47、Bash编程：避免常见错误与掌握关键特性-育师

Bash编程：避免常见错误与掌握关键特性

避免函数调用时“command not found”错误

在编程中，不同的编程语言对于函数调用和定义有不同的规则。比如在Perl等语言中，你可以在函数实际定义之前的代码部分调用函数。然而，在Shell脚本中，情况有所不同。

问题：习惯了像Perl这样允许在函数定义前调用函数的语言，在Shell脚本中沿用这种方式可能会导致“command not found”错误。
解决方案：Shell脚本是按从上到下的线性方式读取和执行的，所以在使用函数之前必须先定义它们。
原因分析：一些语言（如Perl）在执行过程中会有中间步骤，将整个脚本作为一个单元进行解析，这使得你可以将main()函数放在代码顶部，而将其他函数或子例程放在后面定义。但Shell脚本是先读入内存，然后逐行执行，因此在定义函数之前无法使用它。

区分Shell通配符和正则表达式

在Shell编程中，通配符和正则表达式容易让人混淆。有时候会看到.*、*、[a - z]*等符号，但它们的含义可能和你预期的不同，而且在grep和sed中使用正则表达式，在bash的某些地方却不适用，这让人难以理清。

问题：难以区分Shell通配符和正则表达式的使用场景和含义。
解决方案：放松心态，可能是因为学习的内容太多或者使用频率太低而导致混淆，多练习就会逐渐掌握。在bash中，正则表达式语法仅在=~比较运算符中使用，其他表达式都使用Shell模式匹配。
详细说明：bash使用的模式匹配和正则表达式有一些相同的符号，但含义不同。而且在Shell脚本中，经常会调用使用正则表达式的命令，如grep和sed。经过询问专家得知，=~是bash中唯一使用正则表达式的地方。以下是bash中使用Shell模式匹配的部分语法：
- 文件名通配（路径名扩展）
-[[中的==和!=运算符
-case语句
-$GLOBIGNORE处理
-$HISTIGNORE处理
-${parameter#[#]word}
-${parameter%[%]word}
-${parameter/pattern/string}
- 几个可绑定的readline命令（如glob-expand-word、glob-complete-word等）
-complete -G和compgen -G
-complete -X和compgen -X
-help内置命令的pattern参数

Bash调用选项

在调用当前版本的bash时，可以使用以下选项。多字符选项必须在单字符选项之前出现在命令行上。登录Shell通常使用-i（交互式）、-s（从标准输入读取）和-m（启用作业控制）选项。除了表中列出的选项外，任何set选项都可以在命令行上使用。

Option	Meaning
-c string	如果存在`string`，则从`string`中读取命令。`string`之后的任何参数都将被解释为位置参数，从`$0`开始。
-D	将所有以`$`开头的双引号字符串列表打印到标准输出。当当前区域设置不是`C`或`POSIX`时，这些字符串会进行语言翻译。同时开启`-n`选项。
-i	交互式Shell。忽略`TERM`、`INT`和`QUIT`信号。如果启用作业控制，也会忽略`TTIN`、`TTOU`和`TSTP`信号。
-l	使`bash`表现得像作为登录Shell被调用一样。
-o option	接受与`set -o`相同的参数。
-O, +O shopt-option	`shopt-option`是`shopt`内置命令接受的Shell选项之一。如果存在`shopt-option`，`-O`设置该选项的值；`+O`取消设置。如果未提供`shopt-option`，则将`shopt`接受的Shell选项的名称和值打印到标准输出。如果调用选项是`+O`，输出将以可作为输入重用的格式显示。
-s	从标准输入读取命令。如果给`bash`提供了参数，此标志优先（即参数不会被视为脚本名称，而是从标准输入读取）。
-r	受限Shell。
-v	读取Shell输入行时将其打印出来。
-	表示选项结束，禁用进一步的选项处理。此后的任何选项都将被视为文件名和参数。`--`与`-`同义。
–debugger	安排在Shell启动前执行调试器配置文件。在`bash 3.0`或更高版本中开启扩展调试模式和Shell函数跟踪。
–dump-strings	与`-D`作用相同。
–dump-po-strings	与`-D`作用相同，但输出采用GNU gettext可移植对象（po）文件格式。
–help	显示使用消息并退出。
–login	使`bash`表现得像作为登录Shell被调用一样，与`-l`相同。
–noediting	如果是交互式Shell，不使用GNU readline库读取命令行。
–noprofile	不读取启动文件`/etc/profile`或任何个人初始化文件。
–norc	如果是交互式Shell，不读取初始化文件`~/.bashrc`。如果以`sh`调用Shell，此选项默认开启。
–posix	在`bash`的默认操作与POSIX标准不同的地方，使`bash`的行为更符合POSIX标准。
–quiet	启动Shell时不显示任何信息，这是默认行为。
–rcfile file, –init-file file	如果是交互式Shell，执行从`file`读取的命令，而不是初始化文件`~/.bashrc`。
–verbose	等同于`-v`。
–version	显示此`bash`实例的版本号，然后退出。

