Работа с переменными оболочки

Введение

В этой лабораторной работе вы научитесь работать с переменными оболочки (shell variables) в среде Linux. Переменные оболочки необходимы для хранения и обработки данных в скриптах. Они могут содержать различные типы значений, такие как числа, символы или строки. Данное руководство поможет вам освоить создание, обращение и использование переменных, закладывая прочный фундамент для написания сценариев командной строки.

Создание переменных оболочки

Переменные оболочки создаются путем присваивания им значения с помощью знака =. Начнем с создания простого скрипта, в котором определим несколько переменных.

1. Откройте терминал в вашей WebIDE (VS Code).

2. Создайте новый файл с именем variables.sh в директории /home/labex/project:

   touch /home/labex/project/variables.sh
   

3. Откройте файл variables.sh в WebIDE и добавьте в него следующее содержимое:

   #!/bin/bash
   
   PRICE_PER_APPLE=5
   MyFirstLetters=ABC
   greeting='Hello        world!'
   
   echo "Price per apple: $PRICE_PER_APPLE"
   echo "My first letters: $MyFirstLetters"
   echo "Greeting: $greeting"
   

   В этом скрипте мы создали три переменные:

   • PRICE_PER_APPLE: целочисленная переменная.
   • MyFirstLetters: строковая переменная.
   • greeting: строковая переменная, содержащая несколько пробелов подряд.

4. Сохраните файл.

5. Сделайте скрипт исполняемым:

   chmod +x /home/labex/project/variables.sh
   

6. Запустите скрипт:

   ./variables.sh
   

   Вы должны увидеть следующий вывод:

   Price per apple: 5
   My first letters: ABC
   Greeting: Hello        world!
   

   Обратите внимание, что лишние пробелы в переменной greeting сохраняются при выводе, так как при определении переменной использовались одинарные кавычки, а в команде echo переменная указана без кавычек (в данном конкретном контексте Bash сохранил структуру строки).

Обращение к переменным оболочки

При обращении к переменным существуют ситуации, когда необходимо использовать специальный синтаксис. Давайте разберем эти случаи.

1. Откройте файл variables.sh в WebIDE.

2. Замените содержимое файла следующим кодом:

   #!/bin/bash
   
   PRICE_PER_APPLE=5
   MyFirstLetters=ABC
   greeting='Hello        world!'
   
   ## Экранирование специальных символов
   echo "The price of an Apple today is: \$HK $PRICE_PER_APPLE"
   
   ## Избежание двусмысленности
   echo "The first 10 letters in the alphabet are: ${MyFirstLetters}DEFGHIJ"
   
   ## Сохранение пробельных символов
   echo $greeting
   echo "$greeting"
   

3. Сохраните файл.

4. Запустите скрипт:

   ./variables.sh
   

   Вы должны увидеть следующий вывод:

   The price of an Apple today is: $HK 5
   The first 10 letters in the alphabet are: ABCDEFGHIJ
   Hello world!
   Hello        world!
   

   Обратите внимание на различия:

   • Символ $ экранирован обратным слэшем в первой строке, чтобы он напечатался как обычный текст.
   • Фигурные скобки {} используются во второй строке, чтобы четко обозначить границы имени переменной.
   • Последние две строки демонстрируют разницу между использованием кавычек и их отсутствием при обращении к переменной, содержащей пробелы.

Подстановка команд

Подстановка команд позволяет использовать результат выполнения команды в качестве значения переменной. Это делается путем заключения команды в $() или в обратные кавычки (``).

1. Откройте файл variables.sh в WebIDE.

2. Добавьте следующий код в конец файла:

   ## Command substitution
   CURRENT_DATE=$(date +"%Y-%m-%d")
   echo "Today's date is: $CURRENT_DATE"
   
   FILES_IN_DIR=$(ls)
   echo "Files in the current directory:"
   echo "$FILES_IN_DIR"
   
   UPTIME=$(uptime -p)
   echo "System uptime: $UPTIME"
   

3. Сохраните файл.

4. Запустите скрипт:

   ./variables.sh
   

   Вы увидите вывод, похожий на этот (конкретные значения будут зависеть от вашей системы):

   Today's date is: 2023-08-16
   Files in the current directory:
   variables.sh
   System uptime: up 2 hours, 15 minutes
   

   В этом примере:

   • $(date +"%Y-%m-%d") запускает команду date и перехватывает её вывод.
   • $(ls) запускает команду ls и сохраняет список файлов.
   • $(uptime -p) запускает команду uptime с опцией -p для получения времени работы системы в удобном формате.

Арифметические операции

Переменные оболочки также могут использоваться в арифметических вычислениях. Bash предоставляет синтаксис $((выражение)) для выполнения математических операций.

