BASH Shell的脚本编程
报告人 bjchenxu (ChinaUnix/linux版)
第一篇：超级工具／terminals，xterms 和 shells
shell是一个全功能的编程环境。其背景知识如下。
DEC公司推出的 PDP-11 ，体积小（被称为 mini）而且价格低（10000$），在大学中引起
了巨大的反响。为了方便移植，1969 年，Ken Thompson 开始写后来成为 Unix（与MULTICS相
对）的第一行代码。后来， Dennis Ritchie为这个新的操作系统设计了一种新的编程语言--
C 语言。
虽然 Unix 的效率不及原来的操作系统，但有三个突出的优点：
1. 可以任意移植到其他机器
2. 其中的 C 语言大大简化了编程
3. free。
终端（terminals）
Unix是可以在许多种机器上运行的操作系统，但人们又如何使用这些机器呢？他们是通过
哑终端来连接到这些机器，也就是用键盘、显示器及足够的 electronics（电子元件）组成的
机器与中央计算机(central computer)相连。在这些终端上，用户可以敲字符（teletypy），
这就是字符串'tty'表示终端设备文件，和'getty'命令的名称来历。
为了避免键盘布局的混乱，人们创建了一个含有所有不同终端特性的(capability)文件，
这就是'termcap'，参见'/etc/termcap'。linux 终端大多数用'vt100'或'linux'作为终端类型。
xterms
在八十年代初期，产生了X Window System 。九十年代早期，产生了XFree86 。
X Window 中一个很大的好处是可以运行多个虚拟(virtual)终端。甚至在 X Window 下就
有这么个应用程序--'xterm'。您将发现'xterm'和'virtual terminal'在很多情况下都是一样
的。其他的终端模拟器(terminal emulator)，如 rxvt、konsole、aterm、eterm、wterm 等等。
终端模拟器（又称为虚拟终端）通过伪(pseudo) tty 设备-- pty 与系统相连，并且使用
自己的显示标准--xterm 。这导致不同的终端模拟器可能在一些按键或程序上存在细小的差别，
这取决于模拟器多大程度上遵守了'xterm'的显示标准。
shells
shell是用户和linux（或者更准确的说，是你和Linux内核）之间的接口程序。 你
在提示符下输入的每个命令都由shell先解释然后传给linux内核。
为了在终端中运行程序，需要 shell 。shell 是操作系统的一部分，用来与用户打交道，
并且可以用来协调各个命令。
第一个真正的 Unix shell -- 'sh'，亦称为'Bourne shell'，诞生于 1975 年， 作者是
Steve Bourne 。很快，出现了其他 shell ，如基于原始'Bourne shell'的'ksh'、'zsh'，后
者常用作专属 Unixes 系统中的标准 shell ；也有一些从 C 语言中衍生出来的 shell ， 如
'csh'或'tcsh'。
在 linux 中，标注的 shell 是'bash'，即 the GNU Bourne-Again Shell 。这个 shell
功能非常强大，压缩的 man page 就有 50 KB 。
Shell 起步
首先，有一点小说明：在平常应用中，建议您不要用'root'帐号运行 shell ， 如果您还
是新手，这一点尤其要注意。作为普通用户，不管您有意还是无意，都无法破坏系统；但如果
是'root'，那就不同了，只要敲几个字母，就可能导致灾难性后果。
当您登入系统或打开一个 xterm 窗口，首先看到的是提示符(prompt)。Red Hat linux
的标准提示符包括了您的用户名、登入的主机名（没有设置的话，是'localhost'）、 当前所
在的目录(working directory)、提示符号：
[tom@belbo tom]$
我以用户名'tom'登入名为'belbo'的主机，当前在我的 home 目录--'/home/tom'中。
'root'的提示符：
[root@belbo root]#
除了不同的用户名外，提示符号由'$'变成了'#'。根据 Bourne shell 的传统，普通用户
的提示符以'$'结尾，而超级用户用'#'。
提示符的每个部分都可以定制，您在后面将有更深的了解。
要运行命令的话，您只要在提示符后敲进命令，然后在按 <ENTER> 键。shell将在其路径
中（详情见后）搜索这个命令，找到以后就运行，并在终端里输出相应的结果（如果有的话），
命令结束后，再给出新的提示符：
