shell高階技巧(一)
阿新 • • 發佈：2019-01-31
該系列將重點介紹Linux Shell中的高階使用技巧，其主要面向有一定經驗的Shell開發者、Linux系統管理員，以及Linux的愛好者。部落格中的示例主要來源於網路和一些經典書籍，在經過本人的收集和整理之後，以系列部落格的形式呈現給諸位。如果大家有更多更好的Shell指令碼經典示例，且願意在這裡與我們一同分享的話，可以以郵件、部落格回覆等形式與我聯絡，我將會盡量保證該系列的持續更新。
一、將輸入資訊轉換為大寫字元後再進行條件判斷：
我們在讀取使用者的正常輸入後，很有可能會將這些輸入資訊用於條件判斷，那麼在進行比較時，我們將不得不考慮這些資訊的大小寫匹配問題。
/> cat > test1.sh
#!/bin/sh
echo -n "Please let me know your name. "
read name
#將變數name的值通過管道輸出到tr命令，再由tr命令進行大小寫轉換後重新賦值給name變數。
name=`echo $name | tr [a-z] [A-Z]`
if [[ $name == "STEPHEN" ]]; then
echo "Hello, Stephen."
else
echo "You are not Stephen."
fi
CTRL+D
/> ./test1.sh
Please let me know your name. stephen
Hello, Stephen.
二、為除錯資訊設定輸出級別：
我們經常在除錯指令碼時新增一些必要的除錯資訊，以便跟蹤到程式中的錯誤。在完成除錯後，一般都會選擇刪除這些額外的除錯資訊，在過了一段時間之後，如果指令碼需要新增新的功能，那麼我們將不得不重新進行除錯，這樣又有可能需要新增這些除錯資訊，在除錯成功之後，這些資訊可能會被再次刪除。如果我們能夠為我們的除錯資訊新增除錯級別，使其只在必要的時候輸出，我想這將會是一件非常愜意的事情。
/> cat > test2.sh
#!/bin/sh
if [[ $# == 0 ]]; then
echo "Usage: ./test2.sh -d debug_level"
exit 1
fi
#1. 讀取指令碼的命令列選項引數，並將選項賦值給變數argument。
while getopts d: argument
do
#2. 只有到選項為d(-d)時有效，同時將-d後面的引數($OPTARG)賦值給變數debug，表示當前指令碼的除錯級別。
case $argument in
d) debug_level=$OPTARG ;;
\?) echo "Usage: ./test2.sh -d debug_level"
exit 1
;;
esac
done
#3. 如果debug此時的值為空或者不是0-9之間的數字，給debug變數賦預設值0.
if [[ -z $debug_level || $debug_level != [0-9] ]]; then
debug_level=0
fi
echo "The current debug_level level is $debug_level."
echo -n "Tell me your name."
read name
name=`echo $name | tr [a-z] [A-Z]`
if [ $name = "STEPHEN" ];then
#4. 根據當前指令碼的除錯級別判斷是否輸出其後的除錯資訊，此時當debug_level > 0時輸出該除錯資訊。
test $debug_level -gt 0 && echo "This is stephen."
#do something you want here.
elif [ $name = "ANN" ]; then
#5. 當debug_level > 1時輸出該除錯資訊。
test $debug_level -gt 1 && echo "This is ann."
#do something you want here.
else
#6. 當debug_level > 2時輸出該除錯資訊。
test $debug_level -gt 2 && echo "This is others."
#do any other else.
fi
CTRL+D
/> ./test2.sh
Usage: ./test2.sh -d debug_level
/> ./test2.sh -d 1
The current debug level is 1.
Tell me your name. ann
/> ./test2.sh -d 2
The current debug level is 2.
Tell me your name. ann
This is ann.
三、判斷引數是否為數字：
有些時候我們需要驗證指令碼的引數或某些變數的值是否為數字，如果不是則需要需要給出提示，並退出指令碼。
/> cat > test3.sh
#!/bin/sh
#1. $1是指令碼的第一個引數，這裡作為awk命令的第一個引數傳入給awk命令。
#2. 由於沒有輸入檔案作為輸入流，因此這裡只是在BEGIN塊中完成。
#3. 在awk中ARGV陣列表示awk命令的引數陣列，ARGV[0]表示命令本身，ARGV[1]表示第一個引數。
#4. match是awk的內建函式，返回值為匹配的正則表示式在字串中(ARGV[1])的起始位置，沒有找到返回0。
#5. 正則表示式的寫法已經保證了匹配的字串一定是十進位制的正整數，如需要浮點數或負數，僅需修改正則即可。
#6. awk執行完成後將結果返回給isdigit變數，並作為其初始化值。
#7. isdigit=`echo $1 | awk '{ if (match($1, "^[0-9]+$") != 0) print "true"; else print "false" }' `
#8. 上面的寫法也能實現該功能，但是由於有多個程序參與，因此效率低於下面的寫法。
isdigit=`awk 'BEGIN { if (match(ARGV[1],"^[0-9]+$") != 0) print "true"; else print "false" }' $1`
if [[ $isdigit == "true" ]]; then
echo "This is numeric variable."
number=$1
else
echo "This is not numeric variable."
number=0
fi
CTRL+D
/> ./test3.sh 12
This is numeric variable.
