SHELL脚本编程

shell脚本编程

编程基础

程序组成

程序：算法+数据结构

数据：是程序的核心

算法：处理数据的方式

数据结构：数据在计算机中的类型和组织方式

程序编程风格

过程式：以指令为中心，数据服务于指令，shell脚本程序提供了编程能力，解释执行

对象式：以数据为中心，指令服务于数据，java，C#，python等

编程语言

人与计算机之间交互的语言。分为两种：低级语言和高级语言

低级编程语言：

机器：二进制的0和1的序列，称为机器指令。与自然语言差异太大，难懂、难写

汇编：用一些助记符号替代机器指令，称为汇编语言

 如：ADD A,B 将寄存器A的数与寄存器B的数相加得到的数放到寄存器A中

 汇编语言写好的程序需要汇编程序转换成机器指令

 汇编语言稍微好理解，即机器指令对应的助记符，助记符更接近自然语言

高级编程语言：

编译：高级语言-->编译器-->机器代码文件-->执行，如：C，C++

解释：高级语言-->执行-->解释器-->机器代码，如：shell，python，php，JavaScript，perl

编译语言执行效率高，解释语言开发效率高

三种处理逻辑

顺序执行

选择执行

循环执行

shell 脚本的用途

自动化常用命令

执行系统管理和故障排除

创建简单的应用程序

处理文本或文件

shell脚本基本结构

shell脚本编程：是基于过程式、解释执行的语言

编程语言的基本结构：

各种系统命令的组合

数据存储：变量、数组

表达式： a + b

控制语句：if

shell脚本：包含一些命令或声明，并符合一定格式的文本文件

格式要求：首行shebang机制

#!/bin/bash

#!/usr/bin/python

#!/usr/bin/perl

创建shell脚本过程

第一步：使用文本编辑器来创建文本文件

第一行必须包括shell声明序列：#!

#!/bin/bash

添加注释,注释以#开头

第二步：加执行权限

给予执行权限，在命令行上指定脚本的绝对或相对路径

第三步：运行脚本

直接运行解释器，将脚本作为解释器程序的参数运行

脚本注释规范

1、第一行一般为调用使用的语言

2、程序名，避免更改文件名为无法找到正确的文件

3、版本号

4、更改后的时间

5、作者相关信息

6、该程序的作用，及注意事项

7、最后是各版本的更新简要说明

脚本调试

bash -n /path/to/some_script

只检测脚本中的语法错误，但无法检查出命令错误，但不真正执行脚本

bash -x /path/to/some_script

调试并执行

总结：脚本错误常见的有三种

语法错误，会导致后续的命令不继续执行，可以用bash -n 检查错误，提示的出错行数不一定是准确的

命令错误，后续的命令还会继续执行，用bash -n 无法检查出来 ，可以使用 bash -x 进行观察

逻辑错误：只能使用 bash -x 进行观察

变量

变量类型

1.内置变量      如：PS1，PATH，UID，HOSTNAME，$$，BASHPID，PPID，$?，HISTSIZE

2.用户自定义变量

不同的变量存放的数据不同，决定了以下

1. 数据存储方式

2. 参与的运算

3. 表示的数据范围

变量数据类型：

1.字符

2.数值：整型、浮点型,bash 不支持浮点数

编程语言分类

静态和动态语言

静态编译语言：使用变量前，先声明变量类型，之后类型不能改变，在编译时检查，如：java，c

动态编译语言：不用事先声明，可随时改变类型，如：bash，Python

强类型和弱类型语言

强类型语言：不同类型数据操作，必须经过强制转换才同一类型才能运算，如java ， c# ，python

如：以下python代码

print('magedu'+ 10) 提示出错，不会自动转换类型

print('magedu'+str(10)) 结果为magedu10，需要显示转换类型

弱类型语言：语言的运行时会隐式做数据类型转换。无须指定类型，默认均为字符型；参与运算会自动进行隐式类型转换；变量无须事先定义可直接调用

如：bash ，php，javascript

Shell中变量命名法则

不能使程序中的保留字：如：if, for

只能使用数字、字母及下划线，且不能以数字开头，注意：不支持短横线 “ - ”，和主机名相反

见名知义，用英文单词命名，并体现出实际作用，不要用简写，如：ATM

统一命名规则：驼峰命名法, studentname,大驼峰StudentName 小驼峰studentName 

变量名大写：STUDENT_NAME

局部变量小写

函数名小写

变量定义和引用

变量的生效范围等标准划分变量类型

普通变量：生效范围为当前shell进程；对当前shell之外的其它shell进程，包括当前shell的子shell进程均无效

环境变量：生效范围为当前shell进程及其子进程

本地变量：生效范围为当前shell进程中某代码片断，通常指函数

变量赋值：name='value'

value 可以是以下多种形式

直接字串：name='root'

