Linux学习笔记(17) Shell编程之基础

1. 正则表达式

(1) 正则表达式用来在文件中匹配符合条件的字符串，正则是包含匹配。grep、awk、sed等命令可以支持正则表达式；通配符用来匹配符合条件的文件名，通配符是完全匹配。ls、find、cp这些命令不支持正则表达式，所以只能使用shell自己的通配符来进行匹配了。

(2) 基础正则表达式

元字符	作用
*	前一个字符匹配0次或任意多次
.	匹配除了换行符外任意一个字符
^	匹配行首，如：^hello会匹配以hello开头的行
$	匹配行尾，如：hello$会匹配以hello结尾的行
[]	匹配中括号中指定的任意一个字符，只匹配一个字符，如：[aoeiu]匹配任意一 个元音字符，[0-9]匹配任意一位数字，[a-z][0-9]匹配小写字母和一位数字构成的两位字符。
[^]	匹配除中括号的字符以外的任意一个字符。
\	转义符，用于将特殊符号的含义取消
\{n\}	表示其前面的字符恰好出现n次。如:[0-9]\{4\}匹配4位数字，[1][3-8][0-9]\{9\}匹配手机号码
\{n,\}	表示其前面的字符出现不小于n次，如：[0-9]\{2,\}表示两位及以上的数字
\{n,m\}	表示其前面的字符至少出现n次，至多出现m次。如：[a-z]\{6,8\}匹配6到8位的小写字母。

例：创建一个文件file，其内容如下：

[root@localhost sh]# vim file
Mr. Li said:
he was a lucky dog!

But since he met Hamster,
he never saaaid those words.
6666unbelievable!

because,in faaaact,
Hamster is the most lucky man!

Later,Mr Li soid he would left.

#匹配所有内容，包括空白行
grep "a*" file

#匹配至少包含一个a的行
grep "aa*" file

#匹配至少包含两个连续a的字符串
grep "aaa*" file

#匹配至少包含四个连续a的字符串
grep "aaaaa*" file

#"s..d"会匹配在s和d这两个字母间具有两个字符的单词
grep "s..d" file

#匹配在s和d字母之间的具有任意字符的单词
grep "s.*d" file

#匹配所有内容
grep ".*" file

#匹配大写M开头的行
grep "^M" file

#匹配小写n结尾的行
grep "n$" file

#匹配空白行
grep -n "^$" file

#匹配s和i之间要么是a，要么是o的行
grep "s[ao]id" file

#匹配任意一个数字
grep "[0-9]" file

#匹配小写字母开头的行
grep "^[a-z]" file

#匹配不用小写字母开头的行
grep "^[^a-z]" file

#匹配不以字母开头的行
grep "^[^a-zA-Z]" file

#匹配以"."结尾的行
grep "\.$" file

#匹配a字母连续出现三次的字符串
grep "a\{3\}" file

#匹配包含连续三个数字的字符串
grep "[0-9]\{3\}" file

#匹配至少用连续三个数字开头的行
grep "^[0-9]\{3,\}[a-z]" file

#匹配在字母s和i之间至少有1个a,最多有3个a的行
grep "sa\{1,3\}i"  file

2. 字符截取命令

(1) cut字段提取命令

cut的格式为：cut [选项] 文件名

其中-f选项表示提取第几列，-d分隔符选项表示指定分隔符分割列。

例：有一个student.txt的文档，内容如下：

ID      Name    gender  Mark
       LiNing  M
       HanMei  F
       Jim     M       

① 提取单列：

[root@localhost sh]# cut -f  student.txt
Name
LiNing
HanMei
Jim

② 提取多列：

[root@localhost sh]# cut -f , student.txt
Name    Mark
LiNing
HanMei
Jim     

③ 使用":"作为分隔符提取/etc/passwd中的第一列和第三列

[root@localhost sh]# cut -d ":" -f , /etc/passwd
root:
bin:
daemon:
adm:
lp:

④ 提取/etc/passwd中多个用户的用户名的方法：

[root@localhost sh]# cat /etc/passwd | grep /bin/bash | grep -v root | cut -d ":" -f
ws
user1
user2
user3

⑤ cut的局限

查询根分区(/dev/sda5)的内存占用量时，cut命令即无法识别，识别仅限于制表符或由具体分隔符的符号，无法识别空格分隔的符号。

[root@localhost ~]# df -h | grep "sda5" | cut -f
/dev/sda5        16G  .8G   13G  % /