[tom@belbo tom]$ whoami
tom
[tom@belbo tom]$
当您敲 ENTER 时，光标(cursor)在哪里并不要紧，因为 shell 总是会整行地读取。
基本的命令有：'ls'（list directory ，列出目录内容）、'cp'（copy ，复制）、'mv'
（move / rename ，移动／重命名），'cd '（change directory ，改变目录），这些命令后
面都可以跟上一帮可选项，这方面 man page 有详细的介绍（man ls, man mv 等等）。
下面简单介绍一下几个术语(terminology)。
命令可能带一些可选项（options）、参数（arguments）：
mv -i file dir
其中'-i'是命令'mv'的一个可选项，而'file'和'dir'则是参数。 所有可选项在该命令的
man page 都中有详细的介绍（此例中用 man mv），而参数则由您提供。可选项决定命令如何
工作，而参数则用于确定命令作用的目标。
第二篇：自动补齐／命令行的历史记录／编辑命令行／可用的 Shell 快捷方式
Unix （及后继者 linux）在命令行下面诞生，因此，Unix 中的命令行有许多非常实用的
功能。
自动补齐
如何用'cd'（改变目录，change directory）最快地从您当前所在的 home 目录跳到
'/usr/src/redhat/'呢？
cd /u<TAB>sr<TAB>r<TAB>
这称为'命令行自动补齐'(automatic command line completion)， 这在平常应用中是不
可缺少的。让我们仔细看看这个例子：
cd /u<TAB>
扩展成了 cd /usr/ ，很简单吧。下面的
cd /u<TAB>sr<TAB>
扩展为 cd /usr/src/ 。
如果您只敲了cd /u<TAB>s<TAB>， '/usr'下匹配的（'cd /u*/s*'）三个子目录将列出供
您选择：'/usr/sbin'、'/usr/share'和'/usr/src'。
因此，<TAB> 键可以很方便地用于根据前几个字母，来查找匹配的文件或子目录。比如，
ls /usr/bin/zip<TAB> 将列出所有'/usr/bin'下面，以字符串'zip'开头的文件或子目录。当
然，完成这类任务还有更厉害的命令，但这个方法确实很管用。
另外，碰到长文件名时就显得特别方便。假设您要安装一个名为
'boomshakalakwhizbang-4.6.4.5-i586.rpm'的 RPM 包，您输入 rpm -i boom<TAB> ，如果目
录下没有其他文件能够匹配，那 shell 就会自动帮忙补齐。
cd /u<TAB>sr<TAB>l<TAB>
将扩展成 cd /usr/src/linux ，并等待继续。'/usr/src'中有两个匹配的目录：
'/usr/src/linux-[...]'、'/usr/src/linux'。如何告诉 shell 您想要后面的那个呢？ 只要
跟一个斜线（/ ，slash），就可以选择后面的那个了。
假如您不确定是'/usr/src/linux/Documentation'还是'/usr/src/linux/documentation'。
而您知道，linux 是区分大小写的。如果已经仔细读过前面部分的话，您想到可以用：
cd /u<TAB>sr<TAB>l<TAB>/d<TAB>
扩展成了'/usr/src/linux/drivers/'，因此应该是'Documentation'(大写的'D')。
这种补齐对命令也有效：
[tom@belbo tom]$ gre<TAB>
grecord grefer grep
[tom@belbo tom]$ gre
在这里 shell 将列出所有以字符串'gre'开头的已知命令。
命令行的历史记录
通过按向上方向键，您可以向后遍历近来在该控制台下输入的命令。用向下方向键可以向
前遍历。与 SHIFT 键连用的话，您还可以遍历以往在该控制台中的输出。 您也可以编辑旧的
命令，然后再运行。
按 <CTRL r> 后，shell 就进入"reverse-i(ncremental)-search"（向后增量搜索）模式。
现在输入您要找的命令的首字母：
(reverse-i-search)`':. 敲入 'i'可能会变成：
(reverse-i-search)`i': isdnctrl hangup ippp0
如果您再按 <ENTER> 键，上面的命令将再次执行。而如果您按了向右、向左方向键或
<ESC> ，上面的命令将回到普通的命令行，这样您就可以进行适当编辑。
编辑命令行