变量引用：name="$USER"

命令引用：name=`COMMAND` 或者 name=$(COMMAND)

注意：变量赋值是临时生效，当退出终端后，变量会自动删除，无法持久保存，脚本中的变量会随着脚本结束，也会自动删除

变量引用：$name   ${name}

弱引用和强引用

"$name " 弱引用，其中的变量引用会被替换为变量值

'$name ' 强引用，其中的变量引用不会被替换为变量值，而保持原字符串

set    显示已定义的所有变量

unset <name> 删除变量

环境变量

可以使子进程（包括孙子进程）继承父进程的变量，但是无法让父进程使用子进程的变量

一旦子进程修改从父进程继承的变量，将会新的值传递给孙子进程

一般只在系统配置文件中使用，在脚本中较少使用

变量声明和赋值

export name=VALUE     (申明并赋值)  

变量引用：$name   ${name}

显示所有环境变量：

env

printenv

export

declare -x

删除变量：unset name

bash内建的环境变量

PATH

SHELL

USER

UID

HOME

PWD

SHLVL #shell的嵌套层数，即深度

LANG

MAIL

HOSTNAME

HISTSIZE

_    #下划线 表示前一命令的最后一个参数

只读变量：只能声明定义，但后续不能修改和删除，即常量

readonly name   声明只读变量

查看只读变量：

readonly [-p]

