• 函數(shù)的基本含義
• 函數(shù)的定義和使用
• 數(shù)組
• 字符串處理
• 特殊的處理變量用法

一取劫、函數(shù)基本含義：

• 函數(shù)：多條Shell命令組成的語(yǔ)句塊，實(shí)現(xiàn)代碼重用忌卤、模塊化編程

• 函數(shù)與Shell程序的區(qū)別：

  • 函數(shù)不能獨(dú)立運(yùn)行扫夜，Shell程序可以獨(dú)立運(yùn)行
  • 函數(shù)只能在Shell程序中運(yùn)行，Shell程序可以在其他Shell程序建立的子Shell中運(yùn)行
  • 函數(shù)可以修改Shell中的變量驰徊，子Shell程序無(wú)法修改父Shell程序的變量

• 使用函數(shù)前必須對(duì)其定義笤闯，定義中需要闡明函數(shù)名和函數(shù)體

• 函數(shù)的定義：函數(shù)的名稱建議有一定含義，增加可讀性
  函數(shù)定義的語(yǔ)法格式共有3種棍厂，效果相同

  • 格式1：
    function f_name {
    函數(shù)體
    ......
    }
  • 格式2：
    function f_name () {
    函數(shù)體
    ......
    }
  • 格式3：
    f_name() {
    函數(shù)體
    ......
    }

• 函數(shù)的使用：給出函數(shù)名颗味，則函數(shù)名位置自動(dòng)被替換為函數(shù)代碼

• 函數(shù)的定義和使用方式：

  • 可以在交互式環(huán)境中直接定義函數(shù)
  • 可以在腳本中定義和使用函數(shù)
  • 可以把函數(shù)的定義編寫(xiě)在一個(gè)腳本文件中

• 函數(shù)的返回值：

  • 函數(shù)體內(nèi)echo語(yǔ)句輸出值
  • 函數(shù)體內(nèi)調(diào)用命令的輸出結(jié)果

• 函數(shù)的退出狀態(tài)碼

  • 默認(rèn)狀態(tài)：退出狀態(tài)碼取決于函數(shù)體執(zhí)行的最后一條命令的退出狀態(tài)碼
  • 自定義退出狀態(tài)碼 return命令：
    • return，默認(rèn)狀態(tài)的退出狀態(tài)碼：return前最后執(zhí)行命令的退出狀態(tài)碼
    • return NUM：以指定的數(shù)字NUM（0-255）作為退出狀態(tài)碼牺弹，一般0指代成功浦马，1-255可以自定義各類錯(cuò)誤

二、函數(shù)的定義與使用詳解：

（一）函數(shù)的定義：

• 交互式環(huán)境定義

f_name () {          //第一行輸至{回車
>函數(shù)體語(yǔ)句           //>是提示符张漂，后面輸入函數(shù)體語(yǔ)句晶默，回車換行繼續(xù)輸入
>函數(shù)體語(yǔ)句
> ......
>}                   //輸入}后回車定義本函數(shù)完畢

• 在腳本中定義函數(shù)
  shell是解釋性語(yǔ)言，運(yùn)行時(shí)從上至下執(zhí)行語(yǔ)句鹃锈，故函數(shù)的定義語(yǔ)句必須在其被調(diào)用之前

• 函數(shù)定義文件
  使用函數(shù)文件中定義的函數(shù)前荤胁，必須先執(zhí)行函數(shù)定義文件，此時(shí)函數(shù)的定義將載入當(dāng)前shell環(huán)境中屎债，語(yǔ)法：. filename 或者 source filename

（二）函數(shù)的使用

• 只需給出函數(shù)名即可調(diào)用函數(shù)

  • set：查詢當(dāng)前所有定義的函數(shù)仅政，這些函數(shù)都已經(jīng)載入所在shell
    語(yǔ)法：set f_name， f_name：函數(shù)名稱
  • unset：撤銷函數(shù)的定義盆驹，被撤銷函數(shù)的定義將從shell中卸載
    語(yǔ)法：unset f_name圆丹，f_name：函數(shù)名稱

• 環(huán)境函數(shù)：在子進(jìn)程中使用父進(jìn)程定義的函數(shù)
  語(yǔ)法：
  聲明環(huán)境函數(shù)：export -f f_name，f_name函數(shù)名稱
  查看環(huán)境函數(shù)：export -f 或者 declare -xf

