Bash 编程笔记

贡献者： addis

本文处于草稿阶段。

1. 基础

一个教程
一个比较笨的调试方法是，把一些要调试的命令用 echo "..." 先输出来看看，而不是真的执行。看看变量展开是否和预期的一致（就像 make 一样）。
Linux 系统中，shell 一般是指 Bash（Bourne Again SHell）。
shell script 就是拓展名为 .sh 的文本文件，也可以没有。
执行 shell script 相当于执行可执行程序，可以用 ./name.sh 参数1 参数2 也可以用 source /path/name.sh 参数1 参数2（source 也可以简写成 .。sh shell 中只能用后者。）, 前者在一个新的 shell process 中运行然后退出（环境变量之类的改动在退出会消失）, 后者在当前的 shell process 运行, 相当于直接把文件中的内容复制粘贴到命令行执行.
用 ; 隔开两个命令，第一个失败了第二个仍然会运行，但 && 隔开则不会（这个其实是逻辑与算符）。
所有变量都是字符串
&& 后面可以直接换行，不需要加 \
shell script 后面可以输入若干 arguments, 还可以用 > 把 shell 中的 stdout 导入文件.
文件第一行可以用 shebang #! 指定运行使用的 shell，如 #!/bin/bash
用 exit 结束 script，exit 0 声明运行成功
用 # 注释
赋值用 var=xxx，等号两边不能有空格。$var 或者 ${var} 获取它的值。例如 abc$var 或者 abc${var}def。后者的花括号不能省略。
${var:2:5} 可以获取第 3 个字符开始的 5 个字符。
${var/旧文字/新文字} 可以对变量的字符串进行替换
${var:-"默认字符串"} 如果 var 未定义或为空，则输出 默认字符串。
如果变量 var 以 字符串 结束，${var%字符串} 移除最后的 字符串。例如 ${0%/*} 获取当前脚本所在的目录
如果 var 以 字符串 开始，${var#字符串} 移除最前面的 字符串
要把变量的内容作为另一个变量的名字展开，如 varname=myvar，那么 ${!varname} 相当于 ${myvar}。如果 varname 是第一个参数，那么就用 ${!1}
$(命令) 或者 `命令` 相当于把 命令 的输出展开到当前位置，如 echo `pwd -P`。
赋值给变量时，双引号中的多个空格会变为一个：bins="123 234"
脚本中用 exec 文件名.sh 执行另一个脚本。
如果要用脚本输出 stderr，在命令后面加 1>&2，例如 echo bar 1>&2。
同理，./文件名.sh > 123.log 只会把 stdout 导入文件，而不包含 stderr。还要在后面加上 2>&1。或者直接用 ./文件名.sh &> 123.log。
要在一个 script 中插入另一个，用 "path/to/other_script.sh"（待验证）
在其他 shell 中，要使用 bash 执行单个命令（而不是进入 bash）用 /bin/bash -c "命令"

关于引号

命令 "abc def" 或者 命令 'abc def' 中，abc def 是一个参数，作为字符串传给 main() 函数的 argv[1]，不包含引号。如果不加引号，abc 和 def 就分别是 argv[1] 和 argv[2]。
"..." 中的 $变量 会展开，但是 '...' 中不会
'...' 就是绝对的 string literal，里面不会发生任何转义
要在 '...' 中 escape 单引号，不能直接做到，可以用 'it'\''s here.' 其中三部分分别是 'it'，\'，'s here.'。
echo 'abc\'def'gh' 会输出 abc\defgh
单引号和双引号中间都可以换行。
如果参数中出现了引号想要传给 main()，那么就 escape：\" 或者 \'
不在引号内的 \ 可以用 \\ 来 escape
最外层引号内部的所有其他符号都是 raw string，不需要 escape。
双引号中可以用 $var、${var} 等展开。

2. pipe

命令 | 命令2 使用 pipe 把一个命令在 stdout 的输出作为另一个命令的 stdin 输入。特别注意 命令2 是在 subshell 执行的。如果在该 subshell 执行多个命令，可以用 命令 | { 命令2 ; 命令3 } 例如 echo 123 | { read line; echo "The line is: $line"; } 又例如 printf "123\n234\n" | while read line; do echo "The line is: $line"; done 中 while 可以看成一个命令。

3. 判断

echo 123;
if [ $? -ne 0 ]; then # 判断 exit status
...
fi

# 判断路径是否存在（感叹号后面一定要有空格）
if ! [ -d "$repo" ]; then
    echo "directory not found!" 1>&2
fi

# 判断文件是否存在且不是文件夹或者特殊文件
if ! [ -f "$fname" ]; then
    echo "file not found!" 1>&2
fi

# 判断相等
if [ $i -eq 3 ]
    ...
elif [ $i -ne 3 ]
    ...
fi

一种等效于 if 的简写如 [ -e 文件 ] && mv 文件新文件。例子：for file in file1 file2 file3; do [ -e "$file" ] && mv "$file" destination_directory done
类似于 -f, -d，还有 -z（判断字符串是否为空），-n（判断字符串是否为非空），例如 if [ -n $(git remote | grep github) ]。 -e 判断是否是文件（包括文件夹和特殊文件），-h 判断是否为 symlink，file1 -nt file2（newer than），file1 -ot file2（older than），-r, -w, -x 是否是文件且具有读写执行权限。
if [ string1 = string2 ] 判断字符串是否相等，string1 != string2 判断是否不相等。
中括号中：-z 检查后面的内容是否为空.
-n 检查是否为非空
-v 检查变量是否有定义（定义为空字符也算）