declare -r

位置变量：在bash shell中内置的变量, 在脚本代码中调用通过命令行传递给脚本的参数

$1, $2, ... 对应第1个、第2个等参数，shift [n]换位置

$0   命令本身,包括路径

$*   传递给脚本的所有参数，全部参数合为一个字符串

$@   传递给脚本的所有参数，每个参数为独立字符串

$#   传递给脚本的参数的个数

注意：$@ $* 只在被双引号包起来的时候才会有差异

set --   清空所有位置变量

退出状态码变量

进程执行后，将使用变量 $? 保存状态码的相关数字，不同的值反应成功或失败，$?取值范例 0-255

$?的值为0 代表成功， $?的值是1到255代表失败

exit [n]  自定义退出状态码

注意：

脚本中一旦遇到exit命令，脚本会立即终止；终止退出状态取决于exit命令后面的数字

如果未给脚本指定退出状态码，整个脚本的退出状态码取决于脚本中执行的最后一条命令的状态码

展开命令行

把命令行分成单个命令词

展开别名

展开大括号的声明{}

展开波浪符声明 ~

命令替换$() 和 ``

再次把命令行分成命令词

展开文件通配*、?、[abc]等等

准备I/0重导向 <、>

运行命令

防止扩展：

反斜线（\）会使随后的字符按原意解释

单引号（’’）防止所有扩展

双引号（”“）也可防止扩展，但是以下情况例外：$（美元符号）

变量扩展

`` : 反引号，命令替换

\：反斜线，禁止单个字符扩展

!：叹号，历史命令替换

脚本安全和 set

set 命令：可以用来定制 shell 环境

$- 变量

h：hashall，打开选项后，Shell 会将命令所在的路径hash下来，避免每次都要查询。通过set +h将h选项关闭

i：interactive-comments，包含这个选项说明当前的 shell 是一个交互式的 shell。所谓的交互式shell,在脚本中，i选项是关闭的

m：monitor，打开监控模式，就可以通过Job control来控制进程的停止、继续，后台或者前台执行等

B：braceexpand，大括号扩展

H：history，H选项打开，可以展开历史列表中的命令，可以通过!感叹号来完成，例如“!!”返回上最近的一个历史命令，“!n”返回第 n 个历史命令

set 命令实现脚本安全

-u 在扩展一个没有设置的变量时，显示错误信息， 等同set -o nounset

-e 如果一个命令返回一个非0退出状态值(失败)就退出， 等同set -o errexit

-o option 显示，打开或者关闭选项

显示选项：set -o 

打开选项：set -o 选项

关闭选项：set +o 选项

-x 当执行命令时，打印命令及其参数,类似 bash -x

格式化输出 printf

printf "指定的格式" "文本1" ”文本2“……

%s    字符串

%f    浮点格式

%b    相对应的参数中包含转义字符时，可以使用此替换符进行替换，对应的转义字符会被转义

%c    ASCII字符，即显示对应参数的第一个字符

%d,%i 十进制整数

%o    八进制值

%u    不带正负号的十进制值

%x    十六进制值（a-f）

%X    十六进制值（A-F）

%%    表示%本身

说明：%s 中的数字代表此替换符中的输出字符宽度，不足补空格，默认是右对齐，%-10s表示10个字符宽，- 表示左对齐

常用转义字符

\a 警告字符，通常为ASCII的BEL字符

\b 后退

\f 换页

\n 换行

\r 回车

\t 水平制表符

\v 垂直制表符

\  表示\本身

算术运算

shell 支持算术运算，但只支持整数，不支持小数

+

-

*

/

%  取模，即取余数，示例：9%4=1，5%3=2

** 乘方

实现算术运算：

(1) let var=算术表达式

(2) ((var=算术表达式)) 和上面等价

(3) var=$[算术表达式]

(4) var=$((算术表达式))

(5) var=$(expr arg1 arg2 arg3 ...)

(6) declare –i var = 数值

(7) echo '算术表达式' | bc

内建的随机数生成器变量：

$RANDOM   取值范围：0-32767

增强型赋值：

+= i+=10 相当于 i=i+10

-= i-=j   相当于 i=i-j

*=

/=

%=

++ i++,++i   相当于 i=i+1

-- i--,--i   相当于 i=i-1

格式：let varOPERvalue

逻辑运算

true, false   1, 0

与：&：和0相与，结果为0，和1相与，结果保留原值

1 与 1 = 1

1 与 0 = 0

0 与 1 = 0

0 与 0 = 0

或：|：和1相或结果为1，和0相或，结果保留原值

1 或 1 = 1

1 或 0 = 1

0 或 1 = 1

0 或 0 = 0

非：！

! 1 = 0 ! true

! 0 = 1 ! false

异或：^

异或的两个值，相同为假，不同为真。两个数字X,Y异或得到结果Z，Z再和任意两者之一X异或，将得出另一个值Y

1 ^ 1 = 0

1 ^ 0 = 1

0 ^ 1 = 1

0 ^ 0 = 0

短路运算

1.短路与

CMD1 短路与 CMD2

第一个CMD1结果为真 (1)，第二个CMD2必须要参与运算，才能得到最终的结果

第一个CMD1结果为假 (0)，总的结果必定为0，因此不需要执行CMD2

2.短路或

CMD1 短路或 CMD2

第一个CMD1结果为真 (1)，总的结果必定为1，因此不需要执行CMD2

第一个CMD1结果为假 (0)，第二个CMD2 必须要参与运算,,才能得到最终的结果

条件测试命令

条件测试：判断某需求是否满足，需要由测试机制来实现，专用的测试表达式需要由测试命令辅助完成测试过程，实现评估布尔声明，以便用在条件性环境下进行执行

若真，则状态码变量 $? 返回0

若假，则状态码变量 $? 返回1

条件测试命令

test EXPRESSION

[ EXPRESSION ]   #和test 等价，建议使用 [ ]

[[ EXPRESSION ]]

注意：EXPRESSION前后必须有空白字符

变量测试

-v VAR 变量VAR是否设置

-R VAR 变量VAR是否设置并引用

数值测试

-eq 是否等于

-ne 是否不等于

-gt 是否大于

-ge 是否大于等于

-lt 是否小于

-le 是否小于等于

字符串测试

test和 [ ]用法

-z STRING   字符串是否为空，没定义或空为真，不空为假，

-n STRING   字符串是否不空，不空为真，空为假 

   STRING   同上

STRING1 = STRING2 是否等于，注意 = 前后有空格

STRING1 != STRING2 是否不等于

> ascii码是否大于ascii码

< 是否小于

[[]]  用法，建议，当使用正则表达式或通配符使用，一般情况使用 [ ]