(2) printf命令

printf的命令格式为：printf '输出类型输出格式' 输出内容

输出的类型包括：①%ns，表示输出字符串，n是数字指代输出几个字符；②%ni，输出整数，n指代输出几个数字；③%m.nf，输出浮点数，m和n是数字，指代输出的整数位数和小数位数。如%8.2f代表共输出8位数，其中2位是小数，6位是整数。

输出格式包括：

\a	输出警告音
\b	输出退格键
\f	清空屏幕
\n	换行
\r	回车
\t	水平输出退格键
\v	垂直输出退格键

例：

[root@localhost sh]# printf %s      

[root@localhost sh]# printf %s %s %s
%s%s123456
#输出的数字每三个为一组，用单引号或双引号括起来输出格式
[root@localhost sh]# printf '%s %s %s'      

#加入换行符
[root@localhost sh]# printf '%s %s %s\n'      

#使用printf显示student.txt的内容(未调整格式)
[root@localhost sh]# printf "%s" $(cat student.txt)
IDNamegenderMark1LiNingM862HanMeiF903JimM83

#更改student.txt的内容
[root@localhost sh]# vim student.txt
ID      Name    PHP     Linux   MySQL   gender  Average
       LiNing                    M       87.7
       HanMei                    F       85.3
       Jim                       M       91.7

#使用printf显示更改后的stdudent.txt内容
[root@localhost sh]# printf '%s\t%s\t%s\t%s\t%s\t%s\t%s\n' $(cat student.txt)
ID      Name    PHP     Linux   MySQL   gender  Average
       LiNing                    M       87.7
       HanMei                    F       85.3
       Jim                       M       91.7

在awk命令的输出中支持print和printf命令，二者的区别在于print会在每个输出之后自动加入一个换行符（Linux默认没有print命令），printf是标准格式输出命令，并不会自动加入换行符，如果需要换行，需手工加入。

(3) awk命令

awk的功能比cut强大，可以识别空格符作为分隔符。其格式为：

awk '条件1{动作1} 条件2{动作2}...' 文件名

其中，一般将条件表达式作为条件，如x>10,x>=10,x<=10，动作包含格式化输出及流程控制语句。awk实际上是逐行处理文本内容的。

#使用awk读取student.txt中的第2,7行
[root@localhost sh]# awk '{printf $2 "\t" $7 "\n"}' student.txt
Name    Average
LiNing  87.7
HanMei  85.3
Jim     91.7

#读取df -h的第1,,6行内容
[root@localhost sh]# df -h | awk '{printf $1 "\t" $5 "\t" $6 "\n"}'
Filesystem      Use%    Mounted
/dev/sda5       %     /
tmpfs   %      /dev/shm
/dev/sda1       %     /boot
/dev/sda2       %      /home
/dev/sdb1       %      /root/disk1
/dev/sdb5       %      /root/disk5

#结合使用awk和cut提取根分区(dev/sda5)的内存使用率
[root@localhost sh]# df -h | grep /dev/sda5 | awk '{print $5}' | cut -d "%" -f

① BEGIN字段表示在所有的命令执行之前执行BEGIN后的命令，然后再处理随后的动作。

[root@localhost sh]# awk '{print $2 "\t" $7} BEGIN{print "This is a transcript"}' student.txt
This is a transcript
Name    Average
LiNing  87.7
HanMei  85.3
Jim     91.7

② FS内置变量用于指定分隔符，手工加入分隔符时，需强制将其设为BEGIN。

#打印出来的第一行数据未处理，因为先读入文本第一行，再进行处理的时候已略过第一行
[root@localhost sh]# awk '{FS=":"}{print $1 "\t" $3}' /etc/passwd
root:x:::root:/root:/bin/bash
bin
daemon  

#因此，需要加上BEGIN字段执行
[root@localhost sh]# awk '{print $1 "\t" $3} BEGIN{FS=":"}' /etc/passwd
root
bin
daemon  

③ END字段表示其他命令执行完之后执行END后命令。

[root@localhost sh]# awk 'END{print "END!!"} {print $2 "\t" $7}' student.txt
Name    Average
LiNing  87.7
HanMei  85.3
Jim   

④ 关系运算符

#提取平均成绩大于87的Name字段
[root@localhost sh]# cat student.txt | grep -v Name | awk '$7>=87{print $2}'
LiNing
Jim