通过光标和功能键（Home、End 等键），您可以浏览并编辑命令行，如果您需要，还可以
用键盘的快捷方式来完成一般的编辑：
CTRL k ： 删除从光标到行尾的部分
CTRL u ： 删除从光标到行首的部分
ALT d ： 删除从光标到当前单词结尾的部分
CTRL w ： 删除从光标到当前单词开头的部分
CTRL a ： 将光标移到行首
CTRL e ： 将光标移到行尾
ALT a ： 将光标移到当前单词头部
ALT e ： 将光标移到当前单词尾部
CTRL y ： 插入最近删除的单词
!$ ： 重复前一个命令最后的参数。
例如：您用命令 mkdir peter/pan/documents/tinkerbell 新建了一个目录，现在您向用
命令'cd'进入该目录，您可以用 cd !$，shell 将把前一个命令'mkdir'的参数添加到现在的
'cd'后面。
当您更深入了解linux后，将看到这些快捷方式在其他应用程序下输入时，有时也有效，
比如，在浏览器中的输入框中。
可用的 Shell 快捷方式
Red Hat linux 带有不少快捷方式，其中一部分是 bash 原来就有的，而还有一些则是为
您预先设置的（在后面您将看到如何设置）。
由于 home 目录是每位用户的活动中心，许多 Unix 对此有特殊的快捷方式。
'~'就是您的 home 目录的简写形式。我们假设您在其他目录， 想把一个名为'sometext'
的文件复制到您 home 目录下的 'docs'子目录中。除了输入：
cp sometext /home/myusername/docs
您还可以用简写：
cp sometext ~/docs
理论上，这也可以应用在命令'cd'上。无论当前路径在哪里，cd ~ 将回到您的home目录。
其实还可以简化，只要键入 cd ，就可以返回 home 目录了。
Red Hat linux 为您提供了一些预先设置的快捷方式（称为'别名'，aliases），比如：
ll ：将执行'ls -l -k'（以长格式列出目录内容，包括一些文件属性，并以 KB 而不是 byte 为单位显示文件大小）
ls ：将执行'ls -F --color=auto'（列出目录内容，加上文件类型标识，并使用颜色）
现在，您应该对 shell 及一些快捷方式有了进一步的了解，下面我们来看看除了应用一些简单的命令，shell 还能作什么。
第三篇：命令的排列／命令的任务调度／命令的替换
命令的排列
现在您将看到一些常用的命令排列。您可能想在一行中给出所有命令，然后就可以把注意
力转移到其他地方。没问题，shell 允许您在不同的命令之间，放上特殊的排列字符
(queuing characters) 。这儿将介绍最常用的两种。
请注意，为了看起来更清楚，我在这些字符两旁加了空格。而在实际应用中，您不一定要
这么做，'ls -a ; du -hs'和'ls -a;du -hs'的效果是一样的。
command1 ; command2
先执行 command1 ，不管 command1 是否出错，接下来执行 command2 。
例如：
ls -a ; du -hs
将先在屏幕上列出目录中的所有内容，然后列出所有目录及其子目录所占磁盘大小。
command1 && command2
只有当 command1 正确运行完毕后，才执行 command2 。
例如：
ls -a bogusdir && du -hs
将返回 ls: bogusdir: No such file or directory ， 而'du'则根本没有运行（这是因
为您没有'bogusdir'目录）。如果您将符号换成了';'，'du'将被执行。
为了进一步说明';'和'&&'的区别，及一般命令排列的用处，下面举一个经典的例子：linux
内核的编译和安装。
要编译、安装 linux ，您需要执行一串命令：'make dep'、'make clean'、'make bzImage'、
'make modules'、'make modules_install'和'make install'。如果要等一个命令完成后，再
输入下一个，再等，再输入，……，那就太麻烦了。另一方面，每个命令只有当前面的命令都
正确执行完毕后，才能开始执行。如果您用';'来排列命令，则即使有命令执行失败， 后面的
也照常运行，最后，您可能在'/boot'目录下得到一个有问题的内核映像(image)。而用'&&'：
make dep && make clean && make bzImage && make modules && make modules_install && make install
不需要中途打断，就可以编译内核及其模块，并完成后面的安装。
命令的任务调度
