Linux-启动一个项目猫的博客

从这一章开始，我们将建设一个项目。这个项目的目的是为了了解怎样使用各种各样的 shell 功能来创建程序，更重要的是，创建好程序。

我们将要编写的程序是一个报告生成器。它会显示系统的各种统计数据和它的状态，并将产生 HTML 格式的报告，所以我们能通过网络浏览器，比如说 Firefox 或者 Konqueror，来查看这个报告。

通常，创建程序要经过一系列阶段，每个阶段会添加新的特性和功能。我们程序的第一个阶段将会产生一个非常小的 HTML 网页，其不包含系统信息。随后我们会添加这些信息。

第一阶段：最小的文档

首先我们需要知道的事是一个规则的 HTML 文档的格式。它看起来像这样：

<HTML>
      <HEAD>
            <TITLE>Page Title</TITLE>
      </HEAD>
      <BODY>
            Page body.
      </BODY>
</HTML>

如果我们将这些内容输入到文本编辑器中，并把文件保存为 foo.html，然后我们就能在 Firefox 中使用下面的 URL 来查看文件内容：

file:///home/username/foo.html

程序的第一个阶段将这个 HTML 文件输出到标准输出。我们可以编写一个程序，相当容易地完成这个任务。启动我们的文本编辑器，然后创建一个名为 ~/bin/sys_info_page 的新文件：

[me@linuxbox ~]$ vim ~/bin/sys_info_page

随后输入下面的程序：

#!/bin/bash
# Program to output a system information page
echo "<HTML>"
echo "      <HEAD>"
echo "            <TITLE>Page Title</TITLE>"
echo "      </HEAD>"
echo "      <BODY>"
echo "            Page body."
echo "      </BODY>"
echo "</HTML>"

我们第一次尝试解决这个问题，程序包含了一个 shebang，一条注释（总是一个好主意）和一系列的 echo 命令，每个命令负责输出一行文本。保存文件之后，我们将让它成为可执行文件，再尝试运行它：

[me@linuxbox ~]$ chmod 755 ~/bin/sys_info_page
[me@linuxbox ~]$ sys_info_page

当程序运行的时候，我们应该看到 HTML 文本在屏幕上显示出来，因为脚本中的 echo 命令会输出发送到标准输出。我们再次运行这个程序，把程序的输出重定向到文件 sys_info_page.html 中，从而我们可以通过网络浏览器来查看输出结果：

[me@linuxbox ~]$ sys_info_page > sys_info_page.html
[me@linuxbox ~]$ firefox sys_info_page.html

到目前为止，一切顺利。

在编写程序的时候，尽量做到简单明了，这总是一个好主意。当一个程序易于阅读和理解的时候，维护它也就更容易，更不用说，通过减少键入量，可以使程序更容易书写了。我们当前的程序版本工作正常，但是它可以更简单些。实际上，我们可以把所有的 echo 命令结合成一个 echo 命令，当然这样能更容易地添加更多的文本行到程序的输出中。那么，把我们的程序修改为：

#!/bin/bash
# Program to output a system information page
echo "<HTML>
    <HEAD>
          <TITLE>Page Title</TITLE>
    </HEAD>
    <BODY>
          Page body.
    </BODY>
</HTML>"

一个带引号的字符串可能包含换行符，因此可以包含多个文本行。Shell 会持续读取文本直到它遇到右引号。它在命令行中也是这样工作的：

[me@linuxbox ~]$ echo "<HTML>

>         <HEAD>
                <TITLE>Page Title</TITLE>
>         </HEAD>
>         <BODY>
>               Page body.
>         </BODY>
></HTML>"

开头的 “>” 字符是包含在 PS2shell 变量中的 shell 提示符。每当我们在 shell 中键入多行语句的时候，这个提示符就会出现。现在这个功能有点儿晦涩，但随后，当我们介绍多行编程语句时，它会派上大用场。

第二阶段：添加一点儿数据

现在我们的程序能生成一个最小的文档，让我们给报告添加些数据吧。为此，我们将做以下修改：

#!/bin/bash
# Program to output a system information page
echo "<HTML>
    <HEAD>
          <TITLE>System Information Report</TITLE>
    </HEAD>
    <BODY>
          <H1>System Information Report</H1>
    </BODY>
</HTML>"

我们增加了一个网页标题，并且在报告正文部分加了一个标题。

变量和常量

然而，我们的脚本存在一个问题。请注意字符串 “System Information Report” 是怎样被重复使用的？对于这个微小的脚本而言，它不是一个问题，但是让我们设想一下，我们的脚本非常冗长，并且我们有许多这个字符串的实例。如果我们想要更换一个标题，我们必须对脚本中的许多地方做修改，这会是很大的工作量。如果我们能整理一下脚本，让这个字符串只出现一次而不是多次，会怎样呢？这样会使今后的脚本维护工作更加轻松。我们可以这样做：

#!/bin/bash
# Program to output a system information page
title="System Information Report"
echo "<HTML>
        <HEAD>
                <TITLE>$title</TITLE>
        </HEAD>
        <BODY>
                <H1>$title</H1>
        </BODY>
</HTML>"