(4) sed命令

sed是一种几乎包含所有UNIX平台(包括Linux)的轻量级编辑器。sed主要是用来将数据进行选取、替换、删除、新增的命令。vi命令只能修改文本内容，sed命令既可以修改内容，可以修改命令的结果，shell编程中常用。其格式为：

sed [选项] '[动作]' 文件名

其中：一般sed命令会把所有数据都输出到屏幕，如果加入-n选项，则只会把经过sed命令处理的行输出到屏幕上；-e命令允许对输入数据应用多条sed命令编辑；-i选项表示用sed的修改结果直接修改读取数据的文件，而不是输出到屏幕。

sed中的动作包括：

a \	追加，在当前行后追加一行或多行。添加多行时，出最后一行外，每行末尾需要用"\"代表数据未完结
c \	行替换，用c后面的字符串替换原数据行，替换多行时，出最后一行外，每行末尾需用"\"代表数据未完结
i \	插入，在当前行前插入一行或多行，插入多行时，除最后一行外，每行末尾需用"\"代表数据未完结
d	删除指定行
p	打印输出指定行
s	字串替换，用一个字符串替换另外一个字符串。格式为"行范围s/旧字串/新字串/g"

例：

#输出student.txt的第二行
[root@localhost sh]# sed '2p' student.txt
ID      Name    PHP     Linux   MySQL   gender  Average
       LiNing                    M       87.7
       LiNing                    M       87.7
       HanMei                    F       85.3
       Jim                       M       91.7

#加入-n选项
[root@localhost sh]# sed -n '2p' student.txt
       LiNing                    M       87.7

#删除第二行到第四行的数据，但不修改文件本身
[root@localhost sh]# sed '2,4d' student.txt
ID      Name    PHP     Linux   MySQL   gender  Average

#在第二行后追加hello
[root@localhost sh]# sed '2a hello' student.txt
ID      Name    PHP     Linux   MySQL   gender  Average
       LiNing                    M       87.7
hello
       HanMei                    F       85.3
       Jim                       M       91.7

#在第二行前插入两行数据
[root@localhost sh]# sed '2i hello \
> world' student.txt
ID      Name    PHP     Linux   MySQL   gender  Average
hello
world
       LiNing                    M       87.7
       HanMei                    F       85.3
       Jim                       M       91.7

#数据替换
[root@localhost sh]# sed '2c No such person' student.txt
ID      Name    PHP     Linux   MySQL   gender  Average
No such person
       HanMei                    F       85.3
       Jim                       M       91.7

#字串替换
#将第三行的72换成100
[root@localhost sh]# sed '3s/72/100/g'  student.txt
ID      Name    PHP     Linux   MySQL   gender  Average
       LiNing                    M       87.7
       HanMei                   F       85.3
       Jim                       M       91.7

#同时把LiNing和Jim替换为空
[root@localhost sh]# sed -e 's/LiNing//;s/Jim//g' student.txt
ID      Name    PHP     Linux   MySQL   gender  Average
                                 M       87.7
       HanMei                   F       85.3
                                 M       91.7

#加入-i选项Jim改为Tom直接写入文件
[root@localhost sh]# sed -i '4s/Jim/Tom/g' student.txt
[root@localhost sh]# cat student.txt
ID      Name    PHP     Linux   MySQL   gender  Average
       LiNing                    M       87.7
       HanMei                   F       85.3
       Tom                       M       91.7

3. 字符处理命令

(1) sort排序命令

格式为：sort [选项] 文件名

其中-f选项表示忽略大小写；-n选项以数值型进行排序，默认使用字符串型排序；-r选项表示反向排序；-t选项表示指定分隔符，默认的分隔符为制表符；-k n[,m]选项表示按照指定的字段范围排序，从第n字段开始，m字段结束(默认到行尾)。

#排序用户信息文件
[root@localhost sh]# sort /etc/passwd
abrt:x::::/etc/abrt:/sbin/nologin
adm:x:::adm:/var/adm:/sbin/nologin
bin:x:::bin:/bin:/sbin/nologin
......

#反向排序
[root@localhost sh]# sort -r /etc/passwd
ws:x::::/home/ws:/bin/bash
vcsa:x:::virtual console memory owner:/dev:/sbin/nologin
uucp:x:::uucp:/var/spool/uucp:/sbin/nologin
......

#指定分隔符为":"，且只使用第三字段排序（默认为zi）
[root@localhost sh]# sort -t ":" -k , /etc/passwd
root:x:::root:/root:/bin/bash
bin:x:::bin:/bin:/sbin/nologin
uucp:x:::uucp:/var/spool/uucp:/sbin/nologin
operator:x:::operator:/root:/sbin/nologin
......

