Linux＃8 Shell的人机交互-输入篇

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这是第144篇原创；距2019年还有173天

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Shell的人机输入交互

命令行参数：填在命令后的数据值，为命令提供运行参数

命令行选项：命令后的、跟在破折线后面的单个字母，可以改变命令的行为

键盘输入：用户通过键盘键入单个或多个参数值并赋值给shell变量

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命令行参数

命令行参数是向shell脚本传递数据最基本方法。命令行参数在运行脚本时向命令行添加数据值：

$./commandvar1var2var3

在上例中，启动了shell脚本command，并向该脚本传递了3个命令行参数—var1、var2与var3。下面我们将对shell脚本如何处理命令行参数进行说明。

1.1 读取参数

shell变量通过位置参数的特殊变量对命令行参数进行解析。其规则非常简单，具体使用方法示例见下图：

$0：shell在命令行启动的程序的名称

$1 ~ $9：第1 ~ 第9个参数

$ ~ $：分别表示第10 ~ 第N个参数（N>10）

$#：命令行参数的个数（并不包括启动程序的名称参数）

$*：将命令行上提供的所有参数当做单个单词保存；也就是说，$*变量会将这些参数当做一个参数，而不是多个对象；不支持for命令

$@：将命令行上提供的所有参数当做一个字符串保存；但是，它允许你通过for命令遍历所有的值，将提供的每个参数分割开。

注意事项：

当命令行参数值包括空格时，记得需要将该包括空格在内的参数值用单引号或双引号圈起来（将文本字符串作为参数传递时，引号并不是数据的一部分。它们只是将数据的开始、结尾和其他内容分开）

如果脚本的命令行的参数个数超过9，那么在第9个变量之后，需要用花括号将数字包裹起来；如：$1表示第一个变量参数；第11个变量参数则用$进行标识

$0可能是命令名称，也可能是包括该命令在内的全路径名称。为了能够获取命令的名称，可用basename $0命令进行统一处理，无论采用何种方式启动程序，均可正确获取命令名称

当我们判断某个参数是否有数据内容时，可以用if [ -n $var ]进行判断；如果参数存在则继续进行处理，否则执行退出或赋值变量默认值

如果我们使用for命令遍历$*、$@两个特殊变量，可以发现：$*变量会将所有命令行参数当成了单个参数；而$@变量会单独处理每个参数，这是遍历获取所有参数值的最佳实践

1.2 移动变量

bash shell工具链中提供了shift命令来帮助操作命令行参数，该命令会根据它们的相对位置来移动命令行参数，实现对命令行参数的遍历。

使用shift命令时，默认情况下它会将每个参数变量减一。比如命令行有3个参数，当执行shift命令一次后，变量$3的值会移动到$2，变量$2的值会移动到$1，而变量$1的值则会被删除。

当我们不知道命令行参数个数的情况下，采用shift命令遍历其命令行参数是一种绝佳的方法。我们可以只操作第一个参数，执行shif命令移动参数，然后继续操作第一个参数，依次迭代。当然，你也可以执行shift n命令，n为你想移动的参数位数，默认为1。

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命令行选项

所谓命令行选项，是紧跟在破折号后面的单个字母，能改变命令的行为。

2.1 基本处理方法

一般实际shell应用中，参数与选项会同时出现在命令行中，那么我们一般需要对其参数与选项的进行分离处理。处理方法也很简单，基于while+case的组合控制命令即可，如下例所示：