提示字符串自定义

以下是可用的提示字符串自定义格式代码的总结，不同的bash版本对这些代码的支持有所不同。

Command	Meaning	Added
\a	ASCII铃字符（007）	bash - 1.14.7
\A	当前时间，24小时制的`HH:MM`格式	bash - 2.05
\d	“星期月份日期”格式的日期
\D {format}	将`format`传递给`strftime(3)`，并将结果插入提示字符串；空格式会得到特定于区域设置的时间表示；需要使用花括号	bash - 2.05b
\e	ASCII转义字符（033）	bash - 1.14.7
\H	主机名	bash - 1.14.7
\h	主机名，直到第一个“.”
\j	当前Shell管理的作业数量	bash - 2.03
\l	Shell终端设备名称的基本名称	bash - 2.03
\n	回车换行符
\r	回车符	bash - 2.01.1
\s	Shell的名称
\T	当前时间，12小时制的`HH:MM:SS`格式	bash - 1.14.7
\t	当前时间，`HH:MM:SS`格式
\@	当前时间，12小时制的`a.m./p.m.`格式	bash - 1.14.7
\u	当前用户的用户名
\v	`bash`的版本号（如2.00）	bash - 1.14.7
\V	`bash`的发行号；版本和补丁级别（如3.00.0）	bash - 1.14.7
\w	当前工作目录
\W	当前工作目录的基本名称
#	当前命令的命令编号
!	当前命令的历史编号
\$	如果有效用户ID为0，打印`#`，否则打印`$`
\nnn	八进制字符代码
\	打印反斜杠
[	开始非打印字符序列，如终端控制序列
]	结束非打印字符序列

ANSI颜色转义序列

以下是ANSI颜色转义序列的相关信息，可用于设置终端输出的颜色和字符属性。

Code	Character attribute	FG code	Foreground color	BG code	Background color
0	重置所有属性	30	黑色	40	黑色
1	明亮	31	红色	41	红色
2	暗淡	32	绿色	42	绿色
4	下划线	33	黄色	43	黄色
5	闪烁	34	蓝色	44	蓝色
7	反转	35	品红色	45	品红色
8	隐藏	36	青色	46	青色
37	白色	47	白色

Bash编程：避免常见错误与掌握关键特性

内置命令和保留字

以下是所有内置命令和保留字的总结，表格中“Type”列的字母含义为：R = 保留字，空白 = 内置命令。

Command	Type	Summary
!	R	命令退出状态的逻辑非。
:	不执行任何操作（仅对参数进行扩展）。
.	读取文件并在当前Shell中执行其内容。
alias	为命令或命令行设置简写。
bg	将作业放入后台。
bind	将键序列绑定到`readline`函数或宏。
break	从周围的`for`、`select`、`while`或`until`循环中退出。
builtin	执行指定的Shell内置命令。
case	R	保留字，多路条件构造。
cd	更改工作目录。
command	绕过Shell函数查找来运行命令。
compgen	生成可能的补全匹配项。
complete	指定补全的执行方式。
continue	跳过`for`、`select`、`while`或`until`循环的下一次迭代。
declare	声明变量并赋予其属性，与`typeset`相同。
dirs	显示当前记住的目录列表。
disown	从作业表中移除作业。
do	R	`for`、`select`、`while`或`until`循环构造的一部分。
done	R	`for`、`select`、`while`或`until`循环构造的一部分。
echo	输出参数。
elif	R	`if`构造的一部分。
else	R	`if`构造的一部分。
enable	启用和禁用内置Shell命令。
esac	R	`case`构造的结束。
eval	通过命令行处理运行给定的参数。
exec	用给定的程序替换Shell。
exit	从Shell退出。
export	创建环境变量。
fc	修复命令（编辑历史文件）。
fg	将后台作业置于前台。
fi	R	`if`构造的一部分。
for	R	循环构造。
function	R	定义函数。
getopts	处理命令行选项。
hash	确定并记住全路径名。
help	显示内置命令的帮助信息。
history	显示命令历史。
if	R	条件构造。
in	R	`case`构造的一部分。
jobs	列出任何后台作业。
kill	向进程发送信号。
let	算术变量赋值。
local	创建局部变量。
logout	退出登录Shell。
popd	从目录栈中移除目录。
pushd	向目录栈中添加目录。
pwd	打印工作目录。
read	从标准输入读取一行。
readonly	使变量只读（不可赋值）。
return	从周围的函数或脚本返回。
select	R	菜单生成构造。
set	设置选项。
shift	移动命令行参数。
suspend	暂停Shell的执行。
test	计算条件表达式。
then	R	`if`构造的一部分。
time	R	运行命令管道并打印执行时间，输出格式可通过`TIMEFORMAT`控制。
times	打印从Shell运行的进程的累积用户和系统时间。
trap	设置信号捕获例程。
type	识别命令的来源。
typeset	声明变量并赋予其属性，与`declare`相同。
ulimit	设置/显示进程资源限制。
umask	设置/显示文件权限掩码。
unalias	移除别名定义。
unset	移除变量或函数的定义。
until	R	循环构造。
wait	等待后台作业完成。
while	R	循环构造。

