Shell十三问(一)

作者:網中人
整理:HAWK.Li
原文出处:http://bbs.chinaunix.net/forum/24/20031209/218853.html

简介
ChinaUnix 论坛shell版名为网中人的前辈于2004 年发布的精华贴


shell 十三问:

1) 为何叫做 shell ?

2) shell prompt(PS1) 与 Carriage Return(CR) 的关系?

3) 别人 echo、你也 echo ,是问 echo 知多少?

4) " "(双引号) 与 ' '(单引号)差在哪?

5) var=value?export 前后差在哪?

6) exec 跟 source 差在哪?

7) ( ) 与 { } 差在哪?

8) $(( )) 与 $( ) 还有${ } 差在哪?

9) $@ 与 $* 差在哪?

10) && 与 || 差在哪?

11) >; 与 < 差在哪?

12) 你要 if 还是 case 呢?

13) for what? while 与 until 差在哪?



1) 为何叫做 shell ?

在介绍 shell 是甚么东西之前,不妨让我们重新检视使用者与计算机系统的关系:

我们知道计算机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---命令解译器(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:
* 自由软件
* 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。
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2) 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*(coursor)。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,且每输如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:
$:给一般使用者账号使用
#:给 root (管理员)账号使用

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行了。

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,可以由一个及多个如下按键组成:
* 空格键(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 内建命令(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。
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3) 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),通常就是在监视器(monitor)上输出。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:


CODE:[Copy to clipboard]$ 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 ,也就是向左删除键
/c:取消行末之换行符号
/E:ESCAPE,跳脱键
/f:FORMFEED,换页字符
/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 开首为十六进制)
//: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:


CODE:[Copy to clipboard]$ 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:


CODE:[Copy to clipboard]$ 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:


CODE:[Copy to clipboard]$ 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 十六进制编码。

例四:


CODE:[Copy to clipboard]$ echo -ne "a/tb/tc/nd/te/bf/a"

a b c

d f $


因为 e 字母后面是删除键(/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:


CODE:[Copy to clipboard]$ 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...


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4) " "(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符。
(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 中将这些保留字符的功能关闭的话,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 quoe 中大部份 meta 都会被关闭,但某些则保留(如 $ )。(注二)
* escape : / (反斜线),只有紧接在 escape (跳脱字符)之后的单一 meta 才被关闭。
( 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。 )

下面的例子将有助于我们对 quoting 的了解:


CODE:[Copy to clipboard] $ A=B C # 空格键未被关掉,作为 IFS 处理。
$ C: command not found.
$ echo $A

$ A="B C" # 空格键已被关掉,仅作为空格键处理。
$ echo $A
B C
在第一次设定 A 变量时,由于空格键没被关闭,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,由于空格键被置于 soft quote 中,因此被关闭,不再作为 IFS :
* A=B<space>;C
事实上,空格键无论在 soft quote 还是在 hard quote 中,均会被关闭。Enter 键亦然:


CODE:[Copy to clipboard] $ 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:


CODE:[Copy to clipboard] $ 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:


CODE:[Copy to clipboard] $ 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
...
至于甚么时候会解释为甚么字符,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:


CODE:[Copy to clipboard] $ 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 。

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练习与思考:如下结果为何不同?


CODE:[Copy to clipboard] $ 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?#93;了。)
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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:


CODE:[Copy to clipboard]$ 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 :


CODE:[Copy to clipboard]$ 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 内建的 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:


CODE:[Copy to clipboard]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:


CODE:[Copy to clipboard]$ 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:


CODE:[Copy to clipboard]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.... ^_^

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练习与思考:请运用本章学到的知识分析如下两串讨论:
[url]http://bbs.chinaunix.net/forum/viewtopic.php?t=207178[/url]
[url]http://bbs.chinaunix.net/forum/viewtopic.php?t=216729[/url]



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5) 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 的保留字符(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
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:


CODE:[Copy to clipboard] $ 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:


CODE:[Copy to clipboard] 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:


QUOTE:
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:


CODE:[Copy to clipboard] $ 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:


CODE:[Copy to clipboard] 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=$A
这样,B 的变量值就可继承 A 变量"当时"的变量值了。
不过,不要以"数学罗辑"来套用变量的设定,比方说:
A=B
B=C
这样并不会让 A 的变量值变成 C 。再如:
A=B
B=$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=$A:E
这样,第一行我们设定 A 的值为 "B:C:D",然后,第二行再将值扩充为 "A:B:C:E" 。
上面的扩充范例,我们使用区隔符号( : )来达到扩充目的,
要是没有区隔符号的话,如下是有问题的:
A=BCD
A=$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,
现阶段暂时不介绍了,请大家自行参考数据。如 CU 的贴子:
[url]http://www.chinaunix.net/forum/viewtopic.php?t=201843[/url]
)

* 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):


CODE:[Copy to clipboard] $ A=B
$ export A
或:


CODE:[Copy to clipboard] $ 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:


CODE:[Copy to clipboard] $ 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 会首先被提换出 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:


CODE:[Copy to clipboard] 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:


CODE:[Copy to clipboard] $ 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:


CODE:[Copy to clipboard] $ 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:


CODE:[Copy to clipboard] $ 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:


CODE:[Copy to clipboard] $ 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:
a. 你太笨了
b. 不了解 var=${str=expr} 这个进阶处理
c. 对本篇说明还没来得及消化吸收
e. 我讲得不好
不知,你选哪个呢?.... ^_^

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6) 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:
( [url]http://www.chinaunix.net/forum/viewtopic.php?t=194191[/url] )

例中的提问是:


QUOTE:
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:


QUOTE:
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:


QUOTE:
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,只要我们要将原本单独输入的 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:


CODE:[Copy to clipboard]./my.script
现在改成这样即可:


CODE:[Copy to clipboard]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议后,如何让其它 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"来的印像深刻哦。
下面让我们写两个简单的 script ,分别命令为 1.sh 及 2.sh :

1.sh


CODE:[Copy to clipboard]
#!/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


CODE:[Copy to clipboard]#!/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:


CODE:[Copy to clipboard]$ ./1.sh fork
$ ./1.sh source
$ ./1.sh exec
或是,你也可以参考 CU 上的另一贴子:
[url]http://www.chinaunix.net/forum/viewtopic.php?t=191051[/url]

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! ^_^
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7) ( ) 与 { } 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 中扯上变量及其它环境的修改,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 用在其它 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:


CODE:[Copy to clipboard]function function_name {
command1
command2
command3
....
}
方式二:


CODE:[Copy to clipboard]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,需要不断的重复质行某些命令,我们首先想到的,或许是将命令写成命令稿(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 的执行效能外(因为已被加载),
还可以节省许多重复的代码...

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,在其它的 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﹗ ^_^
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8) $(( )) 与 $( ) 还有${ } 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:


CODE:[Copy to clipboard]$ 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:

1, ` ` 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? ^_^

2, 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:


CODE:[Copy to clipboard]command1 `command2 `command3` `
原本的意图是要在 command2 `command3` 先将 command3 提换出来给 command 2 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:


CODE:[Copy to clipboard]command1 `command2 /`command3/` `
要不然,换成 $( ) 就没问题了:


CODE:[Copy to clipboard]command1 $(command2 $(command3))
只要你喜欢,做多少层的替换都没问题啦~~~ ^_^

不过,$( ) 并不是没有毙端的...
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:


CODE:[Copy to clipboard]$ 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:


CODE:[Copy to clipboard]$ 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﹗
有兴趣的话,你可先参考一下 cu 本版的精华文章:
[url]http://www.chinaunix.net/forum/viewtopic.php?t=201843[/url]

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

# 是去掉左边(在鉴盘上 # 在 $ 之左边)
% 是去掉右边(在鉴盘上 % 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符串作替换:
${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 ${ } 还可针对不同的变量状态赋值(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 的组数(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符串,
但是改为 A=(a b c def) ,则是将 $A 定义为组数...
bash 的组数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 ...

诸如此类的....
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:


CODE:[Copy to clipboard]$ 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(如二进制、八进位、十六进制)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:


CODE:[Copy to clipboard]$ 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...

《Shell十三问(二)》