当您在终端里运行一个命令或开启一个程序时，终端要等到命令或程序运行完毕后，才能
再被使用。在 Unix 中，我们称这样的命令或程序在前台(foreground)运行。如果您想在终端
下运行另一个命令，则需要再打开一个新的终端。
但这里还有一个更优雅的办法，称为任务调度(jobbing)或后台(backgrounding)。当您运
用任务的调度或将命令置于后台，终端就立即解放了，这样一来，终端立即就可以接受新的输
入。为实现这样的目的，您只需在命令后面添加一个 & ：
gqview &
告诉 shell 将图片查看器'GQview'放到后台去执行（即当成 job 来运行）。
命令 jobs 将告诉您，在这个终端窗口中，运行着哪些命令与程序：
jobs
[1]+ Running gqview &
当您要关闭终端窗口时，这一点就很重要，因为关闭终端将导致所有在其中运行的任务都
将被中止，在此例中，如果您关闭了终端，由这个终端开启的 GQview 程序也将被关闭。
但如何将前台运行的一个程序放到后台去？没问题：
gqview
<CTRL z>
[2]+ Stopped gqview
bg
[2]+ gqview &
组合键 <CTRL z> 将挂起终端中正在运行的程序，然后您就可以用 bg 命令将其放到后台
去执行。
请注意，在后台运行图形应用程序有时候是有用处的，这样可以在终端下显示这个程序的
出错信息，虽然这对您可能没有直接的帮助，当如果碰到了麻烦，向别人询问时，这些出错提
示就有用武之地了。
一些图形程序，很可能还处在测试期(Beta)，尽管在后台执行，也会在终端中输出一些信
息。如果您对此不满，可以用下面命令：
command &>/dev/null &
这不仅将程序送到后台执行，还将其输出发到'/dev/null'文件。 '/dev/null'是系统的
"碎纸机" (shredder)，所有送到那里的信息都将消失殆尽。
命令的替换
命令替换(Command substitution)是一项很实用的功能。我们假设，您想看看 XFree86
文档中的 'README.mouse'文件，但您不知道这个文件的位置。但您是位机灵的用户，已经听说
了'locate'命令，也安装了'slocate'包，您就可以用：
locate README.mouse
发现那个文件在'/usr/X11R6/lib/X11/doc'。现在您就可以在终端里用'less'或在文件管
理器中进入那个目录然后读取文件。而命令替换可以给您带来一些便捷：
less $(locate README.mouse)
一步到位。命令'locate README.mouse'的输出(= /usr/X11R6/lib/X11/doc/README.mouse)
作为'less'的参数，然后就可以显示文件内容了。
这种机制的语法是：
command1 $(command2)
除了'$( )'，您还可以用后引号(backquote)：
command1 `command2`
这样虽然可以减少输入，但可读性差，而且很容易就和没有替换功能的一般单引号混淆。
这里有另外一个例子。我们假设，您打算结束一个名为'rob'的程序。您先得用命令
'pidof'找出相应的进程号(Process ID)，然后以这个 PID 为参数，运行'kill'命令，这样就
可以结束'rob'程序。除了用：
pidof rob
567
kill 567
您还可以试试：
kill `pidof rob`
怎么样，效率有所提高吧？
在下一篇中，我将接着介绍 shell 的另外两种实用的机制：文件名匹配、输出重定向。
第四篇：文件名匹配／输出重定向
文件名匹配
文件名匹配使得您不必一一写出名称，就可以指定多个文件。您将用到一些特殊的字符，
称为通配符(wildcards)。
假设您想用'rm'命令删除目录下所有以字符串'.bak'结尾的文件。除了在'rm'后跟上所
有文件名作为参数，您还可以用通配符'*'：
rm *.bak
'*'可匹配一个或多个字符。在本例中， 您告诉 shell 将命令'rm'的参数扩展到"所有以
'*.bak'结尾的文件"，shell 就将扩展后的参数告诉'rm'命令。
您将看到，shell 在命令执行前，就将读取并解释命令行。正是因为这个，您才可以将通
配符用于 shell 命令的参数中。
让我们更进一步来认识通配符'*'。假定您有个目录，其中含文件'124.bak'、'346.bak'
及'583.bak'。您想只保留文件'583.bak'，可以用：
rm *4*.bak
shell 就将'*4*.bak'扩展成"所有含'4'并以'.bak'结尾的字符串"。
注意到 rm 4*.bak 无法工作，因为这匹配的是以'4'开头的文件。由于目录中没有这样的
