Linux 伺服器系統管理：第十三章 Shell Script 程式設計
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Linux 伺服器系統管理：第十三章 Shell Script 程式設計
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第十三章 Shell Script 程式設計
13-1 Shell Script 程式簡介 『命令稿』（Script）與批次（Batch）檔案非常類似，都是集合多個命令（或稱公用程式）而成為另一個命令，然而命令稿的功能比批次檔案強了許多。一般『命令行』（Command line）每次僅能輸入一行命令，利用 Enter 鍵表示結束並傳送給系統執行。雖然『命令行』也利用其他方法（譬如管道，|），將多個命令整合且一併傳送給系統執行，但沒有將它編制成檔案，這是『批次』與『命令稿』之間的差別。批次檔案僅將多個命令編寫成一個檔案，要求系統依照檔案內『順序』執行命令，命令稿則不然。命令稿可以在命令檔案內中加入一些控制程序，如判斷敘述（if/else）、迴圈敘述（for/while/until）等等，並非僅順序執行，而是會依照狀況改變執行程序。所以命令稿是屬於程式化的敘述 Shell 命令，因此稱之為『Shell script』（外殼命令稿）。從 Shell 的最基礎架構開始，Shell 命令就是為了整合許多系統函數編寫而成，利用它可以輕易的操作系統，是最基本的使用者介面。然而，當基本工具不能滿足使用者所需時，就得利用 Shell script 整合多個 Shell 命令，並於其中加入適當的敘述語句，如此便可製作出更符合使用者所需的工具。簡單的說，Shell script 最主要的功能就是整合多個 Shell 命令，並建立出新的 Shell 命令。 命令稿是一種直譯程式，可以直接執行；而一般程式語言（如 C 語言）都必須經過編譯程式，將原始程式翻譯成目的碼（Object file），再連結多個目的碼成為一個可執行檔。然而，一般命令稿大多不需要經過編譯成目的碼，也沒有連結多個程式的功能，命令稿的語句都可以直接執行，無需經過編譯。 除了建立新命令之外，我們也可以發現大部分 Unix/Linux 系統的運作程序，都是利用 Shell Script 所描述而成。由此可見，想要了解或管理 Unix/Linux 系統，認識 Shell script 是不容或缺的，這也是本章介紹 Shell script 最主要的目的。從另一個角度來看，目前在 Unix/Linux 系統上雖有許多不同的 Shell，但在 Unix/Linux 系統上，除了 Shell 之間大致上可以相容之外，還可以在每一個 Shell script 程式指定自己所屬的 Shell 環境，通常系統也都會安裝多個 Shell 環境以供各種程式呼叫，亦即每一個命令稿都可以宣告自己的執行環境，如sh、csh、bash、perl等等。本章採用相容性最高的 bash 來介紹 Shell script 的各種語法，相信這些敘述語句在其他 Shell 應該都可以相容。 13-1-1 Shell Script 執行 先不考慮相關控制敘述，僅就簡單的命令敘述所編寫的一個批次檔案，來觀察 Shell script 的執行程序。以下是利用 vi 所編輯的程式範例（$vi ex7_1）：
上述 Script 中，井號（#）後面的任何文字都是『註解』，作為程式說明使用，並不是程式內容，接下來是連續三個 Shell 命令 cal、date 與 who。編輯完後，利用 ls –l 命令觀察它的屬性如何，操作如下：
我們可以發現，編輯後的 ex7_1 僅是一般文書檔案，而且使用者沒有執行該程式的權利，但可以利用下述兩種方法執行該程式（其餘 Shell script 也是如此）： 【A. 執行 Shell script】 呼叫某一個 Shell 來執行該 Shell script，譬如，sh（Bourne shell）、bash（Bash shell）或 csh（C Shell），以bash為例如下：（$bash shell.scr）