1. Создайте новый файл с именем arithmetic.sh в директории /home/labex/project:

   touch /home/labex/project/arithmetic.sh
   

2. Откройте файл arithmetic.sh в WebIDE и добавьте следующее содержимое:

   #!/bin/bash
   
   X=10
   Y=5
   
   ## Сложение
   SUM=$((X + Y))
   echo "Sum of $X and $Y is: $SUM"
   
   ## Вычитание
   DIFF=$((X - Y))
   echo "Difference between $X and $Y is: $DIFF"
   
   ## Умножение
   PRODUCT=$((X * Y))
   echo "Product of $X and $Y is: $PRODUCT"
   
   ## Деление
   QUOTIENT=$((X / Y))
   echo "Quotient of $X divided by $Y is: $QUOTIENT"
   
   ## Остаток от деления (модуль)
   REMAINDER=$((X % Y))
   echo "Remainder of $X divided by $Y is: $REMAINDER"
   
   ## Инкремент (увеличение на 1)
   X=$((X + 1))
   echo "After incrementing, X is now: $X"
   
   ## Декремент (уменьшение на 1)
   Y=$((Y - 1))
   echo "After decrementing, Y is now: $Y"
   

3. Сохраните файл.

4. Сделайте скрипт исполняемым:

   chmod +x /home/labex/project/arithmetic.sh
   

5. Запустите скрипт:

   ./arithmetic.sh
   

   Вы должны увидеть следующий вывод:

   Sum of 10 and 5 is: 15
   Difference between 10 and 5 is: 5
   Product of 10 and 5 is: 50
   Quotient of 10 divided by 5 is: 2
   Remainder of 10 divided by 5 is: 0
   After incrementing, X is now: 11
   After decrementing, Y is now: 4
   

   Этот скрипт демонстрирует основные арифметические операции с использованием переменных.

Использование переменных окружения

Переменные окружения — это особый тип переменных, которые доступны всем процессам, запущенным в текущей сессии оболочки. Давайте изучим некоторые стандартные переменные окружения и научимся создавать свои собственные.

1. Создайте новый файл с именем environment.sh в директории /home/labex/project:

   touch /home/labex/project/environment.sh
   

2. Откройте файл environment.sh в WebIDE и добавьте следующее содержимое:

   #!/bin/bash
   
   ## Отображение некоторых стандартных переменных окружения
   echo "Home directory: $HOME"
   echo "Current user: $LOGNAME"
   echo "Shell being used: $SHELL"
   echo "Current PATH: $PATH"
   
   ## Создание новой переменной окружения
   export MY_VARIABLE="Hello from my variable"
   
   ## Отображение новой переменной
   echo "My new variable: $MY_VARIABLE"
   
   ## Создание дочернего процесса для демонстрации области видимости
   bash -c 'echo "MY_VARIABLE in child process: $MY_VARIABLE"'
   
   ## Удаление переменной окружения
   unset MY_VARIABLE
   
   ## Проверка удаления переменной
   echo "MY_VARIABLE after unsetting: $MY_VARIABLE"
   

3. Сохраните файл.

4. Сделайте скрипт исполняемым:

   chmod +x /home/labex/project/environment.sh
   

5. Запустите скрипт:

   ./environment.sh
   

   Вы увидите вывод, аналогичный этому:

   Home directory: /home/labex
   Current user: labex
   Shell being used: /bin/zsh
   Current PATH: /usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/usr/local/games:/snap/bin
   My new variable: Hello from my variable
   MY_VARIABLE in child process: Hello from my variable
   MY_VARIABLE after unsetting:
   

   Этот скрипт показывает, как обращаться к существующим переменным окружения, как экспортировать новые переменные для дочерних процессов и как их удалять.

Резюме

В ходе этой лабораторной работы вы научились работать с переменными оболочки в Linux. Вы изучили создание переменных и способы обращения к ним, использование подстановки команд для присвоения результатов выполнения команд переменным, выполнение арифметических операций и работу с переменными окружения. Эти навыки являются фундаментом для написания скриптов и будут крайне полезны при администрировании систем Linux.

Основные выводы этой работы:

• Создание и обращение к переменным оболочки.
• Использование специального синтаксиса для ссылок на переменные в различных сценариях.
• Применение подстановки команд для захвата вывода программ.
• Выполнение математических вычислений внутри скриптов.
• Управление переменными окружения и понимание их области видимости.

Продолжая изучение Linux и Bash, помните, что переменные — это мощный инструмент для хранения и обработки данных. Практикуйтесь в их использовании, чтобы сделать ваши скрипты более гибкими и универсальными.