通过创建一个名为 title 的变量，并把 “System Information Report” 字符串赋值给它，我们就可以利用参数展开功能，把这个字符串放到文件中的多个位置。

那么，我们怎样来创建一个变量呢？很简单，我们只管使用它。当 shell 碰到一个变量的时候，它会自动地创建它。这不同于许多编程语言，它们中的变量在使用之前，必须显式的声明或是定义。关于这个问题，shell 要求非常宽松，这可能会导致一些问题。例如，考虑一下在命令行中发生的这种情形：

[me@linuxbox ~]$ foo="yes"
[me@linuxbox ~]$ echo $foo
yes
[me@linuxbox ~]$ echo $fool
[me@linuxbox ~]$

首先我们把 “yes” 赋给变量 foo，然后用 echo 命令来显示变量值。接下来，我们显示拼写错误的变量名 “fool” 的变量值，然后得到一个空值。这是因为当 shell 遇到 fool 的时候, 它很高兴地创建了变量 fool 并且赋给 fool 一个空的默认值。因此，我们必须小心谨慎地拼写！同样理解实例中究竟发生了什么事情也很重要。从我们以前学习 shell 执行展开操作，我们知道这个命令：

[me@linuxbox ~]$ echo $foo

经历了参数展开操作，然后得到：

[me@linuxbox ~]$ echo yes

然而这个命令：

[me@linuxbox ~]$ echo $fool

展开为：

[me@linuxbox ~]$ echo

这个空变量展开值为空！对于需要参数的命令来说，这会引起混乱。下面是一个例子：

[me@linuxbox ~]$ foo=foo.txt
[me@linuxbox ~]$ foo1=foo1.txt
[me@linuxbox ~]$ cp $foo $fool
cp: missing destination file operand after `foo.txt'
Try `cp --help' for more information.

我们给两个变量赋值，foo 和 foo1。然后我们执行 cp 操作，但是拼写错了第二个参数的名字。参数展开之后，这个 cp 命令只接受到一个参数，虽然它需要两个。

有一些关于变量名的规则：

变量名可由字母数字字符（字母和数字）和下划线字符组成。
变量名的第一个字符必须是一个字母或一个下划线。
变量名中不允许出现空格和标点符号。

单词 “variable” 意味着可变的值，并且在许多应用程序当中，都是以这种方式来使用变量的。然而，我们应用程序中的变量，title，被用作一个常量。常量有一个名字且包含一个值，在这方面就像是变量。不同之处是常量的值是不能改变的。在执行几何运算的应用程序中，我们可以把 PI 定义为一个常量，并把 3.1415 赋值给它，用它来代替数字字面值。shell 不能辨别变量和常量；它们大多数情况下是为了方便程序员。一个常用惯例是指定大写字母来表示常量，小写字母表示真正的变量。我们将修改我们的脚本来遵从这个惯例：

#!/bin/bash
# Program to output a system information page
TITLE="System Information Report For $HOSTNAME"
echo "<HTML>
        <HEAD>
                <TITLE>$TITLE</TITLE>
        </HEAD>
        <BODY>
                <H1>$TITLE</H1>
        </BODY>
</HTML>"

我们亦借此机会，通过在标题中添加 shell 变量名 HOSTNAME，让标题变得活泼有趣些。这个变量名是这台机器的网络名称。

注意：实际上，shell 确实提供了一种方法，通过使用带有-r（只读）选项的内部命令 declare，来强制常量的不变性。如果我们给 TITLE 这样赋值：

那么 shell 会阻止之后给 TITLE 的任意赋值。这个功能极少被使用，但为了很早之前的脚本，它仍然存在。

给变量和常量赋值

这里是我们真正开始使用参数扩展知识的地方。正如我们所知道的，这样给变量赋值：

variable=value

这里的variable是变量的名字，value是一个字符串。不同于一些其它的编程语言，shell 不会在乎变量值的类型；它把它们都看作是字符串。通过使用带有-i 选项的 declare 命令，你可以强制 shell 把赋值限制为整数，但是，正如像设置变量为只读一样，极少这样做。

注意在赋值过程中，变量名，等号和变量值之间必须没有空格。那么，这些值由什么组成呢？可以展开成字符串的任意值：

a=z                     # Assign the string "z" to variable a.
b="a string"            # Embedded spaces must be within quotes.
c="a string and $b"     # Other expansions such as variables can be
                        # expanded into the assignment.

d=$(ls -l foo.txt)      # Results of a command.
e=$((5 * 7))            # Arithmetic expansion.
f="\t\ta string\n"      # Escape sequences such as tabs and newlines.

可以在同一行中对多个变量赋值：

a=5 b="a string"

在参数展开过程中，变量名可能被花括号 “{}” 包围着。由于变量名周围的上下文，其变得不明确的情况下，这会很有帮助。这里，我们试图把一个文件名从 myfile 改为 myfile1，使用一个变量：

[me@linuxbox ~]$ filename="myfile"
[me@linuxbox ~]$ touch $filename
[me@linuxbox ~]$ mv $filename $filename1
mv: missing destination file operand after `myfile'
Try `mv --help' for more information.