/> ./test3.sh 12r
This is not numeric variable.
四、判斷整數變數的奇偶性：
為了簡化問題和突出重點，這裡我們假設指令碼的輸入引數一定為合法的整數型別，因而在指令碼內部將不再進行引數的合法性判斷。
/> cat > test4.sh
#!/bin/sh
#1. 這裡的重點主要是sed命令中正則表示式的寫法，它將原有的數字拆分為兩個模式(用圓括號拆分)，一個前面的所有高位數字，另一個是最後一位低位數字，之後再用替換符的方式(\2)，將原有數字替換為只有最後一位的數字，最後將結果返回為last_digit變數。
last_digit=`echo $1 | sed 's/\(.*\)\(.\)$/\2/'`
#2. 如果last_digit的值為0,2,4,6,8，就表示其為偶數，否則為奇數。
case $last_digit in
0|2|4|6|8)
echo "This is an even number." ;;
*)
echo "This is not an even number." ;;
esac
CTRL+D
/> ./test4.sh 34
This is an even number.
/> ./test4.sh 345
This is not an even number.
五、將Shell命令賦值給指定變數，以保證指令碼的移植性：
有的時候當我們在指令碼中執行某個命令時，由於作業系統的不同，可能會導致命令所在路徑的不同，甚至是命令名稱或選項的不同，為了保證指令碼具有更好的平臺移植性，我們可以將該功能的命令賦值給指定的變數，之後再使用該命令時，直接使用該變數即可。這樣在今後增加更多OS時，我們只需為該變數基於新系統賦予不同的值即可，否則我們將不得不修改更多的地方，這樣很容易導致因誤修改而引發的Bug。
/> cat > test5.sh
#!/bin/sh
#1. 通過uname命令獲取當前的系統名稱，之後再根據OS名稱的不同，給PING變數賦值不同的ping命令的全稱。
osname=`uname -s`
#2. 可以在case的條件中新增更多的作業系統名稱。
case $osname in
"Linux")
PING=/usr/sbin/ping ;;
"FreeBSD")
PING=/sbin/ping ;;
"SunOS")
PING=/usr/sbin/ping ;;
*)
;;
esac
CTRL+D
/> . ./test5.sh
/> echo $PING
/usr/sbin/ping
六、獲取當前時間距紀元時間(1970年1月1日)所經過的天數：
在獲取兩個時間之間的差值時，需要考慮很多問題，如閏年、月份中不同的天數等。然而如果我們能夠確定兩個時間點之間天數的差值，那麼再計算時分秒的差值時就非常簡單了。在系統提供的C語言函式中，獲取的時間值是從1970年1月1日0點到當前時間所流經的秒數，如果我們基於此計算兩個時間之間天數的差值，將會大大簡化我們的計算公式。
/> cat > test6.sh
#!/bin/sh
#1. 將date命令的執行結果(秒 分 小時 日 月 年)賦值給陣列變數DATE。
declare -a DATE=(`date +"%S %M %k %d %m %Y"`)
#2. 為了提高效率，這個直接給出1970年1月1日到新紀元所流經的天數常量。
epoch_days=719591
#3. 從陣列中提取各個時間部分值。
year=${DATE[5]}
month=${DATE[4]}
day=${DATE[3]}
hour=${DATE[2]}
minute=${DATE[1]}
second=${DATE[0]}
#4. 當月份值為1或2的時候，將月份變數的值加一，否則將月份值加13，年變數的值減一，這樣做主要是因為後面的公式中取月平均天數時的需要。
if [ $month -gt 2 ]; then
month=$((month+1))
else
month=$((month+13))
year=$((year-1))
fi
#5. year變數參與的運算是需要考慮閏年問題的，該問題可以自行去google。
#6. month變數參與的運算主要是考慮月平均天數。
#7. 計算結果為當前日期距新世紀所流經的天數。
today_days=$(((year*365)+(year/4)-(year/100)+(year/400)+(month*306001/10000)+day))
#8. 總天數減去紀元距離新世紀的天數即可得出我們需要的天數了。
days_since_epoch=$((today_days-epoch_days))
echo $days_since_epoch
seconds_since_epoch=$(((days_since_epoch*86400)+(hour*3600)+(minute*60)+second))
echo $seconds_since_epoch
CTRL+D
/> . ./test6.sh
15310
1322829080
需要說明的是，推薦將該指令碼的內容放到一個函式中，以便於我們今後計算類似的時間資料時使用。
一、將輸入資訊轉換為大寫字元後再進行條件判斷：
我們在讀取使用者的正常輸入後，很有可能會將這些輸入資訊用於條件判斷，那麼在進行比較時，我們將不得不考慮這些資訊的大小寫匹配問題。
/> cat > test1.sh
#!/bin/sh
echo -n "Please let me know your name. "
read name
#將變數name的值通過管道輸出到tr命令，再由tr命令進行大小寫轉換後重新賦值給name變數。
name=`echo $name | tr [a-z] [A-Z]`
if [[ $name == "STEPHEN" ]]; then
echo "Hello, Stephen."