该例提供了对于命令行参数与选项的基本处理方法，提供了以下功能：

通过while循环+shift的命令组合实现了对命令行选项与参数的遍历

通过case命令实现了对选项的识别，并对于选项带参数、选项不带参数的不同场景做了不同的业务处理；对于选项带参数的方式提供了如何获取参数值的方法

bash shell会用双破折线--来表明选项结束了，示例演示了shell看到双破折线后，脚本会安全地将剩下的命令行参数当做参数而非选项来处理

2.2 使用getopt命令

格式：

getopt optstring options parameters

功能：

getopt命令为解析命令行选项与参数提供了方便且强大的功能。该命令可以接受一系列任意形式的命令行选项和参数，并自动将它们转换成适当的格式。

其中，optstring定义了命令行有效的选项字母 ，还定义了哪些选项字母需要参数值。在每个需要参数值的选项字母后面加一个冒号。

下面我们通过getopt命令改造上述的例子：

该例提供了基于getopt解析命令行参数与选项的处理方法，提供了以下功能：

set -- `getopt ab:c "$@"` 指示了命令行合法的选项包括-a、-b、-c；其中-b选项是带参数的，而其他两个选项不需要带参数

当命令行出现了不合法的选项-d时，getopt会报出“illegal option -- d”的错误信息

getopt命令似乎不能处理带空格的参数值，它会把空格当做参数分隔符，而不是根据双引号将“123 456”当做一个参数；如何才能破局？请转向命令getopts

2.3 使用getopts命令

格式：

getopts optstring variable

功能：

每次调用getopts命令，只能处理一个命令行上检测到的参数。处理完所有的参数后，它会退出并返回一个大于0的退出状态码。这种特性非常适合用在解析命令行所有参数的循环中。

与getopt命令类似，optstring定义了命令行有效的选项字母。在每个需要参数值的选项字母后面加一个冒号。要去掉该命令的错误输出，可以在所有的optstring之前加一个冒号。

getopts命令有两个重要的环境变量，在循环处理的过程中经常会用到：

OPTARG：保存当前处理的选项的参数值

OPTIND：保存了参数列表中getopts正在处理的参数的位置

下面我们通过getopts命令改造上述的例子：

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获得用户输入

上面我们讨论了利用命令行选项和参数的方式获取用户输入，以下我们将讨论交互性更强的一种方式——read命令。read命令从键盘/文件中接收输入，并将接收的数据赋值给一个标准变量。

功能说明：

-p选项：允许直接在read命令行后指定提示符，并将键盘的输入值赋值给提示符后的变量

read命令会为提示符输入的所有数据分配一个变量，也可以支持多个变量。输入的每个数据值都会分配给表中的下一个变量；如果变量表在数据之前用完了，剩下的数据就会分配给最后一个变量

可以在read命令行中不指定变量，会将read收到的任何数据都放进特殊环境变量REPLY中

-t选项：指定read命令等待输入的秒数；当计时器过期后，read命令会返回一个非零退出状态码

-s选项：阻止将传递给read命令的数据回显在显示器上（实际上，数据会显示，只是read命令会将文本颜色设成与背景色一致），多用在密码输入的场景

将文件运行cat命令后的输出，通过管道直接传给含有read命令的while命令，每次循环均能读取一行内容

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小结

综上，本文对shell提供的三种获取用户数据进行了介绍：命令行参数、命令行选项、键盘/文件输入。

命令行参数允许用户运行脚本时直接从命令行输入数据，脚本通过位置参数来获取命令行参数并将其赋值给变量。

命令行选项是单个字母且前面加个破折线。通过设置不同的选项，从而改变脚本的行为。可通过三种方式处理选项：第一种可采取与处理命令行参数相同的方式，利用位置参数遍历选项，并对不同选项执行不同的动作；第二种是采用getopt命令将命令行选项和参数转化成可以在脚本中处理的标准格式；第三种是采用getopts命令，较之getopt，它支持多个值的参数，以及识别脚本为定义选项的处理。

read命令提供了从脚本用户处获得数据的一种交互方式，支持提问等待、输入赋值多变量、隐藏输入回显、等待输入超时等功能。

在下文中，将会对shell脚本与用户交互方式（输出篇）进行介绍，实现将特定数据定位到特定位置。敬请期待！

One More Thing

推荐1：技术与软技能干货分享

上文1：Linux#6 shell的结构化命令

上文2：Linux#7 shell结构化循环命令进阶

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