#对第三序列进行数值排序
[root@localhost sh]# sort -n -t ":" -k , /etc/passwd
root:x:::root:/root:/bin/bash
bin:x:::bin:/bin:/sbin/nologin
daemon:x:::daemon:/sbin:/sbin/nologin
adm:x:::adm:/var/adm:/sbin/nologin
lp:x:::lp:/var/spool/lpd:/sbin/nologin

(2) 统计命令wc

格式为：wc [选项] 文件名

其中，-l选项表示只统计行数；-w选项表示只统计单词数；-m选项表示只统计字符数。

4. 条件判断式

(1) 按照文件类型进行判断

测试选项	作用
-b 文件	判断该文件是否存在，且是否为块设备文件
-c 文件	判断该文件是否存在，且是否为字符设备文件
-d 文件	判断该文件是否存在，并且是否为目录文件
-e 文件	判断该文件是否存在
-f 文件	判断该文件是否存在，且是否为普通文件
-L 文件	判断该文件是否存在，且是否为符号链接文件
-p 文件	判断该文件是否存在，且是否为管道符文件
-s 文件	判断该文件是否存在，并且是否为空
-S 文件	判断该文件是否存在，且是否为套接字文件

两种判断格式：

#①查看root下的install.log是否存在
[root@localhost ~]# test -e /root/install.log
#0表示存在
[root@localhost ~]# echo $?

#②脚本当中常用的判断格式为中括号，同样执行上面的查询，注意中括号两端有空格
[root@localhost ~]# [ -e /root/install.log ] && echo $?

#第一条命令执行正确，打印yes，否则打印no
[root@localhost ~]# [ -d /tmp/ ] && echo "yes" || echo "no"
yes

(2) 按照文件的权限进行判断

测试选项	作用
-r 文件	判断该文件是否存在，且是否拥有读权限
-w 文件	判断该文件是否存在，且是否拥有写权限
-x 文件	判断该文件是否存在，且是否拥有执行权限
-u 文件	判断该文件是否存在，且是否拥有SUID权限
-s 文件	判断该文件是否存在，且是否拥有SGID权限
-k 文件	判断该文件是否存在，且是否拥有SBit权限

#只要u、g、o中有一个拥有写权限，即返回yes
[root@localhost tmp]# [ -w sh/student.txt ] && echo yes || echo no
yes

(3) 两个文件之间进行比较

测试选项	作用
文件1 -nt 文件2	判断文件1的修改时间是否比文件2的新
文件1 -ot 文件2	判断文件1的修改时间是否比文件2的旧
文件1 -ef 文件2	判断文件1和文件2的Inode号是否一致，可理解为两文件是否为同一个文件（判断硬链接的好方法）

[root@localhost sh]# pwd
/tmp/sh
#创建硬链接
[root@localhost sh]# ln student.txt ../student1.txt
#判断两文件是否为同一文件
[root@localhost sh]# [ student.txt -ef ../student1.txt ] && echo yes || echo no
yes

(4)两个整数之间的比较

测试选项	作用
整数1 -eq 整数2	判断整数1是否和整数2相等
整数1 -ne 整数2	判断整数1是否和整数2不相等
整数1 -gt 整数2	判断整数1是否大于整数2
整数1 -lt 整数2	判断整数1是否小于整数2
整数1 -ge 整数2	判断整数1是否大于等于整数2
整数1 -le 整数2	判断整数1是否小于等于整数2

[root@localhost sh]# [  -gt  ] && echo yes || echo no
yes
[root@localhost sh]# [  -le  ] && echo yes || echo no
no

(5) 字符串的判断

测试选项	作用
-z 字符串	判断字符串是否为空
-n 字符串	判断字符串是否为非空
字串1==字串2	判断字符串1是否和字符串2相等
字串1！=字串2	判断字符串1是否和字符串2不相等

[root@localhost sh]# name=ws
[root@localhost sh]# [ -z "$name" ] && echo yes || echo no
no

[root@localhost sh]# name1=ws
[root@localhost sh]# [ "$name"=="$name1" ] && echo yes || echo no
yes

(6) 多重条件判断

测试选项	作用
判断1 -a 判断2	逻辑与，判断1和判断2都成立，最终的结果才为真
判断1 -o 判断2	逻辑或，判断1和判断2有一个成立，最终的结果即为真
! 判断	逻辑非，使原始的判断式取反

#判断变量aa是否有值，并且其值是否大于23
[root@localhost sh]# [ -n "$aa" -a "$aa" -gt  ] && echo yes || echo no
no