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 此系列課程的 Shell 適用bash和zsh。

➜  ~ bash --version |grep version 
GNU bash, version 5.0.17(1)-release (x86_64-pc-linux-gnu) 
➜  ~ zsh --version 
zsh 5.8 (x86_64-ubuntu-linux-gnu) 

 1.數學表達式

學習編程，我們本能的起點自然是如何進行數學運算，如何處理數學表達式。在bash中，實現這一點稍微有些繁瑣，我們需要將表達式放入到 $((...))中。

echo $(( 60*60*24 )) #計算一天有多少秒 
86400 

 先暫且不理會$((...))的具體含義，先記著需要將我們所熟知的數學表達式嵌入其中即可，因為如果直接鍵入數學表達式，會當場報錯。

$ 56 + 72 
56 + 72 
56: command not found 

 再看一個復合表達式： 

$ echo $(( (3+5+7) * (2+(4*6)) )) 
echo $(( (3+5+7) * (2+(4*6)) )) 
390 

 作為shell-script的第一步，現在我們知道，終端就是一個便攜的計算器。

2.命名與變量

我們的記憶力有限，不大容易記住一長串的數字或者一段程序。編程語言為此提供的核心解決途徑就是命名。命名的方式簡單直接。 

$ radius=5　# 注意等號兩側不能有空格 
radius=5 

 讀取變量的時候，則需要前綴 $將其解索引： 

$ echo The radius is $radius. 
The radius is 5. 

 接下來，我們計算圓的面積：

$ radius=5; pi=3; area=$(( $pi*$radius**2 )); echo $area 
75 

 于是我們可以直接用抽象的名字進行數學運算。

3.常量與環境變量

我們可以命名變量，但是變量的取名并非完全自由，不能與系統的環境變量相沖突。比如查看當前bash的進程號：

$ echo $BASHPID 
15190 

 查閱完整的進程樹：

$ pstree -asp $BASHPID 
systemd,1 splash 
  └─tmux: server,2628 new -s spirit 
      └─bash,2629 
          └─bash,15190 -v 
              └─pstree,26568 -asp 15190 

 倘若好奇系統中有多少環境變量，應該求問env或者printenv命令： 

$ env | nl | tail -n 5 
    87  DBUS_SESSION_BUS_ADDRESS=unix:path=/run/user/1000/bus 
    88  MAIL=/var/mail/gaowei 
    89  LC_NUMERIC=en_US.UTF-8 
    90  KONSOLE_DBUS_WINDOW=/Windows/1 
    91  _=/usr/bin/env 

 如結果所示，當前系統中有91個環境變量。

4.函數

與變量相比較，函數是更為強大更具表現力的抽象工具。我們可以將 function 當作執行特定任務的‘黑匣子’。函數的的語法為：

function function_name { 
command... 
}   
或者 
function_name () { 
command... 
}  

 函數的應用，我們還是從熟悉的簡單數學運算出發，求給定數的平方。

$ function square { 
     echo $(( $1 ** 2 )) 
} 

 函數體中$1是新鮮事物，乃是指代第一個參數的位置參數，應用這個函數： 

$ square 11 
121 
$ square 121 
14641 

 5.條件語句

到目前為止，我們定義的程序表達力expressive-power極為有限。因為我們尚且沒有途徑做出種種測試，并根據測試的不同結果來決定下一步的操作，也就是賦予程序以智能。

此時，我們需要引入條件判斷，基本結構為：

if commands; then 
   commands 
 [elif commands; then 
   commands...] 
 [else 
   commands] 
 fi 

 我們嘗試求絕對值的函數：

function abs { 
    if (( $1 > 0 )); then echo $1 
    elif (( $1 = 0 )); then echo 0 
    else echo $(( -$1 )) 
    fi 
} 

 測試新定義的abs函數：

abs -110 
110  

 除了三項簡單的邏輯判斷符號 <>=之外，還可以使用復合邏輯操作符： 

$ command1 && command2 # and 邏輯 
 $ command1 || command2 # or 邏輯 
 $ ! # not 

 6.循環結構

Looping結構，首先想到的當然是 for 語句：

$ for i in *; do echo $i; done 
anaconda3 
backup.doom.d 
backup.gnus.el 
 
$ for i in {A..E}; do echo $i; done 
A 
B 
C 
D 
E 

 以及 while 語句

count=1 
while [[ "$count" -le 5 ]]; do 
          echo "$count" 
          count=$((count + 1)) 
done 
echo "Finished." 

 7.讀取鍵盤輸入

程序極為重要的一點是與用戶的溝通與互動。我最愛用read取代xargs，例如這樣的結構：

find . -iname "*.pdf" | while read line; do something 

Read 有多個有意思的參數，首先是-p,prompt

read -p "Enter one or more values.>" 
echo "REPLY = '$REPLY'" 

 其次 -t 限定用戶的反饋時間：

read  -t 10 -p  "Enter secret passphrase" 

8.收尾總結

本文我們探討了 ShellScript的七項基本元素：

1. 數學表達式
2. 變量與命名
3. 常量與環境變量
4. 函數
5. 條件語句
6. 循環語句
7. Read

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