• 函數(shù)的參數(shù)：函數(shù)可以接受參數(shù)躯喇，從而擴(kuò)展函數(shù)的使用功能

  • 傳遞參數(shù)給函數(shù)：在調(diào)用函數(shù)時(shí)辫封，在函數(shù)名后直接附加以空格分隔的給定參數(shù)
    語(yǔ)法：f_name arg1 arg2 arg3...，f_name：函數(shù)名稱廉丽；arg1,arg2,arg3：參數(shù)
  • 函數(shù)體內(nèi)調(diào)用參數(shù)倦微，使用位置變量$1, $2, $3以及一些特殊變量：$*, $@, $#

• 函數(shù)變量的作用域：

  • 環(huán)境變量：在父進(jìn)程、子進(jìn)程均有效的變量正压，使用export var_name聲明
  • 本地變量：僅在本進(jìn)程范圍內(nèi)有效的變量欣福，函數(shù)內(nèi)對(duì)本地變量的修改將影響到函數(shù)外
  • 局部變量：僅在函數(shù)的生命周期內(nèi)有效，函數(shù)調(diào)用結(jié)束則自動(dòng)消失焦履，故函數(shù)內(nèi)對(duì)局部變量的修改對(duì)函數(shù)外無(wú)影響拓劝，使用local var_name聲明
  • 當(dāng)本地與局部變量名稱相同時(shí)雏逾，從函數(shù)的聲明周期角度分析，函數(shù)體內(nèi)部使用局部變量運(yùn)算郑临，函數(shù)體外使用本地變量運(yùn)算栖博，兩個(gè)變量相互隔離

• 函數(shù)的遞歸調(diào)用：函數(shù)調(diào)用自身

  • 函數(shù)的遞回調(diào)用一般需要有結(jié)束條件，使子層函數(shù)的結(jié)果最終能夠返回至上層函數(shù)中
  • 不同的語(yǔ)言的最大遞歸層數(shù)不同
  • fork炸彈：不斷fork進(jìn)程的無(wú)限循環(huán)厢洞，最終耗盡系統(tǒng)資源
    • 函數(shù)實(shí)現(xiàn)
      :(){ :|:& };:仇让，:冒號(hào)是函數(shù)名稱，本函數(shù)與下面的函數(shù)寫(xiě)法相同
      bomb() { bomb | bomb & }; bomb犀变，函數(shù)名為bomb
    • 腳本實(shí)現(xiàn)

      #! /bin/bash
      ./$0|./$0&
      

• 實(shí)驗(yàn)：
  漢諾塔問(wèn)題：三根柱子妹孙，在一根柱子上從下往上按照大小順序摞著N片盤(pán)子。要求把圓盤(pán)從下面開(kāi)始按大小順序重新擺放在另一根柱子上获枝。并且規(guī)定，在小圓盤(pán)上不能放大圓盤(pán)骇笔，在三根柱子之間一次只能移動(dòng)一個(gè)圓盤(pán)省店，利用函數(shù)，實(shí)現(xiàn)N片盤(pán)的漢諾塔的移動(dòng)步驟

  分析：
  想要把N個(gè)盤(pán)子從一個(gè)柱子移動(dòng)到另一個(gè)柱子笨触，可以分為三個(gè)步驟：（1）把N-1個(gè)盤(pán)子從柱子A移動(dòng)到柱子B懦傍；（2）把第N個(gè)盤(pán)子從柱子A移動(dòng)到柱子C；（3）把N-1個(gè)盤(pán)子從柱子B移動(dòng)到柱子C芦劣。而步驟1和步驟3都能夠再分解為如上的三個(gè)步驟粗俱，所以漢諾塔問(wèn)題是一個(gè)遞歸問(wèn)題。通過(guò)遞歸函數(shù)虚吟，可以實(shí)現(xiàn)輸出漢諾塔的移動(dòng)步驟寸认。

  代碼：

read -p "please type the layer of hannuota: " num 
from="A"
via="B"
to="C"
#第2步的函數(shù)實(shí)現(xiàn)
move () {
        echo "plate:$1 $2 --> $3"
}
#實(shí)現(xiàn)遞歸函數(shù)
hannuota () {
#       echo num:$1 from:$2 via:$3 to:$4
        if [ $1 -eq 1 ]; then
                move $1 $2 $4
        else
#遞歸過(guò)程具體實(shí)現(xiàn)
                hannuota $[ $1-1 ] $2 $4 $3
                move $1 $2 $4
                hannuota $[ $1-1 ] $3 $2 $4
        fi  
}
#調(diào)用函數(shù)
hannuota $num $from $via $to