==    左侧字符串是否和右侧的PATTERN相同

注意:此表达式用于[[ ]]中，PATTERN为通配符

=~    左侧字符串是否能够被右侧的正则表达式的PATTERN所匹配

注意: 此表达式用于[[ ]]中；扩展的正则表达式

文件测试

-a FILE：同 -e

-e FILE: 文件存在性测试，存在为真，否则为假

-b FILE：是否存在且为块设备文件

-c FILE：是否存在且为字符设备文件

-d FILE：是否存在且为目录文件

-f FILE：是否存在且为普通文件

-h FILE或 -L FILE：存在且为符号链接文件

-p FILE：是否存在且为命名管道文件

-S FILE：是否存在且为套接字文件

文件权限测试：

-r FILE：是否存在且可读

-w FILE: 是否存在且可写

-x FILE: 是否存在且可执行

-u FILE：是否存在且拥有suid权限

-g FILE：是否存在且拥有sgid权限

-k FILE：是否存在且拥有sticky权限

注意：最终结果由用户对文件的实际权限决定，而非文件属性决定

文件属性测试

-s FILE   #是否存在且非空

-t fd     #fd 文件描述符是否在某终端已经打开

-N FILE   #文件自从上一次被读取之后是否被修改过

-O FILE   #当前有效用户是否为文件属主

-G FILE   #当前有效用户是否为文件属组

FILE1 -ef FILE2 #FILE1是否是FILE2的硬链接

FILE1 -nt FILE2 #FILE1是否新于FILE2（mtime）

FILE1 -ot FILE2 #FILE1是否旧于FILE2

关于 () 和 {}

（CMD1;CMD2;...）和 { CMD1;CMD2;...; } 都可以将多个命令组合在一起，批量执行

( list ) 会开启子shell,并且list中变量赋值及内部命令执行后,将不再影响后续的环境, 帮助参看:man bash 搜索(list)

{ list; } 不会启子shell, 在当前shell中运行,会影响当前shell环境, 帮助参看:man bash 搜索{ list; }

组合测试条件

第一种方式 [ ]

[ EXPRESSION1 -a EXPRESSION2 ] 并且，EXPRESSION1和EXPRESSION2都是真，结果才为真

[ EXPRESSION1 -o EXPRESSION2 ] 或者，EXPRESSION1和EXPRESSION2只要有一个真，结果就为真

[ ! EXPRESSION ] 取反

说明： -a 和 -o 需要使用测试命令进行，[[ ]] 不支持

第二种方式 [[ ]]

COMMAND1 && COMMAND2 #并且，短路与，代表条件性的AND THEN如果COMMAND1 成功,将执行COMMAND2,否则,将不执行COMMAND2

COMMAND1 || COMMAND2 #或者，短路或，代表条件性的OR ELSE如果COMMAND1 成功,将不执行COMMAND2,否则,将执行COMMAND2

! COMMAND   #非,取反

使用read命令来接受输入

使用read来把输入值分配给一个或多个shell变量，read从标准输入中读取值，给每个单词分配一个变量，所有剩余单词都被分配给最后一个变量

格式：read [options] [name ...]

常见选项：

-p      指定要显示的提示

-s      静默输入，一般用于密码

-n N    指定输入的字符长度N

-d '字符'   输入结束符

-t N    TIMEOUT为N秒

bash的配置文件

按生效范围划分两类

1.全局配置：

/etc/profile

/etc/profile.d/*.sh

/etc/bashrc

2.个人配置：

~/.bash_profile

~/.bashrc

shell登录两种方式分类

1.交互式登

直接通过终端输入账号密码登录

使用 su - UserName 切换的用户

配置文件执行顺序：

/etc/profile.d/*.sh

/etc/bashrc

/etc/profile

/etc/bashrc  #此文件执行两次

.bashrc

.bash_profile

注意：文件之间的调用关系，写在同一个文件的不同位置，将影响文件的执行顺序

2.非交互式登录

su UserName

图形界面下打开的终端

执行脚本

任何其它的bash实例

执行顺序：

/etc/profile.d/*.sh

/etc/bashrc

.bashrc

按功能划分分类

1.profile类

profile类为交互式登录的shell提供配置

全局：/etc/profile, /etc/profile.d/*.sh

个人：~/.bash_profile

功用：(1) 用于定义环境变量   (2) 运行命令或脚本

2.Bashrc类

bashrc类：为非交互式和交互式登录的shell提供配置

全局：/etc/bashrc

个人：~/.bashrc

功用：(1) 定义命令别名和函数  (2) 定义本地变量

编辑配置文件生效

修改profile和bashrc文件后需生效两种方法:

1. 重新启动shell进程

2. source|. 配置文件

Bash 退出任务

保存在~/.bash_logout文件中（用户）,在退出登录shell时运行

功能：创建自动备份，清除临时文件

条件选择

选择执行 if 语句

格式：

if COMMANDS; then COMMANDS; [ elif COMMANDS; then COMMANDS; ]... [ else COMMANDS; ] fi

单分支

if 判断条件;then

   条件为真的分支代码

fi

双分支

if 判断条件; then

   条件为真的分支代码

else

   条件为假的分支代码

fi

多分支

if 判断条件1; then

   条件1为真的分支代码

elif 判断条件2; then

   条件2为真的分支代码

elif 判断条件3; then

   条件3为真的分支代码

...

else

   以上条件都为假的分支代码

fi

说明：

1.多个条件时，逐个条件进行判断，第一次遇为“真”条件时，执行其分支，而后结束整个if语句

2.if 语句可嵌套

条件判断 case 语句

格式：case WORD in [PATTERN [| PATTERN]...) COMMANDS ;;]... esac

case 变量引用 in

PAT1)

   分支1

   ;;

PAT2)

   分支2

   ;;

...

*)

   默认分支

   ;;

esac

case支持glob风格的通配符：

*:   任意长度任意字符

?:   任意单个字符

[]： 指定范围内的任意单个字符

|:   或，如 a或b

循环

将某代码段重复运行多次，通常有进入循环的条件和退出循环的条件

常见的循环的命令：for, while, until

格式1

for循环

（1）for 变量名 in 列表;do

         循环体

     done

（2）for 变量名 in 列表

do

     循环体

done

执行机制：依次将列表中的元素赋值给“变量名”; 每次赋值后即执行一次循环体; 直到列表中的元素耗尽，循环结束

for循环列表生成方式：

直接给出列表

整数列表：

{start..end}

$(seq [start [step]] end)

返回列表的命令:

$(COMMAND)

使用glob，如：*.sh

变量引用，如：$@,$#,$*

格式2

双小括号方法，即((…))格式，也可以用于算术运算，双小括号方法也可以使bash Shell实现C语言风格的变量操作

for  ((控制变量初始化;条件判断表达式;控制变量的修正表达式))

do

     循环体

done

说明：

控制变量初始化：仅在运行到循环代码段时执行一次

控制变量的修正表达式：每轮循环结束会先进行控制变量修正运算，而后再做条件判断

其中{}& 可实现并行执行

while循环

格式：

while COMMANDS; do COMMANDS; done

while CONDITION; do

      循环体

done

说明：

CONDITION：循环控制条件；进入循环之前，先做一次判断；每一次循环之后会再次做判断；条件为“true”，则执行一次循环；直到条件测试状态为“false”终止循环，因此：CONDTION一般应该有循环控制变量；而此变量的值会在循环体不断地被修正

进入条件：CONDITION为true

退出条件：CONDITION为false

无限循环

while true; do

      循环体

done

until 循环

格式：

until COMMANDS; do COMMANDS; done

until CONDITION; do

 循环体

done

说明：

进入条件： CONDITION 为false

退出条件： CONDITION 为true

无限循环

until false; do

 循环体

Done

循环控制语句 continue

continue [N]：提前结束第N层的本轮循环，而直接进入下一轮判断；最内层为第1层

格式：

while CONDITION1; do

      CMD1

      ...

     if CONDITION2; then

         continue

     fi

      CMDn

      ...

done

循环控制语句 break

break [N]：提前结束第N层整个循环，最内层为第1层

格式：

while CONDITION1; do

 CMD1

 ...

 if CONDITION2; then

 break

 fi

 CMDn

 ...

done

循环控制 shift 命令

shift [n] 用于将参量列表 list 左移指定次数，缺省为左移一次。

参量列表 list 一旦被移动，最左端的那个参数就从列表中删除。while 循环遍历位置参量列表时，常用到 shift

while read 特殊用法

while 循环的特殊用法，遍历文件或文本的每一行

格式：

while read line; do

 循环体

done < /PATH/FROM/SOMEFILE

select 循环与菜单

格式：

select NAME [in WORDS ... ;] do COMMANDS; done

select variable in list ;do 

 循环体命令

done

函数介绍

函数function是由若干条shell命令组成的语句块，实现代码重用和模块化编程

它与shell程序形式上是相似的，不同的是它不是一个单独的进程，不能独立运行，而是shell程序的一部分

函数和shell程序比较相似，区别在于Shell程序在子Shell中运行，而Shell函数在当前Shell中运行。因此在当前Shell中，函数可对shell中变量进行修改

管理函数

函数由两部分组成：函数名和函数体

帮助参看：help function

定义函数

#语法一：

func_name （）{

 ...函数体...