else
echo "You are not Stephen."
fi
CTRL+D
/> ./test1.sh
Please let me know your name. stephen
Hello, Stephen.
二、為除錯資訊設定輸出級別：
我們經常在除錯指令碼時新增一些必要的除錯資訊，以便跟蹤到程式中的錯誤。在完成除錯後，一般都會選擇刪除這些額外的除錯資訊，在過了一段時間之後，如果指令碼需要新增新的功能，那麼我們將不得不重新進行除錯，這樣又有可能需要新增這些除錯資訊，在除錯成功之後，這些資訊可能會被再次刪除。如果我們能夠為我們的除錯資訊新增除錯級別，使其只在必要的時候輸出，我想這將會是一件非常愜意的事情。
/> cat > test2.sh
#!/bin/sh
if [[ $# == 0 ]]; then
echo "Usage: ./test2.sh -d debug_level"
exit 1
fi
#1. 讀取指令碼的命令列選項引數，並將選項賦值給變數argument。
while getopts d: argument
do
#2. 只有到選項為d(-d)時有效，同時將-d後面的引數($OPTARG)賦值給變數debug，表示當前指令碼的除錯級別。
case $argument in
d) debug_level=$OPTARG ;;
\?) echo "Usage: ./test2.sh -d debug_level"
exit 1
;;
esac
done
#3. 如果debug此時的值為空或者不是0-9之間的數字，給debug變數賦預設值0.
if [[ -z $debug_level || $debug_level != [0-9] ]]; then
debug_level=0
fi
echo "The current debug_level level is $debug_level."
echo -n "Tell me your name."
read name
name=`echo $name | tr [a-z] [A-Z]`
if [ $name = "STEPHEN" ];then
#4. 根據當前指令碼的除錯級別判斷是否輸出其後的除錯資訊，此時當debug_level > 0時輸出該除錯資訊。
test $debug_level -gt 0 && echo "This is stephen."
#do something you want here.
elif [ $name = "ANN" ]; then
#5. 當debug_level > 1時輸出該除錯資訊。
test $debug_level -gt 1 && echo "This is ann."
#do something you want here.
else
#6. 當debug_level > 2時輸出該除錯資訊。
test $debug_level -gt 2 && echo "This is others."
#do any other else.
fi
CTRL+D
/> ./test2.sh
Usage: ./test2.sh -d debug_level
/> ./test2.sh -d 1
The current debug level is 1.
Tell me your name. ann
/> ./test2.sh -d 2
The current debug level is 2.
Tell me your name. ann
This is ann.
三、判斷引數是否為數字：
有些時候我們需要驗證指令碼的引數或某些變數的值是否為數字，如果不是則需要需要給出提示，並退出指令碼。
/> cat > test3.sh
#!/bin/sh
#1. $1是指令碼的第一個引數，這裡作為awk命令的第一個引數傳入給awk命令。
#2. 由於沒有輸入檔案作為輸入流，因此這裡只是在BEGIN塊中完成。
#3. 在awk中ARGV陣列表示awk命令的引數陣列，ARGV[0]表示命令本身，ARGV[1]表示第一個引數。
#4. match是awk的內建函式，返回值為匹配的正則表示式在字串中(ARGV[1])的起始位置，沒有找到返回0。
#5. 正則表示式的寫法已經保證了匹配的字串一定是十進位制的正整數，如需要浮點數或負數，僅需修改正則即可。
#6. awk執行完成後將結果返回給isdigit變數，並作為其初始化值。
#7. isdigit=`echo $1 | awk '{ if (match($1, "^[0-9]+$") != 0) print "true"; else print "false" }' `
#8. 上面的寫法也能實現該功能，但是由於有多個程序參與，因此效率低於下面的寫法。
isdigit=`awk 'BEGIN { if (match(ARGV[1],"^[0-9]+$") != 0) print "true"; else print "false" }' $1`
if [[ $isdigit == "true" ]]; then
echo "This is numeric variable."
number=$1
else
echo "This is not numeric variable."
number=0
fi
CTRL+D
/> ./test3.sh 12
This is numeric variable.