執(zhí)行結(jié)果如下：

三、數(shù)組：

（一）數(shù)組的定義：

• 數(shù)組：存儲(chǔ)多個(gè)元素的連續(xù)的內(nèi)存空間串慰，相當(dāng)于多個(gè)變量的集合

• 數(shù)組的索引：從0開(kāi)始編號(hào)偏塞，數(shù)字索引方式

• 數(shù)組的關(guān)聯(lián)索引：自定義索引，使用字母邦鲫、數(shù)字等符號(hào)作為索引灸叼，從bash 4.0開(kāi)始支持

• 稀疏數(shù)組：數(shù)組的索引編號(hào)不連續(xù)，可以創(chuàng)建時(shí)不連續(xù)庆捺，也可能因數(shù)組的增刪操作而變得不連續(xù)

（二）數(shù)組的語(yǔ)法介紹：

• 聲明數(shù)組：普通數(shù)組和關(guān)聯(lián)數(shù)組一經(jīng)聲明不可互相轉(zhuǎn)換
  普通數(shù)組：declare -a ARRAY_NAME
  關(guān)聯(lián)數(shù)組：declare -A ARRAY_NAME古今，關(guān)聯(lián)數(shù)組必須先聲明才能被調(diào)用

• 數(shù)組元素的賦值：
  （1）給單個(gè)元素賦值：
  ARRAY_NAME[#]=VALUE
  （2）一次將數(shù)組元素賦值：
  ARRAY_NAME=("VAL1" "VAL2" "VAL3" "VAL4" ...)
  （3）給特定的數(shù)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(shù)組：
  declare -a

（三）數(shù)組數(shù)據(jù)的處理：

• 引用數(shù)組元素：${ARRAY_NAME[#]}
  注明：${ARRAY_NAME}相當(dāng)于${ARRAY_NAME[0]}

• 引用數(shù)組所有元素：
  ${ARRAY_NAME[*]} 或者 ${ARRAY_NAME[@]}

• 數(shù)組的長(zhǎng)度（數(shù)組元素的個(gè)數(shù)）
  ${#ARRAY_NAME[*]} 或者 ${#ARRAY_NAME[@]}

• 添加數(shù)組元素至數(shù)組尾部
  ARRAY_NAME[${#ARRAY_NAME[*]}]=VALUE

• 刪除數(shù)組元素
  unset ARRAY_NAME[#]

• 刪除數(shù)組
  unset ARRAY_NAME

• 數(shù)組切片
  ${ARRAY_NAME[@]:offset:number}
  offset：跳過(guò)元素的個(gè)數(shù)
  number：取出元素的個(gè)數(shù)

• 實(shí)驗(yàn)：如下圖所示，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)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(fā)現(xiàn)需要交換的數(shù)字其特點(diǎn)在于滔以，兩個(gè)數(shù)字所在位置的行號(hào)與列號(hào)正好相反捉腥。如數(shù)字2位于行1列2，而數(shù)字4位于行2列1醉者。由此但狭，可以分別采用兩次循環(huán)操作行號(hào)和列號(hào)披诗，并交換符合要求的數(shù)字。為了防止已經(jīng)交換的數(shù)字再次交換立磁，實(shí)際上需要虛幻的數(shù)字位于數(shù)字1至數(shù)字9所連接成的對(duì)角線上方數(shù)字即可呈队。

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(kāi)始數(shù)組編號(hào)，所以先對(duì)用戶輸入值自減1
let matrix_num--      
num=1
#定義數(shù)組
declare -a matrix   
#從1開(kāi)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(shù)唱歧，實(shí)現(xiàn)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(diào)用函數(shù)宪摧，打印矩陣
func
echo
# 將矩陣轉(zhuǎn)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(diào)用func函數(shù)，打印矩陣
func

執(zhí)行結(jié)果如下：

四颅崩、字符串處理：

（一）字符串切片：

• ${#var}：返回字符串變量的長(zhǎng)度

• ${var:offset}：返回字符串從第offset個(gè)（不含第offset個(gè)）到最后字符的部分

• ${var:offset:num}：返回字符串從第offset個(gè)（不含第offset個(gè)）共num個(gè)字符長(zhǎng)度的部分

• ${var: -length}：返回字符串最右側(cè)的length個(gè)字符几于，冒號(hào)后有一個(gè)空格

• ${var:offset:-length}：返回字符串從第offset個(gè)（不含第offset個(gè)）到距最右側(cè)共length個(gè)字符的部分

• ${var: -length:-offset}：從最右側(cè)向左取length個(gè)字符開(kāi)始，至距最右側(cè)offset個(gè)字符之間的字符沿后，-length前有一個(gè)空格

