了，從第三行開始，有新的內容。if語句和其他編程語言相似，都是流程控制語句。它的語法是：

if …; then
…
elif …; then
…
else
…
fi

　　與其他語言不同，Shell Script中if語句的條件部分要以分號來分隔。第三行中的[]表示條件測試，常用的條件測試有下面幾種：

[ -f "$file" ] 判斷$file是否是一個文件
[ $a -lt 3 ] 判斷$a的值是否小于3，同樣-gt和-le分別表示大于或小于等于
[ -x "$file" ] 判斷$file是否存在且有可執行權限，同樣-r測試文件可讀性
[ -n "$a" ] 判斷變量$a是否有值，測試空串用-z
[ "$a" = "$b" ] 判斷$a和$b的取值是否相等
[ cond1 -a cond2 ] 判斷cond1和cond2是否同時成立，-o表示cond1和cond2有一成立

　　要注意條件測試部分中的空格。在方括號的兩側都有空格，在-f、-lt、=等符號兩側同樣也有空格。如果沒有這些空格，Shell解釋腳本的時候就會出錯。
　　$#表示包括$0在內的命令行參數的個數。在Shell中，腳本名稱本身是$0，剩下的依次是$0、$1、$2…、${10}、${11}，等等。$*表示整個參數列表，不包括$0，也就是說不包括文件名的參數列表。
現在我們明白第三行的含義是如果腳本文件的參數少于三個，則執行if和fi語句之間的內容。然后，從第四行到第十一行之間的內容在Shell Script編程中被稱為Here文檔，Here文檔用于將多行文本傳遞給某一命令。Here文檔的格式是以<<開始，后跟一個字符串，在Here文檔結束的時候，這個字符串同樣也要出現，表示文檔結束。在本例中，Here文檔被輸出給cat命令，也即將文檔內容打印在屏幕上，起到顯示幫助信息的作用。
　　第十二行的exit是Linux的命令，表示退出當前進程。在Shell腳本中可以使用所有的Linux命令，利用上面的cat和exit，從一方面來說，熟練使用Linux命令也可以大大減少Shell腳本的長度。
　　十四、十五兩句是賦值語句，分別將第一和第二參數賦值給變量OLD和NEW。緊接下來的兩句是注釋，注釋下面的兩條shift的作用是將參數列表中的第一個和第二個參數刪除，后面的參數依次變為新的第一和第二參數，注意參數列表原本也不包括$0。
　　然后，自二十一行到三十一行是一個循環語句。Shell Script中的循環有下面幾種格式：

while [ cond1 ] && { || } [ cond2 ] …; do
…
done
for var in …; do
…
done
for (( cond1; cond2; cond3 )) do
…
done
until [ cond1 ] && { || } [ cond2 ] …; do
…
done

　　在上面這些循環中，也可以使用類似C語言中的break和continue語句中斷當前的循環操作。第二十一行的循環是將參數列表中的參數一個一個地放入變量file中。然后進入循環，判斷file是否為一個文件，如果是文件的話，則用sed命令搜索和生成新的文件名。sed基本上可以看成一個查找替換程序，從標準輸入，例如管道讀入文本，并將結果輸出到標準輸出，sed使用正則表達式進行搜索。在第二十三行中，backtick（`）的作用是取出兩個backtick之間的命令輸出結果，在這里，也就是將結果取出賦給變量newfile。此后，判斷newfile是否已經存在，否則就把file改成newfile。這樣我們就明白這個腳本的作用了，Shell Script編寫的其他腳本與此相似，只不過是語法和用法稍有不同而已。
　　通過這個例子我們明白了Shell Script的編寫規則，但還有幾件事情需要講述一下。
　　第一個，除了if語句之外，Shell Script中也有類似C語言中多分支結構的case語句，它的語法是：

case var in
pattern 1 )
… ;;
pattern 2 )
… ;;
*)
… ;;
esac

　　我們再就下面一個例子，看看case語句的用法。

while getopts vc:OPTION
do
case $OPTION
in
c) COPIES = $OPTARG;;
v) …;;
?) exit 1;;
esac
done

　　上面的getopts類似于C語言提供的函數getopts，在Shell Script中，getopts經常和while語句聯合起來使用。getopts的語法如下：

getopts option_string variable

　　option_string中包含一串單字符選項，若getopts在命令行參數中發現了連字符，那么它會將連字符之后的字符與option_string進行比較，若匹配成功，則把變量variable的值設為該選項，若無匹配，則把變量的值設為？。有時候，選項還會帶一個值，例如-c5等，這時要在option_string中該選項字母后面加上一個冒號，getopts發現冒號后，會讀取該值，然后將該值放入特殊變量OPTARG中。這個命令比較復雜，如有需要，讀者可以詳細參閱Shell編寫的相關資料。
　　上面這個循環的作用就是依次取出腳本名稱后面的選項，進行處理，如果輸入了非法選項，則進入?指定的部分，退出腳本程序。
　　第二個，Bash提供了一種用于交互式應用的擴展select，用戶可以從一組不同的值中進行選擇。其語法如下：

select var in …; do
break;
done

　　例如，下面這段程序的輸出是：

#!/bin/bash
echo "Your choice?"
select var in "a" "b" "c"; do
break
done
echo $var
----------------------------
Your choice?
1) a
2) b
3) c

　　第三，Shell Script中也可以使用自定義的函數，其語法形式如下：

functionname()
{
…
}

　　例如我們可以把上面第二個例子中第四到第十二行放入一個名為help函數體內，以后每次調用的時候直接寫help即可。函數中處理函數調用參數的方法是，直接用上面講過的$1、$2來分別表示第一、第二個參數，用$*表示參數列表。
　　第四，我們也可以在Shell下調試Shell Script腳本，當然最簡單的方法就是用echo輸出查看變量取值了。Bash也提供了真正的調試方法，就是執行腳本的時候用-x參數。

sh x filename.sh

　　這會執行腳本并顯示腳本中所有變量的取值，也可以使用參數-n，它并不執行腳本，只是返回所有的語法錯誤。