- 函數的基本含義
- 函數的定義和使用
- 數組
- 字符串處理
- 特殊的處理變量用法
一、函數基本含義：
函數：多條Shell命令組成的語句塊，實現代碼重用、模塊化編程
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函數與Shell程序的區別：
- 函數不能獨立運行，Shell程序可以獨立運行
- 函數只能在Shell程序中運行，Shell程序可以在其他Shell程序建立的子Shell中運行
- 函數可以修改Shell中的變量，子Shell程序無法修改父Shell程序的變量
使用函數前必須對其定義，定義中需要闡明函數名和函數體
-
函數的定義：函數的名稱建議有一定含義，增加可讀性
函數定義的語法格式共有3種，效果相同- 格式1：
function f_name {
函數體
......
} - 格式2：
function f_name () {
函數體
......
} - 格式3：
f_name() {
函數體
......
}
- 格式1：
函數的使用：給出函數名，則函數名位置自動被替換為函數代碼
-
函數的定義和使用方式：
- 可以在交互式環境中直接定義函數
- 可以在腳本中定義和使用函數
- 可以把函數的定義編寫在一個腳本文件中
-
函數的返回值：
- 函數體內echo語句輸出值
- 函數體內調用命令的輸出結果
-
函數的退出狀態碼
- 默認狀態：退出狀態碼取決于函數體執行的最后一條命令的退出狀態碼
- 自定義退出狀態碼 return命令：
- return，默認狀態的退出狀態碼：return前最后執行命令的退出狀態碼
- return NUM：以指定的數字NUM（0-255）作為退出狀態碼，一般0指代成功，1-255可以自定義各類錯誤
二、函數的定義與使用詳解：
（一）函數的定義：
- 交互式環境定義
f_name () { //第一行輸至{回車
>函數體語句 //>是提示符，后面輸入函數體語句，回車換行繼續輸入
>函數體語句
> ......
>} //輸入}后回車定義本函數完畢
在腳本中定義函數
shell是解釋性語言，運行時從上至下執行語句，故函數的定義語句必須在其被調用之前函數定義文件
使用函數文件中定義的函數前，必須先執行函數定義文件，此時函數的定義將載入當前shell環境中，語法：. filename或者source filename
（二）函數的使用
-
只需給出函數名即可調用函數
- set：查詢當前所有定義的函數，這些函數都已經載入所在shell
語法：set f_name， f_name：函數名稱 - unset：撤銷函數的定義，被撤銷函數的定義將從shell中卸載
語法：unset f_name，f_name：函數名稱
- set：查詢當前所有定義的函數，這些函數都已經載入所在shell
環境函數：在子進程中使用父進程定義的函數
語法：
聲明環境函數：export -f f_name，f_name函數名稱
查看環境函數：export -f或者declare -xf-
函數的參數：函數可以接受參數，從而擴展函數的使用功能
- 傳遞參數給函數：在調用函數時，在函數名后直接附加以空格分隔的給定參數
語法：f_name arg1 arg2 arg3...，f_name：函數名稱；arg1,arg2,arg3：參數 - 函數體內調用參數，使用位置變量$1, $2, $3以及一些特殊變量：$*, $@, $#
- 傳遞參數給函數：在調用函數時，在函數名后直接附加以空格分隔的給定參數
-
函數變量的作用域：
- 環境變量：在父進程、子進程均有效的變量，使用
export var_name聲明 - 本地變量：僅在本進程范圍內有效的變量，函數內對本地變量的修改將影響到函數外
- 局部變量：僅在函數的生命周期內有效，函數調用結束則自動消失，故函數內對局部變量的修改對函數外無影響，使用
local var_name聲明 - 當本地與局部變量名稱相同時，從函數的聲明周期角度分析，函數體內部使用局部變量運算，函數體外使用本地變量運算，兩個變量相互隔離
- 環境變量：在父進程、子進程均有效的變量，使用
-
函數的遞歸調用：函數調用自身
- 函數的遞回調用一般需要有結束條件，使子層函數的結果最終能夠返回至上層函數中
- 不同的語言的最大遞歸層數不同
- fork炸彈：不斷fork進程的無限循環，最終耗盡系統資源
- 函數實現
:(){ :|:& };:，:冒號是函數名稱，本函數與下面的函數寫法相同
bomb() { bomb | bomb & }; bomb，函數名為bomb - 腳本實現
#! /bin/bash ./$0|./$0&
- 函數實現
-
實驗：
漢諾塔問題：三根柱子，在一根柱子上從下往上按照大小順序摞著N片盤子。要求把圓盤從下面開始按大小順序重新擺放在另一根柱子上。并且規定，在小圓盤上不能放大圓盤，在三根柱子之間一次只能移動一個圓盤，利用函數，實現N片盤的漢諾塔的移動步驟分析：