这种尝试失败了，因为 shell 把 mv 命令的第二个参数解释为一个新的（并且空的）变量。通过这种方法可以解决这个问题：

[me@linuxbox ~]$ mv $filename ${filename}1

通过添加花括号，shell 不再把末尾的1解释为变量名的一部分。

我们将利用这个机会来添加一些数据到我们的报告中，即创建包括的日期和时间，以及创建者的用户名：

#!/bin/bash
# Program to output a system information page
TITLE="System Information Report For $HOSTNAME"
CURRENT_TIME=$(date +"%x %r %Z")
TIME_STAMP="Generated $CURRENT_TIME, by $USER"
echo "<HTML>
        <HEAD>
                <TITLE>$TITLE</TITLE>
        </HEAD>
        <BODY>
                <H1>$TITLE</H1>
                <P>$TIME_STAMP</P>
        </BODY>
</HTML>"

Here Documents

我们已经知道了两种不同的文本输出方法，两种方法都使用了 echo 命令。还有第三种方法，叫做 here document 或者 here script。一个 here document 是另外一种 I/O 重定向形式，我们在脚本文件中嵌入正文文本，然后把它发送给一个命令的标准输入。它这样工作：

command << token
text
token

这里的 command 是一个可以接受标准输入的命令名，token 是一个用来指示嵌入文本结束的字符串。我们将修改我们的脚本，来使用一个 here document:

#!/bin/bash
# Program to output a system information page
TITLE="System Information Report For $HOSTNAME"
CURRENT_TIME=$(date +"%x %r %Z")
TIME_STAMP="Generated $CURRENT_TIME, by $USER"
cat << _EOF_
<HTML>
         <HEAD>
                <TITLE>$TITLE</TITLE>
         </HEAD>
         <BODY>
                <H1>$TITLE</H1>
                <P>$TIME_STAMP</P>
         </BODY>
</HTML>
_EOF_

取代 echo 命令，现在我们的脚本使用 cat 命令和一个 here document。这个字符串_EOF_（意思是“文件结尾”，一个常见用法）被选作为 token，并标志着嵌入文本的结尾。注意这个 token 必须在一行中单独出现，并且文本行中没有末尾的空格。

那么使用一个 here document 的优点是什么呢？它很大程度上和 echo 一样，除了默认情况下，here documents 中的单引号和双引号会失去它们在 shell 中的特殊含义。这里有一个命令中的例子：

[me@linuxbox ~]$ foo="some text"
[me@linuxbox ~]$ cat << _EOF_
> $foo
> "$foo"
> '$foo'
> \$foo
> _EOF_
some text
"some text"
'some text'
$foo

正如我们所见到的，shell 根本没有注意到引号。它把它们看作是普通的字符。这就允许我们在一个 here document 中可以随意的嵌入引号。对于我们的报告程序来说，这将是非常方便的。

Here documents 可以和任意能接受标准输入的命令一块使用。在这个例子中，我们使用了一个 here document 将一系列的命令传递到这个 ftp 程序中，为的是从一个远端 FTP 服务器中得到一个文件：

#!/bin/bash
# Script to retrieve a file via FTP
FTP_SERVER=ftp.nl.debian.org
FTP_PATH=/debian/dists/lenny/main/installer-i386/current/images/cdrom
REMOTE_FILE=debian-cd_info.tar.gz
ftp -n << _EOF_
open $FTP_SERVER
user anonymous me@linuxbox
cd $FTP_PATH
hash
get $REMOTE_FILE
bye
_EOF_
ls -l $REMOTE_FILE

如果我们把重定向操作符从 “<<” 改为 “<<-”，shell 会忽略在此 here document 中开头的 tab 字符。这就能缩进一个 here document，从而提高脚本的可读性：

#!/bin/bash
# Script to retrieve a file via FTP
FTP_SERVER=ftp.nl.debian.org
FTP_PATH=/debian/dists/lenny/main/installer-i386/current/images/cdrom
REMOTE_FILE=debian-cd_info.tar.gz
ftp -n <<- _EOF_
    open $FTP_SERVER
    user anonymous me@linuxbox
    cd $FTP_PATH
    hash
    get $REMOTE_FILE
    bye
_EOF_
ls -l $REMOTE_FILE

总结归纳

在这一章中，我们启动了一个项目，其带领我们领略了创建一个成功脚本的整个过程。同时我们介绍了变量和常量的概念，以及怎样使用它们。它们是我们将找到的众多参数展开应用程序中的第一批实例。我们也知道了怎样从我们的脚本文件中产生输出，及其各种各样嵌入文本块的方法。

拓展阅读

关于 HTML 的更多信息，查看下面的文章和教材：
http://en.wikipedia.org/wiki/Html

http://en.wikibooks.org/wiki/HTML_Programming

http://html.net/tutorials/html/
Bash 手册包括一节“HERE DOCUMENTS”的内容，其详细的讲述了这个功能。

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