Краткое введение в программирование на Bash

Комментарии помогают сделать ваш код более читабельным. Они не влияют на то, что выводит программа. Они написаны специально для того, чтобы вы их прочли. Все комментарии в Bash начинаются с хэш-символа #, за исключением первой строки (#!/bin/bash), имеющей специальное назначение. Первая строка — не комментарий. Возьмем для примера следующий код:

#!/bin/bash

# Эта программа считает от 1 до 10:

for i in 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10; do

echo $i

done

Даже если вы пока не понимаете скрипты на Bash, вы сразу же поймете, что делает приведенный выше пример, благодаря комментарию. Комментирование кода — хорошая практика. Со временем вы поймете, что, если вам нужно будет поддерживать ваши скрипты, то при наличии комментированного кода — делать это станет легче.

Переменные

Переменные это просто «контейнеры», которые содержат некоторые значения. Создавать их нужно по многим причинам. Вам нужно будет как-то сохранять вводимые пользователем данные, аргументы или числовые величины. Например:

#!/bin/bash

x=12

echo ”Значение переменной x - $x”

Здесь мы присвоили переменной x значение 12. Строка echo “Значение переменной х - $x”напечатает текущее значение x. При определении переменной не допускается наличие каких-то пробелов между именем переменной и оператором присваивания: «=». Синтаксис следующий:

имя_переменной=ее_значение.

Обращение к переменным выполняется с помощью префикса «$» перед именем переменной. Именно таким образом мы получаем доступ к значению переменной х с помощью команды echo $x.

Есть два типа переменных — локальные и переменные окружения. Переменные окружения устанавливаются системой и имеют специальной назначение. Обычно их значение может быть выведено с помощью команды echo. Например, если ввести:

$ echo $SHELL

/bin/bash

Вы получили имя оболочки, запущенной в данный момент. Переменные среды задаются в файле /etc/profile и в ~/.bash_profile. Команда echo может применяться для проверки текущего значения переменной.

Примечание:задание переменных среды подробно описано в этой статье — «Как задавать переменные среды». В статье также описаны некоторые особенности оболочки Bash.

Если вы все еще возникают проблемы с пониманием того зачем нужно использовать переменные, приведем пример:

#!/bin/bash

echo "Значение х - 12".

echo "У меня есть 12 карандашей".

echo "Он сказал мне, что значение х равно 12".

echo "Мне 12 лет."

echo "Как получилось, что значение х равно 12?"

Хорошо, теперь предположим, что вы решите поменять значение х на 8 вместо 12. Что для этого нужно сделать? Вы должны изменить все строки кода, в которых говорится, что х равно 12. Но погодите… Есть другие строки кода, где упоминается это число, поэтому простую автозамену использовать не получится. Теперь приведем аналогичный пример, только с использованием переменных:

#!/bin/bash

x=12 # задаем переменной х значение 12

echo "Значение х = $х"

echo "У меня есть 12 карандашей"

echo "Он сказал мне, что значение х равно $х"

echo "Мне 12 лет"

echo "Как получилось, что значение х равно $x?"

Здесь мы видим, что $x выводит текущее значение переменной х равное 12. Поэтому теперь, если вы хотите задать новое значение х равное 8, то все что вам нужно сделать, это изменить одну строчку с х=12 на х=8, и в выводе все строки с упоминанием x также изменяться. Поэтому вам не нужно руками модифицировать остальные строки. Как вы увидите позже, переменные имеют и другие способы применения.

Управляющие операторы

Управляющие операторы делают вашу программу компактнее и позволяют ей принимать решения. И, что еще более важно, они позволяют нам выполнять проверку на наличие ошибок. До сих пор все, что мы сделали, это писали скрипты, которые просто исполняют набор инструкций в файле. Например:

#!/bin/bash

cp /etc/foo .

echo ”Готово”

Это небольшой скрипт, назовем его bar.sh, копирует файл с именем /etc/foo в текущий каталог и выводит «Готово» на экране. Эта программа будет работать при одном условии — файл /etc/foo должен существовать. В противном случае вот что произойдет:

$./bar.sh

cp: /etc/foo: No such file or directory

Готово

Таким образом, как вы видите, есть проблема. Не у каждого, кто будет запускать вашу программу, будет файл/etc/foo. Наверное, было бы лучше, если б ваша программа сначала проверяла наличие данного файла, а затем при положительном ответе — выполняла бы копирование, в противном случае — просто бы завершала работу. В псевдо-коде это выглядит так:

если /etc/foo существует, то

скопировать /etc/foo в текущую директорию

напечатать "Готово" на экране

в противном случае,

напечатать на экране "Этот файл не существует"

выход

Можно ли это сделать в Bash? Конечно! Набор управляющих операторов Bash включает в себя:if, while, until, for и case. Каждый из этих операторов является парным, то есть начинается он одним тегом и заканчивается другим. Например, если условный оператор if начинается с if и заканчивается fi. Управляющие операторы — это не отдельные программы в системе, они встроены в bash.

if … else … elif … fi

Это один из наиболее распространенных операторов. Он позволяет программе принимать решения следующим образом — «если условие верно — делаем одно, если нет — делаем что-то другое». Чтобы эффективно его использовать, сначала нужно научиться пользоваться командой test. Эта программа выполняет проверку условия (например, существует ли файл, есть ли необходимые права доступа). Вот переписанный вариант bar.sh:

#!/bin/bash

if test -f /etc/foo

then

# Файл существует, копируем его и печатаем сообщение на экране

cp /etc/foo .

echo "Готово".

else # Файл не существует, поэтому мы печатаем сообщение

# и завершаем работу

echo "Этот файл не существует."

exit

fi

Обратите внимание на отступы строки после then и else. Они не являются обязательными, но зато делают чтение кода гораздо более простым в том смысле, что делают логику программы более наглядной. Теперь запустите программу. Если у вас есть файл /etc/foo — он будет скопирован, в противном случае будет напечатано сообщение об ошибке. Команда test проверяет существование файла. Ключ -f проверяет, является ли аргумент обычным файлом. Ниже приведен список опций test[7]:

Ключи команды test:

-d проверяет наличие файла и то, что он является каталогом

-e проверяет существование файла

-f проверяет наличие файла и то, что это обычный файл

-g проверяет наличие у файла SGID-бита

-r проверяет наличие файла и то, что он доступен на чтение

-s проверяет наличие файла и то, что его размер больше нуля

-u проверяет наличие у файла SUID-бита

-w проверяет наличие файла и то, что он доступен на запись

-x проверяет наличие файла и наличие у него прав на запуск

Оператор else используется, когда вы хотите, чтобы ваша программа еще что-то делала, если первое условие не выполняется. Существует также оператор elif, который может использоваться вместо еще одного if.elif означает «else if». Он используется, когда первое условие не выполняется, и вы хотите проверить еще одно условие.

Если вам не нравится приведенная форма записи if и test, есть сокращенный вариант.

Например, код:

if test -f /etc/foo

then

Можно записать вот так:

if [ -f /etc/foo ]; then

Квадратные скобки — это еще один вариант записи test. Если у вас есть опыт в программировании на C, этот синтаксис для вас может быть более удобным. Обратите внимание на наличие пробелов до и после каждой из скобок test[8]. Точка с запятой: «;» говорит оболочке о завершении одного оператора и начале следующего. Все, что находится после этого символа будет работать так, как будто он находится на отдельной строке. Это делает код более удобным для чтения и, естественно, что такая запись необязательна. Если вы предпочитаете другой вариант записи —then можно сразу поместить в другой строке.

Если вы используете переменные — их нужно помещать в кавычки. Например:

if [ "$name" -eq 5 ]; then

оператор -eq будет объяснен далее в этой статье.

while … do … done

Оператор while используется для организации циклов. Он работает так «пока (while) условие истинно, делать что-то». Рассмотрим это на примере:

#!/bin/bash

while true; do

echo "Нажмите CTRL-C для выхода."

done

true — это тоже программа. Единственное, что она тут делает — это запускает тело цикла снова и снова. Использование true считается медленным, потому что ваш скрипт должен запускать ее раз за разом. Можно использовать альтернативный вариант:

#!/bin/bash

while :; do

echo "Нажмите CTRL-C для выхода."

done

Это позволяет добиться точно такого же эффекта, но быстрее, потому что «:» — это встроенная функция bash. Единственное отличие состоит в принесении в жертву читабельности кода. Используйте из приведенных вариантов тот, который вам нравится больше. Ниже приведен гораздо более полезный вариант использования переменных:

#!/bin/bash

x=0;

while [ "$x" -le 10 ]; do

echo "Текущее значение х: $х"

# Увеличиваем значение х:

x=$(expr $x + 1)

sleep 1

done

Здесь мы используем для проверки состояния переменной x запись с квадратными скобками. Опция -le означает «меньше или равно (less or equal)». Говоря обычным языком приведенный код говорит: «пока (while) х меньше или равен 10, выводить на экран текущее значение х, после чего добавлять к текущему значению х единицу». Оператор sleep 1 приостанавливает выполнение программы на одну секунду.