双方括号判断

　　双方括号不属于 POSIX 标准而是 bash 和 zsh 等特有的。语法更为现代

if [[ $a == $b ]]; then 判断相等，另有 !=, <, > 等。注意 <= 注意比较的不是数值大小而是字符串排序大小。
if [[ "字符串" =~ 正则表达式 ]] 可以判断字符串是否匹配正则表达式。其中正则表达式的格式和 grep -E 中的是一样的。例如 if [[ "$var" =~ ^-?[0-9]+$ ]] 判断变量是否表示整数。
```
# 判断文件是否为空
if [ -s 文件名 ]; then
    # The file is not-empty.
else
    # The file is empty.
fi

# 比较数字大小
if (( a > b )); then
    ...
fi
```

4. 循环

#!/bin/bash
for ((i = 1; i < 5; ++i))
# for i in {1,2,3,4} # 等效
# for i in 1 2 3 4 # 等效
do
	printf "\nfile${i}.txt\n"
done

如果在 printf 语句后面加上 && break，当前者失败时就会跳出循环。

　　另外 continue 也可以跳出循环

for d in */ ; do
    d=${d%/} # 删除目录名最后的斜杠
    echo "$d" # 打印所有子目录名
done

文件循环

for file in *; do
    if [ -f "$file" ]; then
        echo "$file"
    fi
done

5. 数组

#!/bin/bash
arr=(1 3 hello 13)
for ((i=0;i<4;++i))
do
    printf "arr[${i}] = ${arr[i]}\n"
done

6. 输入

　　例子

#!/bin/bash
# 确保文件最后有两个空格
# use `find . -type f -name "*.matt" -exec ./convert_matt.sh {} \;`
# to convert subfolder
file=${1}
printf "${file}... "
c2=$(tail -c 2 ${file})
if [ "${c2}" == "  " ]
then
	printf "already in new format\n"
else
	printf "  " >> ${file}
	printf "done\n"
fi

7. 特殊变量

$0 当前 shell script 的文件名，例如调用脚本的命令是 some/../path/test.sh，那就返回这串字符。如果用 source some/path/test.sh 或者直接在命令行打 $0，那么就返回 bash。
$@ 返回所有 shell arguments
$? 上一个命令的 exit status，0 代表成功，否则失败
readlink -f "$0" 获取脚本绝对路径（包括脚本文件名）（不可以直接在命令行使用，或者 source 脚本.sh 时使用）
dirname $(readlink -f "$0") 获取脚本所在绝对目录（不包括脚本文件名）

8. 函数

函数的定义为
```
函数名() {
	...
}
```
需要 argument 的话，就用 $1, $2 或者 ${1}, ${2}，例如
```
greeting() {
  echo "Hello $1"
}

greeting "Joe"
```

　　 $0 是调用脚本的命令（也就是 argv[0]）。$# 可以查看 args 的总个数

　　一个用于确保执行成功的函数：

check_failure() {
    if [ $1 -ne 0 ]; then
        echo "Error! Exiting..."
        exit 1
    fi
}

cmd1 arg1 && cmd2 arg2
check_failure $?

　　函数通过返回的是 exit code，例如

myfunc() {
    if [[ -f "$1" ]]; then
        return 0 # success
    else
        return 1 # failure
    fi
}
myfunc "/etc/passwd"
echo $?    # prints 0 if file exists, 1 if not

　　若要返回数据，就用 stdout，例如

sum() { echo $(( $1 + $2 )) }
result=$(sum 10 32)
echo "Sum is: $result"   # → 42

　　也可以用 global var，如

get_name() { name="Alice" }
get_name
echo "$name"   # Alice

　　默认情况下，所有函数本地变量都是全局变量，除非声明了 local。如 bar() { local var="hi" }。

return 等效于 return 0。
如果没有 return 关键字，那么函数的 exit code 就是最后一个命令的 exit code。例如 command_exist() { command -v "$1" &> /dev/null } 可以用于检查一个命令是否存在（包括 alias）。用法：command_exist ls; echo $?。如果存在则打印 0，因为成功的退出码是 0。

9. 获取系统信息

lsb_release -rs 可以获取 ubuntu 的系统版本号（例如 18.04）
getconf _NPROCESSORS_ONLN 可以查看系统有多少逻辑 cpu