文件，shell 将这个模式扩展为空的字符串，故'rm'将返回出错信息：
rm: cannot remove `4*.bak': No such file or directory
如果您想保留文件'346.bak'，而删除'124.bak'和'583.bak'。这看起来有些难度， 因为
被删文件的名称除了后缀其他都不同。但幸运的是，您可以用不含有来指定文件：
rm *[!6].bak
这将被读为：除了以'6.bak'结尾的文件，删除其他所有以'.bak'结尾的文件。 您必须将
取反号(negation sign)与取反字符（这里是 6）放到括号中，不然的话，shell 会将惊叹号
(exclamation mark)解释成历史记录替换的开始(the beginning of a history substitution)。
取反号在本篇介绍的所有匹配模式中都有效。
请注意：通配符'*'与取反号连用，很容易产生问题。猜猜
rm *[!6]*.bak
表示什么？这个命令将删除所有文件，甚至包括名称中包含'6'的文件。如果您将通配符
'*'放到了取反号前面和后面，实际上取反号将失效，因为 shell 将其解释为"所有名称中任
何位置都不含该字符的文件"。在我们的例子里，只有文件'666.bak'不符合该模式。
第二个通配符是问号(question mark)：'?'。在匹配时，一个问号只能代表一个字符。为
了示范其用途，我们在上例的假设中添加两个新文件：'311.bak~'和'some.text'。现在， 列
出所有在点号后有四个字符的文件：
ls *.????
问号通配符能够有效地避免上面提到的'取反号陷阱'(negation trap)：
rm *[!4]?.*
将扩展成"所有除了点号前倒数第二个字符为'4'的文件"，也就是只保留文件'346.bak'。
您可能会问，有没有其他匹配方式？到目前为止，您只看到了在指定位置匹配唯一字符的
方法。但其实您也可以这样：
ls [13]*
将列出所有以字符'1'或'3'开头的文件；在我们的例子中，文件'124.bak'、'311.bak~'
和'346.bak'匹配。注意到您必须用中括号将匹配的模式括起来，否则模式只匹配以字符串'13'
开头的文件。
接下来，您将高兴地看到还可以定义匹配的范围：
ls *[3-8]?.*
将列出所有点号前倒数第二个字符落在'3'到'8'范围的文件。在我们的例子中，匹配的文
件是'346.bak'和'583.bak'。
引用 shell 的特殊字符
但是，上面的那些机制存在一个缺点：shell 总在命令执行前，试着进行扩展。有时候，
会变得很棘手：
文件名包含特殊字符。
假设您在那个目录中还有一个名为'!56.bak'的文件。下面试图进行模式匹配：
rm !*
rm
rm: too few arguments
shell 将'!*'解释成历史记录的替换（加入前一个命令的所有参数），而不是匹配方式。
命令本身带特殊字符作参数。
一些 linux 下的命令行工具，比如 (e)grep、sed、awk、find 及 locate ，都使用自己
的正则表达式(regular expressions)。这些表达式与模式匹配看起来惊人地相似， 但在某些
地方又有所不同。
但为了使这些特殊命令生效，shell 就不能先将其当作模式匹配来解释：
find . -name [1-9]* -print
find: paths must precede expression
应该是：
find . -name '[1-9]*' -print
./346.bak
./124.bak
./583.bak
./311.bak~
您可以通过反斜线(back slash)来引用特殊字符，比如 ! 、$ 、? 或空格：
ls !*
!56.bak
或者用（单）引号：
ls '!'*
!56.bak
请注意，要看清楚引号应该放在什么位置。命令 ls '!*' 将查找名为'!*'的文件， 这是
由于通配符也在引号间，所以只能依照字面来解释。
输出重定向
Unix 的理念是汇集许多小程序，每个东东都有特殊的专长。 复杂的任务不是由大型软件
完成，而是运用 shell 的机制，组合许多小程序共同完成。重定向就在其中发挥着重要的作用。
在多个命令间重定向
这要通过管道(pipe)，由管道符号｜来标识。语法是：
command1 | command2 | command3 等等
这种格式您一定已经见到过了。管道经常将一个程序的输出送到'more'或'less'来阅读。
ls -l | less
其中，第一个命令提供目录内容，第二个则将其以翻页的方式显示。更复杂的例子如：
rpm -qa | grep ^x | less