Ниже приведен список возможных операций сравнения целых чисел[9]:

x -eq y x = y (equal)

x -ne y x не равен y (not equal)

x -gt y x больше, либо равен y (greater than)

x -lt y x меньше, либо равен y (lesser than)

Операторы сравнения строк:

x = y строка x идентична y

x != y строка х не совпадает y

-n x выражение истинно, если строка х ненулевой длины

-z x выражение истинно, если строка х имеет нулевую длину

Скрипт, приведенный выше, нетрудно понять, за исключением, может быть, только этой строки:

x=$(expr $x + 1)

Комментарий приведенный выше он говорит нам, что он увеличивает х на 1. Но что означает запись$ (...)? Это переменная? Нет. На самом деле это способ сказать оболочке, что вы хотите запустить команду expr $x + 1, и присвоить результат ее выполнения — х. Любая команда, заключенная в $ (…) будет выполняться:

#!/bin/bash

me=$(whoami)

echo "Привет! Меня зовут $me"

Попробуйте сделать приведенный пример, и вы поймете, что я имею в виду. Приведенный выше код можно было бы сократить без каких-либо потерь вот так:

#!/bin/bash

echo "Привет! Меня зовут $(whoami)"

Вы сами можете выбрать, какая из записей вам ближе и понятнее. Существует и другой способ для выполнения команд или передачи результата их выполнения переменной. Как это сделать — будет объяснено позже. Пока используйте запись вида $(…).

until … do … done

Оператор until применяет способом аналогичным приведенному выше while. Разница лишь в том, что условие работает наоборот. Цикл while выполняет до тех пор пока условие истинно. Цикл until — до тех пор пока условие не станет истинным. Например:

#!/bin/bash

x=0

until [ "$x" -ge 10 ]; do

echo "Текущее значение х равно $ х"

x=$(expr $x + 1)

sleep 1

done

Эта часть кода выглядит знакомой. Попробуйте ее набрать и посмотреть, что он делает. Приведенный цикл будет работать, пока x не станет больше или равен 10. Когда величина x достигнет значения 10, цикл остановится. Таким образом, последнее значение напечатанное значение х будет 9.

for … in … do … done

Цикл for используется, когда вам надо перебрать несколько значений переменной. Например, вы можете написать небольшую программу, которая печатает 10 точек:

#!/bin/bash

echo -n "Проверка системы на наличие ошибок"

for dots in 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10; do

echo -n "."

done

echo "Ошибок не обнаружено"

Опция -n команды echo предотвращает автоматический перевод строки. Попробуйте один раз вариант с -n и вариант без этой опции, чтобы понять, что я имею в виду. Переменная dots последовательно принимает значения от 1 до 10 и одновременно скрипт печатает на экране точку.

Приведенный дальше пример показывает, что я имею в виду под выражением «переменная последовательно принимает несколько значений»:

#!/bin/bash

for x in paper pencil pen; do

echo "значение переменной х равно $х"

sleep 1

done

При запуске программы, вы видите, что х сначала имеет значение «pencil», а затем она принимает значение «pen». Когда у переменной заканчивается список возможных значений, цикл завершается.

Ниже приведен гораздо более полезный пример. Этот скрипт добавляет расширение .html для всех файлов в текущей директории[10]:

#!/bin/bash

for file in *; do

echo "Добавляем расширение .html для файла $file ..."

mv $file $file.html

sleep 1

done

Символ * имеет специальное значение, которое в данном случае означает «все в текущем каталоге», т.е. — все файлы в каталоге. Переменная file последовательно принимает значения, соответствующие именам файлов в текущем каталоге. Затем используется программа mv для переименования файла в файл с расширением .html:

case … in … esac

Оператор case очень похож на if. Он отлично подходит для тех случаев, когда нужно проверить несколько условий, и вы не хотите для этого использовать несколько вложенных операторов if. Поясним на примере:

#!/bin/bash

x=5 # инициализируем х значением 5

# проверяем значение х:

case $x in

0) echo "значение х равно 0"

