Данное введение в программирование на bash прельстило меня своей краткостью и содержательностью. В то же время я изменил некоторые примеры, потому что они делали слегка не то, что ожидается новичками. Начинающим текст будет полезен как отправная точка для начала написания скриптов. Опытным — как справочник. Удачного чтения!
Выражаю также благодарность Владимиру Черному (начальнику отдела образовательных проектов ALT Linux) за внесенные в текст правки.

Тема программирования на bash из разряда тех, которые могут быть рассмотрены и в пару, и в сотни страниц. Гарольд Родригес (Harold Rodriguez) объясняет эту тему в приведенном ниже руководстве из двух частей. Его прекрасный и яркий стиль позволил ему охватить все существенные черты программирования на bash буквально на нескольких страницах.

Если вы никогда не программировали на bash ранее — сейчас самое время начать. Даже если у вас мало знаний о том, что такое bash, вы вполне можете посмотреть на множество интересных скриптов, разбираемых Гарольдом.

Введение

Подобно остальным оболочкам, доступным в Linux, Bourne Again shell (bash) является не только, собственно, командной оболочкой, но и языком для написания сценариев (скриптов) (слова «сценарий» и «скрипт» обычно являются синонимами — прим. перев.). Скрипты позволяют в полной мере использовать возможности оболочки и автоматизировать множество задач, которые иначе потребуют для своего выполнения ввода множества команд. Многие программы, работающие внутри вашего компьютера с Linux — это скрипты. Если вы захотите узнать, как они работают, или изменить их, важно понимать их синтаксис и семантику. Кроме того, понимая язык bash, вы сможете писать свои собственные программы, чтобы выполнять разные задачи теми способами, которые выберете сами.

Так все-таки программирование (programming) или написание скриптов (scripting)?

Новичков в программировании, как правило, озадачивает разница между, собственно, программированием и языками скриптов. Программы, написанные на каких-то языках программирования, обычно гораздо более мощные по возможностям и работают намного быстрее, чем программы, написанные на языках сценариев. Примеры языков программирования — C, C ++ и Java. Создание программы на каком-либо языке программирования обычно начинается с написания исходного кода (текстовый файл, содержащий инструкции о том, как будет работать окончательная программа), затем его необходимо скомпилировать (собрать) в исполняемый файл. Этот исполняемый файл не так легко переносить между различными операционными системами. Например, если вы напишете на программу на C для Linux, вы не сможете запустить ее в Windows. Чтобы сделать это, вам придется перекомпилировать исходный код под Windows. Написание скрипта также начинается с написания исходного кода, который не компилируется в исполняемый файл. Вместо этого интерпретатор оболочки последовательно читает инструкции в файле исходного кода и выполняет их. К сожалению, поскольку интерпретатор должен читать каждую инструкцию, скорость исполнения скрипта обычно медленнее (намного медленнее — прим. перев.), чем у скомпилированной программы. Основным преимуществом скриптов является то, что вы можете легко переносить исходный файл в любую операционную систему и просто запускать их (естественно при наличии интерпретатора для этой операционной системы — прим. перев.).

Bash — это язык сценариев. Он отлично подходит для написания небольших программ, но если вы планируете делать какие-то мощные приложения, выбор для этого какого-либо языка программирования предпочтительнее для вас. Другие примеры скриптовых языков Perl, Lisp, и Tcl.

Что нужно знать для написания своих скриптов?

Для этого необходимо знание основных команд Linux. Например, вы должны знать, как копировать, перемещать и создавать новые файлы. Обязательно умение использовать какой-либо текстовый редактор. Существуют три основных текстовых ред
актора в Linux: vi, emacs и pico (автор еще забыл nano, который лучше всего подходит начинающим, если не учитывать еще и mcedit. — Прим. перев.). Если вы не знакомы с vi или emacs, используйте pico или другой простой в использовании текстовый редактор.

Внимание!!!

Не следует учиться программировать на bash из-под пользователя root! В противном случае — может случиться все что угодно! Я не буду нести никакой ответственности, если вы случайно допустите ошибку и испортите вашу систему. Вы предупреждены! Используйте учетную запись обычного пользователя без каких-либо привилегий. Вы можете даже создать нового пользователя только для обучения написанию сценариев. Таким образом, худшее, что произойдет в данном случае — это исчезновение данных в каталоге этого пользователя.

