L11: Bash skripty: echo, proměnné

linux.edumach.cz

1. ⬇️ Zdrojové kódy ke stažení 

$ cd
$ git clone https://github.com/edumach/bash
$ cd bash
$ ls -l

2. Skripty v jazyce Bash

Skripty v jazyce Bash mají několik hlavních významů a použití:

  1. Automatizace úloh: Bash skripty umožňují automatizovat opakující se úkoly a procesy v operačním systému Linux a Unix. Mohou být použity k vytvoření scénářů, které provádějí sekvenci příkazů nebo akcí, čímž snižují potřebu manuálního zásahu.

  2. Správa systému: Skripty Bash jsou často využívány pro správu a monitorování systému. Administrátoři mohou psát skripty pro zálohování dat, správu uživatelů, sledování výkonu a další úkoly, které usnadňují správu serverů a počítačových systémů.

  3. Zpracování textových dat: Bash skripty umožňují rychlé a flexibilní zpracování textových souborů. Můžete je použít k filtrování, analýze a transformaci textových dat, což je užitečné pro logickou analýzu a manipulaci s různými formáty dat.

  4. Automatizace úloh vývoje: Vývojáři mohou používat Bash skripty pro automatizaci úkolů spojených s vývojem softwaru. To zahrnuje sestavení, testování, nasazování a správu aplikací, což může zvýšit produktivitu a zjednodušit workflow vývojového týmu.

  5. Interakce s operačním systémem: Bash skripty mohou provádět různé operace v operačním systému, včetně vytváření, mazání a přesunování souborů, změny oprávnění, spouštění procesů a dalších systémových úkonů.

  6. Školení a vzdělávání: Skripty Bash jsou často používány pro výukové účely, protože poskytují přehled o základech práce s příkazovým řádkem a skriptování v Linuxu. Jsou vhodné pro začátečníky, kteří se chtějí seznámit s operačním systémem Linux.

Celkově řečeno, Bash skripty mají široké využití v administrativě, vývoji a automatizaci úloh v prostředí Linuxu a Unixu a umožňují uživatelům efektivněji a konzistentněji manipulovat s operačním systémem a daty.

3. Co je to ten bash

Bash (Bourne Again Shell) je standardní interpret příkazů v Linuxu založený na Bourne shell. Funguje jako rozhraní mezi uživatelem a systémem.

Jelikož je součástí GNU projektu, nebylo problémem ho portovat na unixové systémy, takže jeho znalost uplatníte i mimo Linux, např. na macOS.

Jde používat i v interaktivním režimu. Pokud máte před sebou otevřený terminál, pak ho právě v tomto režimu používáte.

To je standardní postup, který čeká na zadání příkazu od uživatele. Příkazy mohou být buď přímo zabudované v shellu nebo samostatné programy napsané téměř v libovolném programovacím jazyku.

Pomocí systémových proměnných umožňuje přizpůsobení pracovního prostředí. Některé z těchto proměnných jsou přednastaveny systémem, ostatní nastavuje uživatel např. v inicializačních souborech při spuštění shellu.

Bash je také velice mocný programovací nástroj. Když nám chybí nějaký program, nemusíme ho hned psát v jazyce C nebo Python, ale je možné vyřešit ho vytvořením skriptu.

Kromě bash existuje řada dalších: sh, csh, ash, ksh, tcsh, na macOS je to zsh.

Zjistěte, jestli máte jako implicitní shell nastaven opravdu bash:

$ echo $SHELL
/bin/bash

Příkaz echo $SHELL vypíše vámi používaný shell. $SHELL je interní proměnná shellu - musí být velkými písmeny. Jak vidíte, i bash je spustitelný program, který je uložen v /bin.