}

#语法二：

function func_name {

 ...函数体...

} 

#语法三：

function func_name （） {

 ...函数体...

}

查看函数

#查看当前已定义的函数名

declare -F

#查看当前已定义的函数定义

declare -f

#查看指定当前已定义的函数名

declare -f func_name 

#查看当前已定义的函数名定义

declare -F func_name

删除函数

unset func_name

函数调用

函数的调用方式

可在交互式环境下定义函数

可将函数放在脚本文件中作为它的一部分

可放在只包含函数的单独文件中

调用：函数只有被调用才会执行，通过给定函数名调用函数，函数名出现的地方，会被自动替换为函数代码

函数的生命周期：被调用时创建，返回时终止

/etc/init.d/functions 函数文件

（可调用文件夹，调用系统本身的函数）

交互式环境调用函数

交互式环境下定义和使用函数

范例

[root@centos8 ~]#dir() {

> ls -l

> }

[root@centos8 ~]#dir

total 4

-rw-------. 1 root root 1559 Nov 7 19:33 anaconda-ks.cfg  

在脚本中定义及使用函数

函数在使用前必须定义，因此应将函数定义放在脚本开始部分，直至shell首次发现它后才能使用，调用函数仅使用其函数名即可使用函数文件

可以将经常使用的函数存入一个单独的函数文件，然后将函数文件载入shell，再进行调用函数文件名可任意选取，但最好与相关任务有某种联系，例如：functions

一旦函数文件载入shell，就可以在命令行或脚本中调用函数。可以使用delcare -f 或set 命令查看所有定义的函数，其输出列表包括已经载入shell的所有函数，若要改动函数，首先用unset命令从shell中删除函数。改动完毕后，再重新载入此文件

实现函数文件的过程：

1. 创建函数文件，只存放函数的定义

2. 在shell脚本或交互式shell中调用函数文件，格式如下：

. filename 或 source   filename  

函数返回值

函数的执行结果返回值：

使用echo等命令进行输出

函数体中调用命令的输出结果

return 返回函数本身

exit   退出整个脚本

函数的退出状态码：

默认取决于函数中执行的最后一条命令的退出状态码

自定义退出状态码，其格式为：

return 从函数中返回，用最后状态命令决定返回值

return 0 无错误返回

return 1-255 有错误返回

环境函数

类拟于环境变量，也可以定义环境函数，使子进程也可使用父进程定义的函数

定义环境函数：

export -f function_name 

declare -xf function_name

查看环境函数：

export -f 

declare -xf

函数参数

函数可以接受参数：

传递参数给函数：在函数名后面以空白分隔给定参数列表即可，如：testfunc arg1 arg2...

在函数体中当中，可使用$1, $2, ...调用这些参数；还可以使用$@, $*, $#等特殊变量

函数变量

变量作用域：

普通变量：只在当前shell进程有效，为执行脚本会启动专用子shell进程；因此，本地变量的作用

范围是当前shell脚本程序文件，包括脚本中的函数

环境变量：当前shell和子shell有效

本地变量：函数的生命周期；函数结束时变量被自动销毁

注意：

如果函数中定义了普通变量，且名称和局部变量相同，则使用本地变量

由于普通变量和局部变量会冲突，建议在函数中只使用本地变量

在函数中定义本地变量的方法

local NAME=VALUE

函数递归

函数递归：函数直接或间接调用自身，注意递归层数，可能会陷入死循环

递归示例：

阶乘是基斯顿·卡曼于 1808 年发明的运算符号，是数学术语，一个正整数的阶乘（factorial）是所有小于及等于该数的正整数的积，并且0和1的阶乘为1，自然数n的阶乘写作n!

n!=1×2×3×...×n

阶乘亦可以递归方式定义：0!=1，n!=(n-1)!×n

n!=n(n-1)(n-2)...1

n(n-1)! = n(n-1)(n-2)!

