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啟動一個項目

從這一章開始，我們將建設(shè)一個項目。這個項目的目的是為了了解怎樣使用各種各樣的 shell 功能來 創(chuàng)建程序，更重要的是，創(chuàng)建好程序。

我們將要編寫的程序是一個報告生成器。它會顯示系統(tǒng)的各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)和它的狀態(tài)，并將產(chǎn)生 HTML 格式的報告， 所以我們能通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，比如說 Firefox 或者 Konqueror，來查看這個報告。

通常，創(chuàng)建程序要經(jīng)過一系列階段，每個階段會添加新的特性和功能。我們程序的第一個階段將會 產(chǎn)生一個非常小的 HTML 網(wǎng)頁，其不包含系統(tǒng)信息。隨后我們會添加這些信息。

第一階段：最小的文檔

首先我們需要知道的事是一個規(guī)則的 HTML 文檔的格式。它看起來像這樣：

<HTML>
      <HEAD>
            <TITLE>Page Title</TITLE>
      </HEAD>
      <BODY>
            Page body.
      </BODY>
</HTML>

如果我們將這些內(nèi)容輸入到文本編輯器中，并把文件保存為 foo.html，然后我們就能在 Firefox 中 使用下面的 URL 來查看文件內(nèi)容：

file:///home/username/foo.html

程序的第一個階段將這個 HTML 文件輸出到標準輸出。我們可以編寫一個程序，相當容易地完成這個任務(wù)。 啟動我們的文本編輯器，然后創(chuàng)建一個名為 ~/bin/sys_info_page 的新文件：

[me@linuxbox ~]$ vim ~/bin/sys_info_page

隨后輸入下面的程序：

#!/bin/bash
# Program to output a system information page
echo "<HTML>"
echo "      <HEAD>"
echo "            <TITLE>Page Title</TITLE>"
echo "      </HEAD>"
echo "      <BODY>"
echo "            Page body."
echo "      </BODY>"
echo "</HTML>"

我們第一次嘗試解決這個問題，程序包含了一個 shebang，一條注釋（總是一個好主意）和一系列的 echo 命令，每個命令負責輸出一行文本。保存文件之后，我們將讓它成為可執(zhí)行文件，再嘗試運行它：

[me@linuxbox ~]$ chmod 755 ~/bin/sys_info_page
[me@linuxbox ~]$ sys_info_page

當程序運行的時候，我們應(yīng)該看到 HTML 文本在屏幕上顯示出來，因為腳本中的 echo 命令會輸出 發(fā)送到標準輸出。我們再次運行這個程序，把程序的輸出重定向到文件 sys_info_page.html 中， 從而我們可以通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器來查看輸出結(jié)果：

[me@linuxbox ~]$ sys_info_page > sys_info_page.html
[me@linuxbox ~]$ firefox sys_info_page.html

到目前為止，一切順利。

在編寫程序的時候，盡量做到簡單明了，這總是一個好主意。當一個程序易于閱讀和理解的時候， 維護它也就更容易，更不用說，通過減少鍵入量，可以使程序更容易書寫了。我們當前的程序版本 工作正常，但是它可以更簡單些。實際上，我們可以把所有的 echo 命令結(jié)合成一個 echo 命令，當然 這樣能更容易地添加更多的文本行到程序的輸出中。那么，把我們的程序修改為：

#!/bin/bash
# Program to output a system information page
echo "<HTML>
    <HEAD>
          <TITLE>Page Title</TITLE>
    </HEAD>
    <BODY>
          Page body.
    </BODY>
</HTML>"

一個帶引號的字符串可能包含換行符，因此可以包含多個文本行。Shell 會持續(xù)讀取文本直到它遇到 右引號。它在命令行中也是這樣工作的：

[me@linuxbox ~]$ echo "<HTML>

>         <HEAD>
                <TITLE>Page Title</TITLE>
>         </HEAD>
>         <BODY>
>               Page body.
>         </BODY>
></HTML>"