第一个命令给出所有已安装的 RPM 包，第二个则将其过滤(filter：'grep')，只剩下以
'^x'开头的包，第三个命令则将结果以翻页的方式显示。
重定向至文件
有时，您希望将命令的输出结果保存到文件中，或以文件内容作为命令的参数。这可以通
过'>'和'<'来实现。
command > file
将 command 的输出保存到 file 中，这将覆盖 file 中的内容：
ls > dirlist
将当前目录的内容保存到'dirlist'文件。
command < file
将 file 内容作为 command 的输入：
sort < dirlist > sdirlist
将文件'dirlist'的内容送到命令'sort'，然后再将排序后的结果送到文件'sdirlist'。当然，您也可以一步到位：
ls | sort > sdirlist
一种特殊的方式是'command 2> file'。这将 command 执行的出错信息送到 file 中。这个您到时候会需要……
另一种操作符是'>>'，这将输出添加到已存在的文件中：
echo "string" >> file
将 string 加到文件 file 中。这是不打开文件而完成编辑的好办法！
但是，'<'和'>'操作符都有一个重要的限制：
command < file1 > file1
将删除 file1 的内容，而
command < file1 >> file1
却可以很好地工作，将加工过的 file1 内容加回到文件中。
熟知了许多 shell 的机制后， 您可能急着想知道如何来定制环境。在后面的两篇中，您
将得到这方面的启示。在最后一篇中，还有一段如何处理 shell 出错信息的常见问答(FAQ)，
及一些配置技巧。
第五篇：bash 配置文件／提示符／改变 $PATH
bash 配置文件
在您的 home 目录下，运行
ls .bash*
您将看到这些文件：
.bash_history ：记录了您以前输入的命令，
.bash_logout ：当您退出 shell 时，要执行的命令，
.bash_profile ：当您登入 shell 时，要执行的命令，
.bashrc ：每次打开新的 shell 时，要执行的命令。
请注意后两个的区别：'.bash_profile'只在会话开始时被读取一次，而'.bashrc'则每次
打开新的终端（如新的 xterm 窗口）时，都要被读取。按照传统，您得将定义的变量，如
PATH ，放到'.bash_profile'中，而象 aliases（别名）和函数之类，则放在'.bashrc'。 但
由于'.bash_profile'经常被设置成先读取'.bashrc'的内容，您如果图省事的话，就把所有配
置都放进'.bashrc'。
这些文件是每一位用户的设置。系统级的设置存储在'/etc/profile'、'/etc/bashrc' 及
目录'/etc/profile.d'下的文件中。但您得习惯用各自的配置文件：编辑不需要'root'权限，
还可以使您的设置更有个性。当系统级与用户级的设置发生冲突时，将采用用户的设置。
提示符
每次当您打开一个控制台(console)或 xterm 时，最先看到的就是提示符(prompt)，类似于：
account@hostname ~ $
在默认设置下，提示符将显示您的用户名、主机名（默认是'localhost'）、当前所在目录
（在 Unix 中，'~'表示您的 home 目录）。
按照传统，最后一个字符可以标识您是普通用户（$），还是'root'（#）。
您可以通过 $PS1 变量来设置提示符。命令
echo $PS1
将显示当前的设定。其中可用字符的含义在 man bash 的'PROMPTING'部分有说明。
如何才能完成理想的设置呢？对于健忘的初学者来讲，默认设定有些不友好，因为提示符
只显示当前目录的最后一部分。如果您看到象这样的提示符
tom@localhost bin $
您的当前目录可能是'/bin'、'/usr/bin'、'/usr/local/bin'及'/usr/X11R6/bin'。当然，
您可以用
pwd （输出当前目录，print working directory）
能不能叫 shell 自动告诉您当前目录呢？
当然可以。这里我将提到的设定，包括提示符，大都包含在文件'/etc/bashrc'中。 您可
以通过编辑各自 home 目录下的'.bash_profile'和'.bashrc'来改变设置。
在 man bash 中的'PROMPTING'部分，对这些参数(parameter)有详细说明。您可以加入一
些小玩意，如不同格式的当前时间，命令的历史记录号，甚至不同的颜色。
在'~/.bashrc'中，我喜欢的设定是：
PS1="[