fork 炸弹是一种恶意程序，它的内部是一个不断在 fork 进程的无限循环，实质是一个简单的递归程

序。由于程序是递归的，如果没有任何限制，这会导致这个简单的程序迅速耗尽系统里面的所有资源

参考：https://en.wikipedia.org/wiki/Fork_bomb

函数实现

:(){ :|:& };:

 bomb() { bomb | bomb & }; bomb

信号捕捉 trap

trap '触发指令' 信号

进程收到系统发出的指定信号后，将执行自定义指令，而不会执行原操作

trap '' 信号

忽略信号的操作

trap '-' 信号

恢复原信号的操作

trap -p

列出自定义信号操作

trap finish EXIT 

当脚本退出时，执行finish函数

kill -L 查看信号（向程序发送信号）

Ctrl + c  2信号

killall 2 ping （向ping发送2信号）

Ctrl + \  3信号

创建临时文件 mktemp

mktemp 命令用于创建并显示临时文件，可避免冲突

格式

mktemp [OPTION]... [TEMPLATE]

说明：TEMPLATE: filenameXXX，X至少要出现三个

常见选项：

-d 创建临时目录

-p DIR或--tmpdir=DIR 指明临时文件所存放目录位置

安装复制文件 install

install 功能相当于cp，chmod，chown，chgrp 等相关工具的集合

install命令格式：

install [OPTION]... [-T] SOURCE DEST 单文件

install [OPTION]... SOURCE... DIRECTORY

install [OPTION]... -t DIRECTORY SOURCE...

install [OPTION]... -d DIRECTORY...创建空目录

选项：

-m MODE，默认755

-o OWNER

-g GROUP

-d DIRNAME 目录

交互式转化批处理工具 expect

expect 是由Don Libes基于 Tcl（ Tool Command Language ）语言开发的，主要应用于自动化交互式操作的场景，借助 expect 处理交互的命令，可以将交互过程如：ssh登录，ftp登录等写在一个脚本上，使之自动化完成。尤其适用于需要对多台服务器执行相同操作的环境中，可以大大提高系统管理人员的工作效率

expect 语法：

expect [选项] [ -c cmds ] [ [ -[f|b] ] cmdfile ] [ args ]

常见选项：

-c：从命令行执行expect脚本，默认expect是交互地执行的

-d：可以输出输出调试信息

expect中相关命令

spawn 启动新的进程

expect 从进程接收字符串

send 用于向进程发送字符串

interact 允许用户交互

exp_continue 匹配多个字符串在执行动作后加此命令

expect最常用的语法(tcl语言:模式-动作)

数组array

数组介绍

变量：存储单个元素的内存空间

数组：存储多个元素的连续的内存空间，相当于多个变量的集合

数组名和索引

索引的编号从0开始，属于数值索引

索引可支持使用自定义的格式，而不仅是数值格式，即为关联索引，bash4.0版本之后开始支持

bash的数组支持稀疏格式（索引不连续）

声明数组

#普通数组可以不事先声明,直接使用

declare -a ARRAY_NAME

#关联数组必须先声明,再使用

declare -A ARRAY_NAME

注意：两者不可相互转换

数组赋值

数组元素的赋值

(1) 一次只赋值一个元素

ARRAY_NAME[INDEX]=VALUE

(2) 一次赋值全部元素

ARRAY_NAME=("VAL1" "VAL2" "VAL3" ...)

(3) 只赋值特定元素

ARRAY_NAME=([0]="VAL1" [3]="VAL2" ...)

(4) 交互式数组值对赋值

read -a ARRAY

显示所有数组

declare -a

引用数组

引用数组元素

${ARRAY_NAME[INDEX]}

#如果省略[INDEX]表示引用下标为0的元素

引用数组所有元素

${ARRAY_NAME[*]}

${ARRAY_NAME[@]}

数组的长度，即数组中元素的个数

${#ARRAY_NAME[*]}

${#ARRAY_NAME[@]}

删除数组

删除数组中的某元素，会导致稀疏格式

unset ARRAY[INDEX]

删除整个数组

unset ARRAY

数组数据处理

数组切片：

${ARRAY[@]:offset:number}

offset #要跳过的元素个数

number #要取出的元素个数

#取偏移量之后的所有元素 

{ARRAY[@]:offset}

向数组中追加元素：

ARRAY[${#ARRAY[*]}]=value

ARRAY[${#ARRAY[@]}]=value

关联数组

declare -A ARRAY_NAME 

ARRAY_NAME=([idx_name1]='val1' [idx_name2]='val2‘...)