開頭的 “>” 字符是包含在 PS2shell 變量中的 shell 提示符。每當我們在 shell 中鍵入多行語句的時候， 這個提示符就會出現(xiàn)。現(xiàn)在這個功能有點兒晦澀，但隨后，當我們介紹多行編程語句時，它會派上大用場。

第二階段：添加一點兒數(shù)據(jù)

現(xiàn)在我們的程序能生成一個最小的文檔，讓我們給報告添加些數(shù)據(jù)吧。為此，我們將做 以下修改：

#!/bin/bash
# Program to output a system information page
echo "<HTML>
    <HEAD>
          <TITLE>System Information Report</TITLE>
    </HEAD>
    <BODY>
          <H1>System Information Report</H1>
    </BODY>
</HTML>"

我們增加了一個網(wǎng)頁標題，并且在報告正文部分加了一個標題。

變量和常量

然而，我們的腳本存在一個問題。請注意字符串 “System Information Report” 是怎樣被重復使用的？對于這個微小的腳本而言，它不是一個問題，但是讓我們設(shè)想一下， 我們的腳本非常冗長，并且我們有許多這個字符串的實例。如果我們想要更換一個標題，我們必須 對腳本中的許多地方做修改，這會是很大的工作量。如果我們能整理一下腳本，讓這個字符串只 出現(xiàn)一次而不是多次，會怎樣呢？這樣會使今后的腳本維護工作更加輕松。我們可以這樣做：

#!/bin/bash
# Program to output a system information page
title="System Information Report"
echo "<HTML>
        <HEAD>
                <TITLE>$title</TITLE>
        </HEAD>
        <BODY>
                <H1>$title</H1>
        </BODY>
</HTML>"

通過創(chuàng)建一個名為 title 的變量，并把 “System Information Report” 字符串賦值給它，我們就可以利用參數(shù)展開功能，把這個字符串放到文件中的多個位置。

那么，我們怎樣來創(chuàng)建一個變量呢？很簡單，我們只管使用它。當 shell 碰到一個變量的時候，它會 自動地創(chuàng)建它。這不同于許多編程語言，它們中的變量在使用之前，必須顯式的聲明或是定義。關(guān)于 這個問題，shell 要求非常寬松，這可能會導致一些問題。例如，考慮一下在命令行中發(fā)生的這種情形：

[me@linuxbox ~]$ foo="yes"
[me@linuxbox ~]$ echo $foo
yes
[me@linuxbox ~]$ echo $fool
[me@linuxbox ~]$

首先我們把 “yes” 賦給變量 foo，然后用 echo 命令來顯示變量值。接下來，我們顯示拼寫錯誤的變量名 “fool” 的變量值，然后得到一個空值。這是因為 shell 很高興地創(chuàng)建了變量 fool，當 shell 遇到 fool 的時候， 并且賦給 fool 一個空的默認值。因此，我們必須小心謹慎地拼寫！同樣理解實例中究竟發(fā)生了什么事情也 很重要。從我們以前學習 shell 執(zhí)行展開操作，我們知道這個命令：

[me@linuxbox ~]$ echo $foo

經(jīng)歷了參數(shù)展開操作，然后得到：

[me@linuxbox ~]$ echo yes

然而這個命令：

[me@linuxbox ~]$ echo $fool

展開為：

[me@linuxbox ~]$ echo

這個空變量展開值為空！對于需要參數(shù)的命令來說，這會引起混亂。下面是一個例子：

[me@linuxbox ~]$ foo=foo.txt
[me@linuxbox ~]$ foo1=foo1.txt
[me@linuxbox ~]$ cp $foo $fool
cp: missing destination file operand after `foo.txt'
Try `cp --help' for more information.