4. Příkaz echo 

echo [prepinace] [argument]

Příkaz echo vypíše argument:

$ echo Ahoj světe
Ahoj světe

$ echo "Ahoj světe"
Ahoj světe

$ echo "Ahoj\nsvěte"
Ahoj\nsvěte

$ echo -e "Ahoj\nsvěte"
Ahoj
světe

Přepínač -e vyhodnocuje escapovací znaky jako příkazy, jinak je \n vyhodnocen jako obyčejný text. Přepínač -n potlačí odřádkování. Více na man echo.

5. Příkaz read 

read <nazev>

Načte hodnotu a uloží do proměnné (nějaký textový řetězec). Proměnné vzniknou až přiřazením. Všechny jsou řetězec. Desetinná čísla bash nezná.

$ read x
25

$ read y
linux

Vznikly proměnné: x s hodnotou 25 a y s hodnotou linux.

6. Proměnné

Výpis obsahu proměnných

$ echo "x"
x

$ echo "x y" 
x y

Při použití se proměnná uvozuje znakem $. Tím se odliší od běžného textu:

$ echo "Hodnota x je $x"
Hodnota x je 25

$ echo "$x $y"
25 linux

$ echo $x$y
25linux

7. Výrazy 

$ echo "wc -l /etc/apt/sources.list"
wc -l /etc/apt/sources.list

$ echo $(wc -l /etc/apt/sources.list)
20 /etc/apt/sources.list

V prvním příkladu se jen vypíše argument na standardní výstup.

Ve druhém příkladu se nejprve vykoná příkaz v $() a jeho výstup předá příkazu echo, který jej vypíše na standardní výstup.

Trochu „sofistikovanější“ konstrukce:

$ cesta=/etc/apt/sources.list

$ echo $(wc -l $cesta)
20 /etc/apt/sources.list

$ echo $(wc -l $cesta) | awk {'print $1'}
20

V prvním příkladu se na prvním řádku do proměnné cesta uloží řetězec s požadovaným souborem (včetně cesty). Ve druhém řádku se obsah proměnné $cesta použije jako argument příkazu wc.

Ve druhém příkladu se výstup nejprve pošle rourou příkazu awk, který z řetězce

20 /etc/apt/sources.list

vypíše první „sloupec“ $1.

8. Aritmetické operace

Bash podporuje pouze základní čtveřici operací +, -, *, / (pouze celočíselné), dále % (modulo) a závorky ( ). Samozřejmě se respektuje priorita operací.

$ echo $x + $y
25 + 10

$ echo $($x + $y)
-bash: 25: command not found

$ echo $(($x + $y))
35

$ echo $(($x % $y))
5

Aby se výraz $x + $y vyhodnotil, je potřeba jej „zapouzdřit“ do ( ). Vypadá to nelogicky, ale není. Výraz ($x + $y) bash vypočte. Výsledkem je číslo 35. Tu bash vnímá jako „interní proměnnou“ a ta se vypisuje konstrukcí $().

Bash neumí pracovat s desetinnými čísly.

$ echo $((10 / 3))
2

8.1. Neinteraktivní kalkulačka bc

Pokud byste ve svých skriptech potřebovali nějaké složitější výpočty, lze využít program bc, což je neinteraktivní kalkulačka.

Pár ukázek:

$ echo "2^128" | bc
$ echo "10/3" | bc
$ echo "scale=4;10/3" | bc

kde scale definuje počet desetinných míst, středník je oddělovač příkazů.

Program bc umí i mnohem složitější výpočty. Základy zjistíte tradičně v manuálové stránce https://man7.org/linux/man-pages/man1/bc.1p.html nebo na jiných webech https://duckduckgo.com/?q=linux+bc+examples.

8.2. Kooperace skriptu a programu

Pro složitější matematické, či jakékoliv jiné úlohy je také možné využít jazyků Python nebo C běžně dostupných ve všech distribucích. v případě C bude možná potřeba doinstalovat překladač gcc.

📌 Oba příklady jsou v adresáři ~/bash/ (viz první kapitola):

8.2.1. Bash + Python

Níže je jednoduchý příklad skriptu v bashi odmocni_python.sh, který spustí program v Pythonu odmocni.py. Ten převezme číslo, provede jeho odmocnění a vrátí výsledek zpět do skriptu.