想要把N個盤子從一個柱子移動到另一個柱子，可以分為三個步驟：（1）把N-1個盤子從柱子A移動到柱子B；（2）把第N個盤子從柱子A移動到柱子C；（3）把N-1個盤子從柱子B移動到柱子C。而步驟1和步驟3都能夠再分解為如上的三個步驟，所以漢諾塔問題是一個遞歸問題。通過遞歸函數，可以實現輸出漢諾塔的移動步驟。代碼：
read -p "please type the layer of hannuota: " num
from="A"
via="B"
to="C"
#第2步的函數實現
move () {
echo "plate:$1 $2 --> $3"
}
#實現遞歸函數
hannuota () {
# echo num:$1 from:$2 via:$3 to:$4
if [ $1 -eq 1 ]; then
move $1 $2 $4
else
#遞歸過程具體實現
hannuota $[ $1-1 ] $2 $4 $3
move $1 $2 $4
hannuota $[ $1-1 ] $3 $2 $4
fi
}
#調用函數
hannuota $num $from $via $to
執行結果如下：
三、數組：
（一）數組的定義：
數組：存儲多個元素的連續的內存空間，相當于多個變量的集合
數組的索引：從0開始編號，數字索引方式
數組的關聯索引：自定義索引，使用字母、數字等符號作為索引，從bash 4.0開始支持
稀疏數組：數組的索引編號不連續，可以創建時不連續，也可能因數組的增刪操作而變得不連續
（二）數組的語法介紹：
聲明數組：普通數組和關聯數組一經聲明不可互相轉換
普通數組：declare -a ARRAY_NAME
關聯數組：declare -A ARRAY_NAME，關聯數組必須先聲明才能被調用數組元素的賦值：
（1）給單個元素賦值：
ARRAY_NAME[#]=VALUE
（2）一次將數組元素賦值：
ARRAY_NAME=("VAL1" "VAL2" "VAL3" "VAL4" ...)
（3）給特定的數組元素賦值：
ARRAY_NAME=([0]="VAL1" [2]="VAL2" ...)
（4）交互式賦值：
read -a ARRAY_NAME顯示所有數組：
declare -a
（三）數組數據的處理：
引用數組元素：${ARRAY_NAME[#]}
注明：${ARRAY_NAME}相當于${ARRAY_NAME[0]}引用數組所有元素：
${ARRAY_NAME[*]} 或者 ${ARRAY_NAME[@]}數組的長度（數組元素的個數）
${#ARRAY_NAME[*]} 或者 ${#ARRAY_NAME[@]}添加數組元素至數組尾部
ARRAY_NAME[${#ARRAY_NAME[*]}]=VALUE刪除數組元素
unset ARRAY_NAME[#]刪除數組
unset ARRAY_NAME數組切片
${ARRAY_NAME[@]:offset:number}
offset：跳過元素的個數
number：取出元素的個數實驗：如下圖所示，實現轉置矩陣matrix.sh
1 2 3 1 4 7
4 5 6 ===> 2 5 8
7 8 9 3 6 9
分析發現需要交換的數字其特點在于，兩個數字所在位置的行號與列號正好相反。如數字2位于行1列2，而數字4位于行2列1。由此，可以分別采用兩次循環操作行號和列號，并交換符合要求的數字。為了防止已經交換的數字再次交換，實際上需要虛幻的數字位于數字1至數字9所連接成的對角線上方數字即可。
代碼如下：
#要求用戶輸入想要N*N的矩陣
read -p "please type the number of matrix: " matrix_num
#從0行0列開始數組編號，所以先對用戶輸入值自減1
let matrix_num--
num=1
#定義數組
declare -a matrix
#從1開始為矩陣賦值
for i in `seq 0 $matrix_num`; do
for j in `seq 0 $matrix_num`; do
matrix[$i$j]=$num
let num++
done
done
#定義函數，實現矩陣打印
func() {
for p in `seq 0 $matrix_num`; do
for q in `seq 0 $matrix_num`; do
echo -ne "${matrix[$p$q]}\t"
done
echo
done
}
#調用函數，打印矩陣
func
echo
# 將矩陣轉置
for x in `seq 0 $matrix_num`; do
for y in `seq $x $matrix_num`; do
if ! [ $x -eq $y ]; then
temp=${matrix[$x$y]}
matrix[$x$y]=${matrix[$y$x]}
matrix[$y$x]=$temp
fi
done
done
#再次調用func函數，打印矩陣
func
執行結果如下：
四、字符串處理：
（一）字符串切片：
${#var}：返回字符串變量的長度
${var:offset}：返回字符串從第offset個（不含第offset個）到最后字符的部分
${var:offset:num}：返回字符串從第offset個（不含第offset個）共num個字符長度的部分