我們給兩個變量賦值，foo 和 foo1。然后我們執(zhí)行 cp 操作，但是拼寫錯了第二個參數(shù)的名字。 參數(shù)展開之后，這個 cp 命令只接受到一個參數(shù)，雖然它需要兩個。

有一些關(guān)于變量名的規(guī)則：

  1. 變量名可由字母數(shù)字字符（字母和數(shù)字）和下劃線字符組成。

  2. 變量名的第一個字符必須是一個字母或一個下劃線。

  3. 變量名中不允許出現(xiàn)空格和標點符號。

單詞 “variable” 意味著可變的值，并且在許多應(yīng)用程序當中，都是以這種方式來使用變量的。然而， 我們應(yīng)用程序中的變量，title，被用作一個常量。常量有一個名字且包含一個值，在這方面就 像是變量。不同之處是常量的值是不能改變的。在執(zhí)行幾何運算的應(yīng)用程序中，我們可以把 PI 定義為 一個常量，并把 3.1415 賦值給它，用它來代替數(shù)字字面值。shell 不能辨別變量和常量；它們大多數(shù)情況下 是為了方便程序員。一個常用慣例是指定大寫字母來表示常量，小寫字母表示真正的變量。我們 將修改我們的腳本來遵從這個慣例：

#!/bin/bash
# Program to output a system information page
TITLE="System Information Report For $HOSTNAME"
echo "<HTML>
        <HEAD>
                <TITLE>$title</TITLE>
        </HEAD>
        <BODY>
                <H1>$title</H1>
        </BODY>
</HTML>"

我們亦借此機會，通過在標題中添加 shell 變量名 HOSTNAME，讓標題變得活潑有趣些。 這個變量名是這臺機器的網(wǎng)絡(luò)名稱。

注意：實際上，shell 確實提供了一種方法，通過使用帶有-r（只讀）選項的內(nèi)部命令 declare， 來強制常量的不變性。如果我們給 TITLE 這樣賦值：

那么 shell 會阻止之后給 TITLE 的任意賦值。這個功能極少被使用，但為了很早之前的腳本， 它仍然存在。

給變量和常量賦值

這里是我們真正開始使用參數(shù)擴展知識的地方。正如我們所知道的，這樣給變量賦值：

variable=value

這里的variable是變量的名字，value是一個字符串。不同于一些其它的編程語言，shell 不會 在乎變量值的類型；它把它們都看作是字符串。通過使用帶有-i 選項的 declare 命令，你可以強制 shell 把 賦值限制為整型，但是，正如像設(shè)置變量為只讀一樣，極少這樣做。

注意在賦值過程中，變量名，等號和變量值之間必須沒有空格。那么，這些值由什么組成呢？ 可以展開成字符串的任意值：

a=z                     # Assign the string "z" to variable a.
b="a string"            # Embedded spaces must be within quotes.
c="a string and $b"     # Other expansions such as variables can be
                        # expanded into the assignment.

d=$(ls -l foo.txt)      # Results of a command.
e=$((5 * 7))            # Arithmetic expansion.
f="\t\ta string\n"      # Escape sequences such as tabs and newlines.

可以在同一行中對多個變量賦值：

a=5 b="a string"

在參數(shù)展開過程中，變量名可能被花括號 “{}” 包圍著。由于變量名周圍的上下文，其變得不明確的情況下， 這會很有幫助。這里，我們試圖把一個文件名從 myfile 改為 myfile1，使用一個變量：

[me@linuxbox ~]$ filename="myfile"
[me@linuxbox ~]$ touch $filename
[me@linuxbox ~]$ mv $filename $filename1
mv: missing destination file operand after `myfile'
Try `mv --help' for more information.

這種嘗試失敗了，因為 shell 把 mv 命令的第二個參數(shù)解釋為一個新的（并且空的）變量。通過這種方法 可以解決這個問題：

[me@linuxbox ~]$ mv $filename ${filename}1

通過添加花括號，shell 不再把末尾的1解釋為變量名的一部分。

我們將利用這個機會來添加一些數(shù)據(jù)到我們的報告中，即創(chuàng)建包括的日期和時間，以及創(chuàng)建者的用戶名：

#!/bin/bash
# Program to output a system information page
TITLE="System Information Report For $HOSTNAME"
CURRENT_TIME=$(date +"%x %r %Z")
TIME_STAMP="Generated $CURRENT_TIME, by $USER"
echo "<HTML>
        <HEAD>
                <TITLE>$TITLE</TITLE>
        </HEAD>
        <BODY>
                <H1>$TITLE</H1>
                <P>$TIME_STAMP</P>
        </BODY>
</HTML>"