内置Shell变量

以下是bash 3.0中可用的环境变量的完整列表，表格中“Type”列的字母含义为：A = 数组，L = 冒号分隔的列表，R = 只读，U = 取消设置会使其失去特殊含义。

Variable	Type	Description
*	R	一个字符串，包含当前脚本或函数的位置参数，由`$IFS`的第一个字符分隔（例如`arg1 arg2 arg3`）。
@	R	当前脚本或函数的每个位置参数，作为双引号字符串列表给出（例如`"arg1" "arg2" "arg3"`）。
#	R	当前脚本或函数的参数数量。
-	R	调用Shell时提供的选项。
?	R	上一个命令的退出状态。
_	R	上一个命令的最后一个参数。
$	R	Shell进程的进程ID。
!	R	最后一个后台命令的进程ID。
0	R	Shell或Shell脚本的名称。
BASH	用于调用此`bash`实例的完整路径名。
BASH_ARGC	A	一个数组，其值是当前`bash`执行调用栈中每个帧的参数数量。当前子例程（使用`.`或`source`执行的Shell函数或脚本）的参数数量位于栈顶。
BASH_ARGV	A	当前`bash`执行调用栈中的所有参数。最后一个子例程调用的最后一个参数位于栈顶；初始调用的第一个参数位于栈底。
BASH_COMMAND	当前正在执行或即将执行的命令，除非Shell正在作为陷阱的结果执行命令，在这种情况下，它是陷阱发生时正在执行的命令。
BASH_EXECUTION_STRING	`-c`调用选项的命令参数。
BASH_ENV	当Shell被调用时作为环境文件运行的文件名。
BASH_LINENO	A	一个数组，其成员是源文件中与`@var{FUNCNAME}`的每个成员对应的行号。`${BASHLINENO[$i]}`是源文件中调用`${FUNCNAME[$i + 1]}`的行号，对应的源文件名是`${BASHSOURCE[$i + 1]}`。
BASH_REMATCH	AR	一个数组，其成员由`[[`条件命令的`=~`二元运算符赋值。索引为0的元素是与整个正则表达式匹配的字符串部分，索引为`n`的元素是与第`n`个带括号的子表达式匹配的字符串部分。
BASH_SOURCE	A	一个数组，包含与`$FUNCNAME`数组变量中的元素对应的源文件名。
BASH_SUBSHELL	每次生成子Shell或子Shell环境时递增 1，初始值为 0。子Shell是父Shell的派生副本，共享其环境。
BASH_VERSION	此`bash`实例的版本号。
BASH_VERSINFO	AR	此`bash`实例的版本信息，数组的每个元素保存版本号的一部分。
CDPATH	L	`cd`命令搜索的目录列表。
COMP_CWORD	`COMPWORDS`中包含当前光标位置的单词的索引，此变量仅在可编程补全设施调用的Shell函数中可用。
COMP_LINE	当前命令行，此变量仅在可编程补全设施调用的Shell函数和外部命令中可用。
COMP_POINT	当前光标位置相对于当前命令开头的索引。如果当前光标位置在当前命令的末尾，此变量的值等于`${#COMPLINE}`，此变量仅在可编程补全设施调用的Shell函数和外部命令中可用。
COMP_WORDBREAKS	U	`Readline`库在执行单词补全时视为单词分隔符的字符集。如果取消设置`COMP_WORDBREAKS`，它将失去其特殊属性，即使随后重新设置也是如此。
COMP_WORDS	A	当前命令行中各个单词的数组，此变量仅在可编程补全设施调用的Shell函数中可用。
COMPREPLY	A	可编程补全设施调用的Shell函数生成的可能补全项。
DIRSTACK	ARU	目录栈的当前内容。
EUID	R	当前用户的有效用户ID。
FUNCNAME	ARU	一个数组，包含当前执行调用栈中所有Shell函数的名称。索引为0的元素是当前正在执行的任何Shell函数的名称，最底部的元素是“main”，此变量仅在Shell函数执行时存在。
FCEDIT	`fc`命令的默认编辑器。
FIGNORE	L	执行文件名补全时要忽略的名称列表。
GLOBIGNORE	L	路径名扩展期间要忽略的文件名模式列表。
GROUPS	AR	一个数组，包含当前用户所属的组列表。