Ваша первая программа на Bash

Нашей первой программой будет классическая «Hello World». Конечно, если уже вы программировали раньше, вы должно быть устали от таких примеров. Однако это — традиция и кто я такой, чтобы менять ее? Программа «Hello World» просто выводит слова «Hello World» на экран. Запустите текстовый редактор и наберите в нем следующее:

#!/bin/bash
echo «Hello World»

Первая строка сообщает Linux использовать интерпретатор bash для запуска этого скрипта. В этом случае, bash находится в каталоге /bin. Если у вас bash находится где-то еще, сделайте соответствующие изменения в данной строке. Явное указание интерпретатора очень важно, удостоверьтесь еще раз, что указали его, поскольку данная строка говорит Linux какой именно интерпретатор нужно использовать для выполнения инструкций в скрипте. Следующее, что нужно сделать, это сохранить скрипт. Назовем его hello.sh. После этого вам нужно сделать скрипт исполняемым:

$ chmod u+x hello.sh

Если вы не понимаете, что делает эта команда, прочтите справочную страницу команды chmod:

$ man chmod

Как только это будет сделано, вы сможете запустить программу, просто набрав ее название:

$ ./hello.sh

Hello World

Получилось! Это ваша первая программа! И хотя она скучная и не делает ничего полезного, она показывает как именно все работает. Просто запомните эту простую последовательность действий: напишите код, сохраните файл, сделайте его исполняемым с помощью chmod и запустите.

Команды, команды и команды

Что именно делает ваша первая программа? Она печатает на экран слова «Hello World». Каким образом она это делает? Она использует команды. В нашей программе мы написали только одну команду — echo «Hello World». Что именно тут команда? echo. Эта программа принимает один аргумент и печатает его на экран.

Аргументом является все, что следует после ввода названия программы. В нашем случае «Hello World» это и есть аргумент, переданный команде echo. При вводе команды ls /home/, аргументом команды ls является /home. Ну и что это все означает? А означает это то, что если у вас есть программа, которая принимает какой-то аргумент и выводит что-то на экран, вы можете использовать ее вместо echo. Предположим, что у нас есть программа под названием foo. Эта программа будет принимать один аргумент (строку из слов) и печатать их на экран. Тогда мы можем переписать нашу программу вот так:

#!/bin/bash
foo «Hello World«

Сохраните ее, сделайте исполняемой и перезапустите ее (примечание для новичков — этот пример работать не будет. — Прим. перев.):

$ ./hello
Hello World

Точно такой же результат. Использовался ли тут какой-то уникальный код? Нет. Написали ли мы какую-то программу? Нет, если только вы не являетесь автором программы echo. Все, что вы сделали — просто встроили программу echo в наш скрипт и снабдили ее аргументом. Примером альтернативы использования команды echo в реальном программировании является команда printf, которая имеет больше возможностей, если вы знакомы с программированием на C. Ну и на самом деле, точно такой же результат можно было бы получить и без написания скрипта:

$ echo «Hello World”
Hello World

Написание скриптов на bash предлагает широкий спектр возможностей и этому легко научиться. Как вы только что могли видеть, вы используете другие команды Linux, чтобы писать ваши собственные скрипты. Ваша программа-оболочка представляет собой несколько других программ, собранных вместе для выполнения какой-либо задачи.

Другие полезные программы

Сейчас мы напишем программу, которая переместит все файлы в каталог, удалит его вместе с содержимым, а затем создаст это каталог заново. Это может быть сделано с помощью следующих команд (В примере, приведенном в оригинале автор показывает, что не зря рекомендовал делать приведенные упражнения под специально созданным пользователем. Результатом выполнения данной последовательности команд будет чистый каталог, в котором вы работаете. Скорее всего это будет ваша домашняя директория. Поэтому, если вы НЕ хотите удаления всех файлов в ней — НЕ выполняйте команды из оригинала статьи. А лучше последуйте совету автора и создайте отдельного пользователя специально для тренировки написания скриптов. Этот пример я немного расширил и теперь он не такой опасный. Прим. перев.):

Вместо того, чтобы вводить это все в интерактивном режиме, напишем скрипт, выполняющий эти команды:

#!/bin/bash

touch file1
mkdir trash
mv file1 trash
rm -rf trash
mkdir trash
echo “Файл удален!”

Сохраните его под именем clean.sh и теперь все, что нужно сделать — это запустить его. Он переместит все файлы в каталог, удалит его, создаст его заново каталог и даже напечатает сообщение об удалении файлов. Запомните, если вы обнаружите, что регулярно делаете нечто требующее набора одной и той же последовательности команд — это вполне можно автоматизировать написанием скрипта.

Комментарии

Комментарии помогают сделать ваш код более читабельным. Они не влияют на то, что выводит программа. Они написаны специально для того, чтобы вы их прочли. Все комментарии в Bash начинаются с хэш-символа #, за исключением первой строки (#!/bin/bash), имеющей специальное назначение. Первая строка — не комментарий. Возьмем для примера следующий код:

#!/bin/bash
#
Эта программа считает от 1 до 10:
for i in 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10; do
echo $i
done

Даже если вы пока не понимаете скрипты на Bash, вы сразу же поймете, что делает приведенный выше пример, благодаря комментарию. Комментирование кода — хорошая практика. Со временем вы поймете, что, если вам нужно будет поддерживать ваши скрипты, то при наличии комментированного кода — делать это станет легче.