Here Documents

我們已經(jīng)知道了兩種不同的文本輸出方法，兩種方法都使用了 echo 命令。還有第三種方法，叫做 here document 或者 here script。一個 here document 是另外一種 I/O 重定向形式，我們 在腳本文件中嵌入正文文本，然后把它發(fā)送給一個命令的標準輸入。它這樣工作：

command << token
text
token

這里的 command 是一個可以接受標準輸入的命令名，token 是一個用來指示嵌入文本結(jié)束的字符串。 我們將修改我們的腳本，來使用一個 here document:

#!/bin/bash
# Program to output a system information page
TITLE="System Information Report For $HOSTNAME"
CURRENT_TIME=$(date +"%x %r %Z")
TIME_STAMP="Generated $CURRENT_TIME, by $USER"
cat << _EOF_
<HTML>
         <HEAD>
                <TITLE>$TITLE</TITLE>
         </HEAD>
         <BODY>
                <H1>$TITLE</H1>
                <P>$TIME_STAMP</P>
         </BODY>
</HTML>
_EOF_

取代 echo 命令，現(xiàn)在我們的腳本使用 cat 命令和一個 here document。這個字符串EOF\（意思是“文件結(jié)尾”， 一個常見用法）被選作為 token，并標志著嵌入文本的結(jié)尾。注意這個 token 必須在一行中單獨出現(xiàn)，并且文本行中 沒有末尾的空格。

那么使用一個 here document 的優(yōu)點是什么呢？它很大程度上和 echo 一樣，除了默認情況下，here documents 中的單引號和雙引號會失去它們在 shell 中的特殊含義。這里有一個命令中的例子：

[me@linuxbox ~]$ foo="some text"
[me@linuxbox ~]$ cat << _EOF_
> $foo
> "$foo"
> '$foo'
> \$foo
> _EOF_
some text
"some text"
'some text'
$foo

正如我們所見到的，shell 根本沒有注意到引號。它把它們看作是普通的字符。這就允許我們 在一個 here document 中可以隨意的嵌入引號。對于我們的報告程序來說，這將是非常方便的。

Here documents 可以和任意能接受標準輸入的命令一塊使用。在這個例子中，我們使用了 一個 here document 將一系列的命令傳遞到這個 ftp 程序中，為的是從一個遠端 FTP 服務(wù)器中得到一個文件：

#!/bin/bash
# Script to retrieve a file via FTP
FTP_SERVER=ftp.nl.debian.org
FTP_PATH=/debian/dists/lenny/main/installer-i386/current/images/cdrom
REMOTE_FILE=debian-cd_info.tar.gz
ftp -n << _EOF_
open $FTP_SERVER
user anonymous me@linuxbox
cd $FTP_PATH
hash
get $REMOTE_FILE
bye
_EOF_
ls -l $REMOTE_FILE

如果我們把重定向操作符從 “<\<” 改為 “<\<-”，shell 會忽略在此 here document 中開頭的 tab 字符。 這就能縮進一個 here document，從而提高腳本的可讀性：

#!/bin/bash
# Script to retrieve a file via FTP
FTP_SERVER=ftp.nl.debian.org
FTP_PATH=/debian/dists/lenny/main/installer-i386/current/images/cdrom
REMOTE_FILE=debian-cd_info.tar.gz
ftp -n <<- _EOF_
    open $FTP_SERVER
    user anonymous me@linuxbox
    cd $FTP_PATH
    hash
    get $REMOTE_FILE
    bye
_EOF_
ls -l $REMOTE_FILE

總結(jié)歸納

在這一章中，我們啟動了一個項目，其帶領(lǐng)我們領(lǐng)略了創(chuàng)建一個成功腳本的整個過程。 同時我們介紹了變量和常量的概念，以及怎樣使用它們。它們是我們將找到的眾多參數(shù)展開應(yīng)用程序中的第一批實例。 我們也知道了怎樣從我們的腳本文件中產(chǎn)生輸出，及其各種各樣嵌入文本塊的方法。

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