Bash skript odmocni_python.sh:

#!/bin/bash
echo "Zadej cislo k odmocneni: "
read n
vysledek=$(python3 odmocni.py $n)
echo "Vysledek: $vysledek"

Program v Pythonu odmocni.py:

import sys
import math

n = float(sys.argv[1]) # převzatý argument
vysledek = math.sqrt(n)
print(vysledek)

8.2.2. Bash + C

Níže je jednoduchý příklad skriptu v bashi odmocni_c.sh, který spustí program v C odmocni. Ten převezme číslo, provede jeho odmocnění a vrátí výsledek zpět do skriptu.

Bash skript odmocni_c.sh:

#!/bin/bash

echo "Zadej cislo k odmocneni: "
read n
vysledek=$(./odmocni $n)

echo "Vysledek: $vysledek"

Program v C odmocni.c:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>

int main(int argc, char * argv[])
{
	float cislo = atof(argv[1]); /* nacte cislo a prevede na float */ 
	cislo = sqrt(cislo);
	printf("%f", cislo);
	
	return 0;
}

☝ Tento model spolupráce skriptů a jazyků vám otevírá doslova neomezené možnosti při práci v systému nebo zpracování jakékoliv úlohy! Je to jeden z hlavních důvodů oblíbenosti Linuxu 😃

9. Příkaz date 

date [prepinace] [+format]

Vypíše systémový datum a čas.

$ date
Mon 07 Apr 2015 12:10:30 PM CET

Příkaz má mnoho voleb ve tvaru %znak, prostudujte na man date.

$ date "+%Y-%m-%d"
2015-04-07

$ date "+DATE: %F%nTIME: %H:%M:%S"
DATE: 2023-03-04
TIME: 14:03:37

🕑 date slouží i nastavení času (smí pouze root).

10. echo a přesměrování

Příkaz echo svůj výstup směruje výhradně na standardní výstup (monitor). V skriptech často potřebujeme jej přesměrovat do souboru.

$ cesta=/etc/apt/sources.list
$ wc -l $cesta > wc1
$ wc -l $cesta | awk {'print $1'} > wc2
$ echo $(wc -l $cesta) | awk {'print $1'} > wc3

Všechny tři příklady vykonají totéž: přesměrují svůj výstup do souboru. Pokud soubor neexistuje, vytvoří ho. Pokud existuje, přepíše ho (overwrite). Pro přidání na konec souboru slouží konstrukce >> (append).

$ cesta=/etc/apt/sources.list
$ wc -l $cesta > wc4
$ wc -l $cesta | awk {'print $1'} >> wc4
$ echo $(wc -l $cesta) | awk {'print $1'} >> wc4

11. Příkaz clear

Příkaz smaže terminál.

$ clear

Poznámka: Ruční smazání je snazší zkratkou Ctrl+L.

12. Soubor se skriptem

Soubor se skriptem je běžný textový soubor, jehož obsahem jsou řádky s příkazy co má vykonat (program). První řádek souboru uvozuje, v jakém shellu se má spustit:

#!/bin/bash

12.1. Tvorba a spuštění skriptu

V ~/bash/ máte soubor prvni s tímto kódem:

#!/bin/bash

clear
mkdir ~/skripty 2> /dev/null
cd ~/skripty
echo -n "Zapiš svoje jméno: "
read jmeno
echo -e "$jmeno, vítej.\nTvůj home adresář je: $HOME"
echo "Nyní jsi v adresáři: $(pwd)"
echo "Skript skončí za 3 sekundy... "
sleep 3

Soubor spusťte příkazem:

$ bash ~/bash/prvni

12.2. Konce řádků souboru se skriptem

Může se stát, že skript bude hlásit něco jako:

... $'\r': command not found

Důvod je te, že skript v linuxu je citlivý na „domácí“ typ konců řádků – musí být \n (LF). Windows ukončují řádky \r\n (CR+LF), macOS pouze \r (CR).