Переменные

Переменные это просто «контейнеры», которые содержат некоторые значения. Создавать их нужно по многим причинам. Вам нужно будет как-то сохранять вводимые пользователем данные, аргументы или числовые величины. Например:

#!/bin/bash
x=12
echo ”Значение переменной x — $x”

Здесь мы присвоили переменной x значение 12. Строка echo “Значение переменной х — $x” напечатает текущее значение x. При определении переменной не допускается наличие каких-то пробелов между именем переменной и оператором присваивания: «=». Синтаксис следующий:

имя_переменной=ее_значение.

Обращение к переменным выполняется с помощью префикса «$» перед именем переменной. Именно таким образом мы получаем доступ к значению переменной х с помощью команды echo $x.

Есть два типа переменных — локальные и переменные окружения. Переменные окружения устанавливаются системой и имеют специальной назначение. Обычно их значение может быть выведено с помощью команды echo. Например, если ввести:

$ echo $SHELL

/bin/bash

Вы получили имя оболочки, запущенной в данный момент. Переменные среды задаются в файле /etc/profile и в ~/.bash_profile. Команда echo может применяться для проверки текущего значения переменной.

Если вы все еще возникают проблемы с пониманием того зачем нужно использовать переменные, приведем пример:

#!/bin/bash
echo «Значение х — 12».
echo «У меня есть 12 карандашей».
echo «Он сказал мне, что значение х равно 12».
echo «Мне 12 лет.»
echo «Как получилось, что значение х равно 12?»

Хорошо, теперь предположим, что вы решите поменять значение х на 8 вместо 12. Что для этого нужно сделать? Вы должны изменить все строки кода, в которых говорится, что х равно 12. Но погодите… Есть другие строки кода, где упоминается это число, поэтому простую автозамену использовать не получится. Теперь приведем аналогичный пример, только с использованием переменных:

#!/bin/bash
x=12 # задаем переменной х значение 12
echo «Значение х = $х»
echo «У меня есть 12 карандашей»
echo «Он сказал мне, что значение х равно $х»
echo «Мне 12 лет» < /span>

echo «Как получилось, что значение х равно $x?»

Здесь мы видим, что $x выводит текущее значение переменной х равное 12. Поэтому теперь, если вы хотите задать новое значение х равное 8, то все что вам нужно сделать, это изменить одну строчку с х=12 на х=8, и в выводе все строки с упоминанием x также изменяться. Поэтому вам не нужно руками модифицировать остальные строки. Как вы увидите позже, переменные имеют и другие способы применения.

Управляющие операторы

Управляющие операторы делают вашу программу компактнее и позволяют ей принимать решения. И, что еще более важно, они позволяют нам выполнять проверку на наличие ошибок. До сих пор все, что мы сделали, это писали скрипты, которые просто исполняют набор инструкций в файле. Например:

#!/bin/bash
cp /etc/foo .
echo ”Готово”

Это небольшой скрипт, назовем его bar.sh, копирует файл с именем /etc/foo в текущий каталог и выводит «Готово» на экране. Эта программа будет работать при одном условии — файл /etc/foo должен существовать. В противном случае вот что произойдет:

$./bar.sh
cp: /etc/foo: No such file or directory
Готово

Таким образом, как вы видите, есть проблема. Не у каждого, кто будет запускать вашу программу, будет файл /etc/foo. Наверное, было бы лучше, если б ваша программа сначала проверяла наличие данного файла, а затем при положительном ответе — выполняла бы копирование, в противном случае — просто бы завершала работу. В псевдо-коде это выглядит так:

если /etc/foo существует, то
скопировать /etc/foo в текущую директорию

напечатать «Готово» на экране
в противном случае,
напечатать на экране «Этот файл не существует»

выход

Можно ли это сделать в Bash? Конечно! Набор управляющих операторов Bash включает в себя: if, while, until, for и case. Каждый из этих операторов является парным, то есть начинается он одним тегом и заканчивается другим. Например, если условный оператор if начинается с if и заканчивается fi. Управляющие операторы — это не отдельные программы в системе, они встроены в bash.

if … else … elif … fi

Это один из наиболее распространенных операторов. Он позволяет программе принимать решения следующим образом — «если условие верно — делаем одно, если нет — делаем что-то другое». Чтобы эффективно его использовать, сначала нужно научиться пользоваться командой test. Эта программа выполняет проверку условия (например, существует ли файл, есть ли необходимые права доступа). Вот переписанный вариант bar.sh :

#!/bin/bash
if test -f /etc/foo
then
# Файл существует, копируем его и печатаем сообщение на экране
cp /etc/foo .
echo «Готово».
else # Файл не существует, поэтому мы печатаем сообщение

# и завершаем работу
echo «Этот файл не существует.»
exit

fi

Обратите внимание на отступы строки после then и else. Они не являются обязательными, но зато делают чтение кода гораздо более простым в том смысле, что делают логику программы более наглядной. Теперь запустите программу. Если у ва