${var: -length}：返回字符串最右側的length個字符，冒號后有一個空格
${var:offset:-length}：返回字符串從第offset個（不含第offset個）到距最右側共length個字符的部分
${var: -length:-offset}：從最右側向左取length個字符開始，至距最右側offset個字符之間的字符，-length前有一個空格
（二）基于模式取子字符串：
${var#*word}：刪除從字符串開始至第一次出現word之間的所有字符
${var##*word}：貪婪模式，刪除從字符串開始至最后一次出現word之間的所有字符
${var%word*}：刪除從最右側開始至第一次出現word之間的所有字符
${var%%word*}：貪婪模式，刪除從最右側開始至最后一次出現word之間的所有字符
（三）查找替換
${var/pattern/substr}：將查找到的第一次匹配pattern的字符串替換為substr
${var//pattern/substr}：將查找到的所有匹配pattern的字符串替換為substr
${var/#pattern/substr}：將行首匹配pattern的字符串替換為substr
${var/%pattern/substr}：將行尾匹配pattern的字符串替換為substr
（四）查找刪除
${var/pattern}：將查找到的第一次匹配pattern的字符串刪除
${var//pattern}：將查找到的所有匹配pattern的字符串刪除
${var/#pattern}：將行首匹配pattern的字符串刪除
${var/%pattern}：將行尾匹配pattern的字符串刪除
（五）大小寫轉換
${var^^}：字符串全部轉換為大寫
${var,,}：字符串全部轉換為小寫
五、特殊的處理變量用法：
（一）聲明為有類型變量：declare 和 typeset，兩者等價
語法：
declare [選項] 變量名
-r 聲明或顯示只讀變量
-i 將變量定義為整型數
-a 將變量定義為數組
-A 將變量定義為關聯數組
-f 顯示此腳本前定義過的所有函數名及其內容
-F 僅顯示此腳本前定義過的所有函數名
-x 聲明或顯示環境變量和函數
-l 聲明變量為小寫字母
-u 聲明變量為大寫字母
（二）eval命令：
功能：先掃描一次命令行執行全部替換，再執行命令
適用于一次掃描不能實現功能的變量，eval命令可以實現兩次掃描
（三）間接變量引用：
如果第一個變量的值是第二個變量的名字，從第一個變量引用第二個變量的值就稱為間接變量引用
實現方法：
eval tempvar=$$variable1
tempvar=${!variable1}
（四）創建臨時文件 mktemp命令：
功能：創建并顯示臨時文件，可避免沖突
語法：
mktemp [OPTION]... [TEMPLATE]
TEMPLATE: filename.XXXX，至少要出現三個
OPTION：
-d: 創建臨時目錄
-p DIR或--tmpdir=DIR：指明臨時文件所存放目錄位置
（五）安裝復制文件 install命令：
可以實現文件復制，所有者、所屬組修改，權限修改在一條命令中執行
語法：
install [OPTION]... [-T] SOURCE DEST 單文件
install [OPTION]... SOURCE... DIRECTORY
install [OPTION]... -t DIRECTORY SOURCE...
install [OPTION]... -d DIRECTORY...創建空目錄選項：
-m MODE，默認755
-o OWNER
-g GROUP
（六）expect命令：
功能：實現自動化交互式操作場景
expect 語法：
expect [選項] [ -c cmds] [ [ -[f|b] ] cmdfile] [ args ]選項
-c：從命令行執行expect腳本，expect默認交互式執行
-d：可以輸出調試信息expect中相關命令
spawn：啟動新的進程
send：用于向進程發送字符串
expect：從進程接收字符串
interact：允許用戶交互
exp_continue：匹配多個字符串在執行動作后加此命令-
expect最常用的語法（tcl語言:模式-動作）
單一分支模式語法：
expect “hi” {send “You said hi\n"}
匹配到hi后，會輸出“you said hi”，并換行多分支模式語法：
expect "hi" { send "You said hi\n" }
"hehe" { send “Hehe yourself\n" }
"bye" { send “Good bye\n" }
匹配hi,hello,bye任意字符串時，執行相應輸出。等同如下：
expect {
"hi" { send "You said hi\n"}
"hehe" { send "Hehe yourself\n"}
"bye" { send “Good bye\n"}
}