（二）基于模式取子字符串：

• ${var#*word}：刪除從字符串開(kāi)始至第一次出現(xiàn)word之間的所有字符

• ${var##*word}：貪婪模式沿彭，刪除從字符串開(kāi)始至最后一次出現(xiàn)word之間的所有字符

• ${var%word*}：刪除從最右側(cè)開(kāi)始至第一次出現(xiàn)word之間的所有字符

• ${var%%word*}：貪婪模式，刪除從最右側(cè)開(kāi)始至最后一次出現(xiàn)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(xiě)轉(zhuǎn)換

• ${var^^}：字符串全部轉(zhuǎn)換為大寫(xiě)

• ${var,,}：字符串全部轉(zhuǎn)換為小寫(xiě)

五尖滚、特殊的處理變量用法：

（一）聲明為有類型變量：declare 和 typeset喉刘，兩者等價(jià)

語(yǔ)法：
declare [選項(xiàng)] 變量名
-r 聲明或顯示只讀變量
-i 將變量定義為整型數(shù)
-a 將變量定義為數(shù)組
-A 將變量定義為關(guān)聯(lián)數(shù)組
-f 顯示此腳本前定義過(guò)的所有函數(shù)名及其內(nèi)容
-F 僅顯示此腳本前定義過(guò)的所有函數(shù)名
-x 聲明或顯示環(huán)境變量和函數(shù)
-l 聲明變量為小寫(xiě)字母
-u 聲明變量為大寫(xiě)字母

（二）eval命令：

• 功能：先掃描一次命令行執(zhí)行全部替換，再執(zhí)行命令

• 適用于一次掃描不能實(shí)現(xiàn)功能的變量漆弄，eval命令可以實(shí)現(xiàn)兩次掃描

（三）間接變量引用：

• 如果第一個(gè)變量的值是第二個(gè)變量的名字睦裳，從第一個(gè)變量引用第二個(gè)變量的值就稱為間接變量引用

• 實(shí)現(xiàn)方法：
  eval tempvar=$$variable1
  tempvar=${!variable1}

（四）創(chuàng)建臨時(shí)文件 mktemp命令：

• 功能：創(chuàng)建并顯示臨時(shí)文件，可避免沖突

• 語(yǔ)法：
  mktemp [OPTION]... [TEMPLATE]
  TEMPLATE: filename.XXXX撼唾，至少要出現(xiàn)三個(gè)
  OPTION：
  -d: 創(chuàng)建臨時(shí)目錄
  -p DIR或--tmpdir=DIR：指明臨時(shí)文件所存放目錄位置

（五）安裝復(fù)制文件 install命令：

• 可以實(shí)現(xiàn)文件復(fù)制廉邑，所有者、所屬組修改倒谷，權(quán)限修改在一條命令中執(zhí)行

• 語(yǔ)法：
  install [OPTION]... [-T] SOURCE DEST 單文件
  install [OPTION]... SOURCE... DIRECTORY
  install [OPTION]... -t DIRECTORY SOURCE...
  install [OPTION]... -d DIRECTORY...創(chuàng)建空目錄

• 選項(xiàng)：
  -m MODE蛛蒙，默認(rèn)755
  -o OWNER
  -g GROUP

（六）expect命令：

• 功能：實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化交互式操作場(chǎng)景

• expect 語(yǔ)法：
  expect [選項(xiàng)] [ -c cmds] [ [ -[f|b] ] cmdfile] [ args ]

• 選項(xiàng)
  -c：從命令行執(zhí)行expect腳本，expect默認(rèn)交互式執(zhí)行
  -d：可以輸出調(diào)試信息

• expect中相關(guān)命令
  spawn：?jiǎn)?dòng)新的進(jìn)程
  send：用于向進(jìn)程發(fā)送字符串
  expect：從進(jìn)程接收字符串
  interact：允許用戶交互
  exp_continue：匹配多個(gè)字符串在執(zhí)行動(dòng)作后加此命令

• expect最常用的語(yǔ)法（tcl語(yǔ)言:模式-動(dòng)作）

  • 單一分支模式語(yǔ)法：
    expect “hi” {send “You said hi\n"}
    匹配到hi后恨锚，會(huì)輸出“you said hi”宇驾，并換行

  • 多分支模式語(yǔ)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(shí)，執(zhí)行相應(yīng)輸出猴伶。等同如下：
    expect {
    "hi" { send "You said hi\n"}
    "hehe" { send "Hehe yourself\n"}
    "bye" { send “Good bye\n"}
    }