注意：关联数组必须先声明再调用

字符串处理

字符串切片

基于偏移量取字符串

#返回字符串变量var的长度

${#var} 

#返回字符串变量var中从第offset个字符后（不包括第offset个字符）的字符开始，到最后的部分，

offset的取值在0 到 ${#var}-1 之间(bash4.2后，允许为负值)

${var:offset} 

#返回字符串变量var中从第offset个字符后（不包括第offset个字符）的字符开始，长度为number的部分

${var:offset:number}

#取字符串的最右侧几个字符,取字符串的最右侧几个字符, 注意：冒号后必须有一空白字符

${var: -length}

#从最左侧跳过offset字符，一直向右取到距离最右侧lengh个字符之前的内容,即:掐头去尾

${var:offset:-length}

#先从最右侧向左取到length个字符开始，再向右取到距离最右侧offset个字符之间的内容,注意：-

length前空格

${var: -length:-offset}

基于模式取子串

#其中word可以是指定的任意字符,自左而右，查找var变量所存储的字符串中，第一次出现的word, 删除字符串开头至第一次出现word字符串（含）之间的所有字符

${var#*word}： #同上，贪婪模式，不同的是，删除的是字符串开头至最后一次由word指定的字符之间的所有内容

${var##*word}：

#其中word可以是指定的任意字符,功能：自右而左，查找var变量所存储的字符串中，第一次出现的word, 

删除字符串最后一个字符向左至第一次出现word字符串（含）之间的所有字符

${var%word*}

#同上，只不过删除字符串最右侧的字符向左至最后一次出现word字符之间的所有字符

${var%%word*}

查找替换

#查找var所表示的字符串中，第一次被pattern所匹配到的字符串，以substr替换之

${var/pattern/substr}

#查找var所表示的字符串中，所有能被pattern所匹配到的字符串，以substr替换之

${var//pattern/substr}

#查找var所表示的字符串中，行首被pattern所匹配到的字符串，以substr替换之

${var/#pattern/substr}

#查找var所表示的字符串中，行尾被pattern所匹配到的字符串，以substr替换之

${var/%pattern/substr}

查找并删除

#删除var表示的字符串中第一次被pattern匹配到的字符串

${var/pattern}

删除var表示的字符串中所有被pattern匹配到的字符串

${var//pattern}

删除var表示的字符串中所有以pattern为行首匹配到的字符串

${var/#pattern}

删除var所表示的字符串中所有以pattern为行尾所匹配到的字符串

${var/%pattern}

字符大小写转换

#把var中的所有小写字母转换为大写

${var^^}

#把var中的所有大写字母转换为小写

${var,,}

高级变量

高级变量赋值

高级变量用法-有类型变量

Shell变量一般是无类型的，但是bash Shell提供了declare和typeset两个命令用于指定变量的类型，两个命令是等价的

declare [选项] 变量名

选项：

-r 声明或显示只读变量

-i 将变量定义为整型数

-a 将变量定义为数组

-A 将变量定义为关联数组

-f 显示已定义的所有函数名及其内容

-F 仅显示已定义的所有函数名

-x 声明或显示环境变量和函数,相当于export 

-l 声明变量为小写字母 declare –l var=UPPER

-u 声明变量为大写字母 declare –u var=lower

变量间接引用

eval命令

eval命令将会首先扫描命令行进行所有的置换，然后再执行该命令。该命令适用于那些一次扫描无法实现其功能的变量,该命令对变量进行两次扫描

间接变量引用

如果第一个变量的值是第二个变量的名字，从第一个变量引用第二个变量的值就称为间接变量引用

variable1的值是variable2，而variable2又是变量名，variable2的值为value，间接变量引用是指通过variable1获得变量值value的行为

variable1=variable2

variable2=value

bash Shell提供了两种格式实现间接变量引用

eval tempvar=\$$variable1

tempvar=${!variable1}

变量引用reference

范例

[root@centos8 ~]#cat test.sh

#!/bin/bash

ceo=mage

title=ceo

declare -n ref=$title

[ -R ref ] && echo reference                                                   

          echo $ref

ceo=wang

echo $ref

[root@centos8 ~]#bash test.sh

reference

mage

wang