Oprava: otevřete skript v editoru nano, uložte pomocí Ctrl+O a překódujte jej zkratkou Alt+D (popř. Alt+M), tak, aby před názvem souboru nic nebylo:


✅ Správně: před názvem nic není


❌ Nesprávně: před názvem je [DOS Format], popř. [Mac Format]

Další možnost je odstranit znak CR (\r) a ponechat LF (\n):

$ cat skript_crlf.sh | tr -d $'\r' > skript_lf.sh

-d odstraňuje znak \r, který je na konci řádku $.

12.3. Oprávnění spouštění

Skripty se dají spouštět příkazem bash <soubor>, ale častější je přímo, a to přidáním oprávnění spouštění (execute):

$ chmod +x <nazev>
$ ./<nazev>

Příkazem chmod -x <nazev> jde zase odebrat. Vyzkoušejte si to. Vždy si oprávnění vypište:

$ ls -l <nazev>

12.4. Přípona názvu souboru se skriptem

Jméno souboru nemá v unixových systémech strukturu a jádro operačního systému přípony nijak nevyužívá. Proto jsou přípony pouze věcí dohody, případně slouží pro uživatele jako vodítko, co je v daném souboru obsaženo.

Soubor se skriptem má dle zvyklostí příponu .sh. Budeme to respektovat i my. Proto skript přejmenujte:

$ mv <nazev> <nazev>.sh

13. 💾 Cvičení

13.1. login.sh

Vytvořte skript login.sh který vypíše, kolik dalších uživatelů je přihlášených (tedy kromě vás). Příkazy, které se budou hodit: w ev. who, wc, roura.

13.2. trida.sh

Vytvořte skript trida.sh, který zapíše do nového souboru seznam uživatelů jedné třídy oddělených tabulátory. Třídu zadá uživatel ve tvaru 17C nebo 17c. Tento text bude zároveň i názvem nového souboru. Příkazy, které se budou hodit: cat, ls, grep, tr, roura.

13.3. logy.sh

Stáhněte si pracovní soubory do svého home adresáře a rozbalte:

$ wget https://www.edumach.cz/linux/files/data.tar.gz 
$ tar xvfz data.tar.gz 
$ cd data

Vytvořte skript logy.sh, který vyhledá všechny soubory v adresáři ~/data, jejichž název končí na .log, a spočítá celkový počet řádků ve všech těchto souborech dohromady. Na závěr vypíše průměrný počet řádků na jeden .log soubor. Příkazy, které se budou hodit: ls, grep, wc, awk, roura.

13.4. analyza.sh

Vytvořte skript analyza.sh, který přečte obsah textového souboru (název souboru zadá uživatel) a vypíše seznam všech unikátních slov, která se v souboru vyskytují, seřazený abecedně. Skript by měl také spočítat celkový počet unikátních slov. Příkazy, které se budou hodit: cat, tr, sort, uniq, wc, roura.

13.5. statistika.sh

Stáhněte si pracovní soubory do svého home adresáře a rozbalte:

$ wget https://www.edumach.cz/linux/files/data.tar.gz 
$ tar xvfz data.tar.gz 
$ cd data

Vytvořte skript statistika.sh, který vypíše základní statistiku o souborech v adresáři ~/data. Skript by měl zjistit a vypsat počet souborů, celkovou velikost všech souborů v bajtech, a seznam 5 největších souborů včetně jejich velikostí. Příkazy, které se budou hodit: ls, wc, du, sort, head, roura.

13.6. vyhledat.sh

Vytvořte skript vyhledat.sh, který vyhledá všechny soubory v aktuálním adresáři a jeho podadresářích, které obsahují dané klíčové slovo. Klíčové slovo zadá uživatel. Skript vypíše seznam nalezených souborů a počet jejich výskytů klíčového slova. Příkazy, které se budou hodit: grep, find, wc, roura.