IFS	内部字段分隔符，作为单词分隔符的字符列表，通常设置为空格、制表符和换行符。
HISTCMD	U	当前命令的历史编号。
HISTCONTROL	由冒号（:）分隔的模式列表，可具有以下值：`ignorespace`：以空格开头的行不进入历史列表；`ignoredups`：与最后一个历史行匹配的行不进入；`erasedups`：在保存当前行之前，从历史列表中移除所有与当前行匹配的先前行；`ignoreboth`：同时启用`ignorespace`和`ignoredups`。
HISTFILE	命令历史文件的名称。
HISTIGNORE	决定历史列表中应保留哪些内容的模式列表。
HISTSIZE	命令历史中保留的行数。
HISTFILESIZE	历史文件中保留的最大行数。
HISTTIMEFORMAT	如果设置且不为空，其值用作`strftime(3)`的格式字符串，用于打印`history`内置命令显示的每个历史条目的时间戳。如果设置此变量，时间戳将写入历史文件，以便在Shell会话之间保留。
HOME	主（登录）目录。
HOSTFILE	用于主机名补全的文件。
HOSTNAME	当前主机的名称。
HOSTTYPE	`bash`运行的机器类型。
IGNOREEOF	退出交互式Shell之前接收的EOF字符数量。
INPUTRC	`readline`启动文件。
LANG	用于确定未由以`LC_`开头的变量专门选择的任何类别（如LC_COLLATE、LC_CTYPE等）的区域类别。
LC_ALL	覆盖`$LANG`和任何其他指定区域类别的`LC_`变量的值。
LC_COLLATE	确定路径名扩展结果排序时使用的排序顺序。
LC_CTYPE	确定路径名扩展和模式匹配中字符的解释和字符类的行为。
LC_MESSAGES	此变量确定用于翻译以`$`开头的双引号字符串的区域设置。
LC_NUMERIC	确定用于数字格式化的区域类别。
LINENO	U	脚本或函数中刚刚运行的行号。
MACHTYPE	描述`bash`执行所在系统的字符串。
MAIL	检查新邮件的文件名。
MAILCHECK	检查新邮件的频率（以秒为单位）。
MAILPATH	L	如果未设置`$MAIL`，则检查新邮件的文件名列表。
OLDPWD	上一个工作目录。
OPTARG	`getopts`处理的最后一个选项参数的值。
OPTERR	如果设置为 1，显示`getopts`的错误消息。
OPTIND	选项之后的第一个参数的编号。
OSTYPE	`bash`执行的操作系统。
PATH	L	命令的搜索路径。
PIPESTATUS	A	一个数组变量，包含最近执行的前台管道中进程的退出状态值列表。
POSIXLY_CORRECT	如果在`bash`启动时存在于环境中，Shell在读取启动文件之前进入POSIX模式，就像提供了`--posix`调用选项一样。如果在Shell运行时设置，`bash`启用POSIX模式，就像执行了`set -o posix`命令一样。
PROMPT_COMMAND	在发出主提示之前，将其值作为命令执行。
PS1	主命令提示字符串。
PS2	行延续的提示字符串。
PS3	`select`命令的提示字符串。
PS4	`xtrace`选项的提示字符串。
PPID	R	父进程的进程ID。
PWD	当前工作目录。
RANDOM	U	0到32767（2^15 - 1）之间的随机数。
REPLY	用户对`select`命令的响应；如果未给出变量名，则是`read`命令的结果。
SECONDS	U	自Shell被调用以来的秒数。
SHELL	Shell的完整路径名。
SHELLOPTS	LR	已启用的Shell选项列表。
SHLVL	每次调用新的`bash`实例（不是子Shell）时递增 1，用于计算`bash`Shell的嵌套深度。
TIMEFORMAT	指定在命令管道上使用`time`保留字时输出的格式。
TMOUT	如果设置为正整数，则在没有收到输入的情况下，Shell自动终止的秒数。
UID	R	当前用户的用户ID。
auto_resume	控制作业控制的工作方式（值为`exact`、`substring`或其他非这些关键字的值）。
histchars	指定用作历史控制字符的内容，通常设置为字符串`!^#`。