;;

5) echo "значение х равно 5"

;;

9) echo "значение х равно 9"

;;

*) echo "значение неизвестно"

;;

esac

Оператор case проверяет переменную х на равенство трем значениям. В приведенном примере, он сначала проверит, равен ли х нулю 0, затем равен ли он 5, затем равен ли он 9. И, если все проверки завершились неудачно, скрипт выведет сообщение, что значение x определить не получилось. Помните, что «*» означает «все», и в этом случае, «любое другое значение, помимо указанных явно». Если х имеет любое другое значение, отличное от 0, 5 или 9, то это значение попадает во категорию «*». При использовании сase каждое условие должно заканчиваться двумя точками с запятой.

Зачем нужно использовать case, когда вы можно использовать if? Ниже приведен пример эквивалентного скрипта, написанного с использованием if. Решение о том, что быстрее написать и легче прочесть, предлагается принять самостоятельно:

#!/bin/bash

x=5 # инициализируем х значением 5

if [ "$x" -eq 0 ]; then

echo "Значение х равно 0"

elif [ "$x" -eq 5 ]; then

echo "значение х равно 5"

elif [ "$x" -eq 9 ]; then

echo "значение х равно 9"

else

echo "Значение х определить не удалось"

fi

Использование кавычек

Кавычки играют важную роль в написании скриптов оболочки. Существует три типа кавычек. Это двойные кавычки: «, одинарные ‘ (апостроф) и обратные `[11]. Имеет ли каждый из приведенных видов какое-то особое значение? Да.

Примечание:Статья Wildcards, Quotes, Back Quotes, Apostrophes in shell commands ( * ? [] ” ‘ ‘) прекрасно описывает использование специальных символов. Пожалуйста, ознакомьтесь с ней в случае, если вы не знакомы с использованием этих специальных символов в скриптах оболочки. Ниже приведено краткое объяснение использования некоторых из них.

Двойные кавычки используются главным образом для объединения нескольких слов в строку и сохранения в ней пробелов. Например, «Эта строка содержит пробелы». Строка, заключенная в двойные кавычки рассматривается как единое целое. Например:

$ mkdir hello world

$ ls -F

hello/ world/

Здесь мы создали две директории. Команда mkdir принимает два слова hello и world, как два отдельных аргумента, и поэтому создает два каталога. Теперь посмотрим, а что произойдет, если написать код таким образом:

$ mkdir “hello world”

$ ls -F

hello/ hello world/ world/

Команда создала каталог с именем из двух слов. Кавычки объединили два слова в один аргумент[12].

Одинарные кавычки в основном используются для работы с переменными. Если переменная находится в двойных кавычках, то к ней можно обратиться через $имя_переменной. Если переменная находится в одинарных кавычках — это не возможно. Чтобы пояснить это приведем пример:

#!/bin/bash

x=5 # задаем х равным 5

# используем двойные кавычки

echo "Используем двойные кавычки, значение х равно $х"

# используем одинарные кавычки

echo 'Используем одинарные кавычки, значение х равно $х'

Почувствовали разницу? Вы можете использовать двойные кавычки, если вы не планируете использовать переменные для строки, которая в них находится. И да, если вам интересно, прямые кавычки также можно использовать для сохранения пробелов в строке тем же способом, что и двойные кавычки

$ mkdir 'hello world'

$ ls -F

hello world/

Обратные кавычки сильно отличаются от двойных и одинарных. Они не могут использоваться для сохранения пробелов. Если вы помните, выше мы использовали такую строку:

x=$(expr $x + 1)

Как вы уже знаете, результатом работы этой команды будет то, что выражение $х + 1 присваивается переменной x. Того же результата можно достичь и с использованием обратных кавычек:

x='expr $x + 1′

Какой тип кавычек лучше использовать? Тот, что вам больше нравится. Изучая скрипты вы найдете, что обратные кавычки используются чаще, чем запись $(…) . Тем не менее, я считаю, $ (…) легче читать, особенно если у вас код наподобие этого:

#!/bin/bash

echo “I am 'whoami'”[13]

Это только начало. Вы узнаете еще много чего интересного в заключительной части этой статьи[14]. А пока вы ее ждете - удачного вам написания скриптов...

Оригинал статьи Гарольда Родригеса

Для тех, кому невтерпеж, и кто считает, что справится с большим пособием: Advanced Bash-Scripting Guide (на русском)