/> ./test3.sh 12r
This is not numeric variable.
四、判斷整數變數的奇偶性：
為了簡化問題和突出重點，這裡我們假設指令碼的輸入引數一定為合法的整數型別，因而在指令碼內部將不再進行引數的合法性判斷。
/> cat > test4.sh
#!/bin/sh
#1. 這裡的重點主要是sed命令中正則表示式的寫法，它將原有的數字拆分為兩個模式(用圓括號拆分)，一個前面的所有高位數字，另一個是最後一位低位數字，之後再用替換符的方式(\2)，將原有數字替換為只有最後一位的數字，最後將結果返回為last_digit變數。
last_digit=`echo $1 | sed 's/\(.*\)\(.\)$/\2/'`
#2. 如果last_digit的值為0,2,4,6,8，就表示其為偶數，否則為奇數。
case $last_digit in
0|2|4|6|8)
echo "This is an even number." ;;
*)
echo "This is not an even number." ;;
esac
CTRL+D
/> ./test4.sh 34
This is an even number.
/> ./test4.sh 345
This is not an even number.
五、將Shell命令賦值給指定變數，以保證指令碼的移植性：
有的時候當我們在指令碼中執行某個命令時，由於作業系統的不同，可能會導致命令所在路徑的不同，甚至是命令名稱或選項的不同，為了保證指令碼具有更好的平臺移植性，我們可以將該功能的命令賦值給指定的變數，之後再使用該命令時，直接使用該變數即可。這樣在今後增加更多OS時，我們只需為該變數基於新系統賦予不同的值即可，否則我們將不得不修改更多的地方，這樣很容易導致因誤修改而引發的Bug。
/> cat > test5.sh
#!/bin/sh
#1. 通過uname命令獲取當前的系統名稱，之後再根據OS名稱的不同，給PING變數賦值不同的ping命令的全稱。
osname=`uname -s`
#2. 可以在case的條件中新增更多的作業系統名稱。
case $osname in
"Linux")
PING=/usr/sbin/ping ;;
"FreeBSD")
PING=/sbin/ping ;;
"SunOS")
PING=/usr/sbin/ping ;;
*)
;;
esac
CTRL+D
/> . ./test5.sh
/> echo $PING
/usr/sbin/ping
六、獲取當前時間距紀元時間(1970年1月1日)所經過的天數：
在獲取兩個時間之間的差值時，需要考慮很多問題，如閏年、月份中不同的天數等。然而如果我們能夠確定兩個時間點之間天數的差值，那麼再計算時分秒的差值時就非常簡單了。在系統提供的C語言函式中，獲取的時間值是從1970年1月1日0點到當前時間所流經的秒數，如果我們基於此計算兩個時間之間天數的差值，將會大大簡化我們的計算公式。
/> cat > test6.sh
#!/bin/sh
#1. 將date命令的執行結果(秒 分 小時 日 月 年)賦值給陣列變數DATE。
declare -a DATE=(`date +"%S %M %k %d %m %Y"`)
#2. 為了提高效率，這個直接給出1970年1月1日到新紀元所流經的天數常量。
epoch_days=719591
#3. 從陣列中提取各個時間部分值。
year=${DATE[5]}
month=${DATE[4]}
day=${DATE[3]}
hour=${DATE[2]}
minute=${DATE[1]}
second=${DATE[0]}
#4. 當月份值為1或2的時候，將月份變數的值加一，否則將月份值加13，年變數的值減一，這樣做主要是因為後面的公式中取月平均天數時的需要。
if [ $month -gt 2 ]; then
month=$((month+1))
else
month=$((month+13))
year=$((year-1))
fi
#5. year變數參與的運算是需要考慮閏年問題的，該問題可以自行去google。
#6. month變數參與的運算主要是考慮月平均天數。
#7. 計算結果為當前日期距新世紀所流經的天數。
today_days=$(((year*365)+(year/4)-(year/100)+(year/400)+(month*306001/10000)+day))
#8. 總天數減去紀元距離新世紀的天數即可得出我們需要的天數了。
days_since_epoch=$((today_days-epoch_days))
echo $days_since_epoch
seconds_since_epoch=$(((days_since_epoch*86400)+(hour*3600)+(minute*60)+second))
echo $seconds_since_epoch
CTRL+D
/> . ./test6.sh
15310
1322829080
需要說明的是，推薦將該指令碼的內容放到一個函式中，以便於我們今後計算類似的時間資料時使用。