【B. 變更執行權利】 另一種方法是將 Shell script 設定成可執行檔，並且讓使用者可以直接執行，設定方法如下（$ chmod u+x ex7_1）：
既然 ex7_1 已成為可執行檔（對 User 本身而言），執行方法如下：（$ ./ex7_1）
上述命令是因為 PATH 變數沒有指定到『目前目錄』（Current directory，.），而必須採用相對路徑來表示命令的所在位置。我們藉由設定 PATH 變數，讓它可以到目前目錄下搜尋命令，設定方法如下：（請編寫到 .bash_profile 檔案內）
【C. 子 shell 執行】 上述範例是將命令稿設定成可執行檔，並直接執行該命令稿，如果沒有指定在哪一個 Shell 執行該命令稿，就表示在目前 Shell 下執行該命令稿。其實，我們可以在命令稿內指定（或呼叫）一個『子 shell』（Sub-shell）來執行，指定方法是加在命令稿的第一行（必須第一行才行），寫下指定的 Sub-shell 名稱，格式為 #! Sub-shell。範例如下：（$vi ex7_1）
讀者可以試試其他的 Shell（如 /bin/sh、/bin/csh），可發現執行的結果都會相同，但對其他的命令稿就不盡然。 13-1-2 Shell script 變數 之前第六章介紹過，Shell 環境有環境變數、自訂變數與位置變數等三種類型的變數，Shell script 也都可以直接存取它們，其中又以環境變數與 Shell 環境設定最有關係，因已在第六章介紹過，這裡不再重複。然而對程式設計而言，位置變數與自訂變數則較有關聯，以下分別介紹這兩種變數的特性。 【A. 使用者自訂變數】 任何程式語言都需要宣告變數，程式運作也是針對變數做一些處理，並得到最後的結果。Shell script 也不例外，可依照使用者的需求產生各種變數，來輔助程式的執行，此類型變數大多使用完即拋棄，而與系統環境無關，通常稱為『自訂變數』。一般 Shell（如 csh 或 sh）的自訂變數大多無法指定變數型態，也不需要事先宣告直接採用即可。我們用一個簡單的範例，來說明自訂變數的產生與使用方法，程式如下：（$vi ex7_2）
其中 int=5（注意，等號前後不可以空格），表示產生一個名稱為 int 的變數，並且直接將 5 填入該變數內。另外，變數 float、chat 與 string 都是以相同的方法產生。其實填入變數的內容是不分整數、浮點數、字元或字串，而是將所欲填入的內容以 ASCII 碼方式填入，至於該變數為何種型態，待爾後使用時再去判斷處理。當變數做某些處理時，必須在變數的前面增加一個錢號（$），代表變數而非字串。然而所謂的「處理」可能是輸出（echo）、運算（expr）、條件判斷（test）等等（容後介紹）。上述範例執行結果如下：
最後兩道的命令，表示執行完 variable1 程式後，觀察是否有自訂變數遺留下來，其中 string 與 char 為 variable1 程式內的自訂變數，測試後發現這兩個變數都不存在。也就是說，當系統產生一個 process（行程，第 12 章介紹）來執行 Shell script 程式時，執行完後該 process 便不存在，它所產生的自訂變數也不會遺留下來。 【B. 位置變數】 位置變數（Positional variable）非常類似 C 語言的 argv 與 args 變數。簡單的說，位置變數是命令行所輸入的字元變數，以 $0（如 C 語言的 argv[0]）表示命令本身、$1 為第一個攜帶參數、$2 為第二個參數，依此類推。而且以 $* 表示所有參數（$1 以後的字元變數），$#（如 C 語言的 args）表示所攜帶參數的個數。範例如下：
由上述可以看出，位置變數就是一般程式語言所說的『位置參數』（Position parameter），也就是執行某一程式時，給予相當的參數，而這些參數放置於命令行內，再利用它放置的次序來分辨。接下來，我們用一個簡單的外殼程式來介紹位置變數的使用方法，外殼程式如下：（ex7_3，利用 vi 編輯）
執行結果如下：
由上述範例可以看出，$1 為第一個位置參數（Good），$2 為第二個位置參數（Luck）；另外，$# 為參數的數目（4），$* 為所有參數。
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