一、簡介

Shell中別名可以對命令進行重新命名，方便使用者記憶長命名和定製自己熟悉的工作環境；列表是一組命名以邏輯與、邏輯或的關係串在一起，實現指令碼程式的邏輯控制；陣列是一重點，涉及陣列的賦值、操作和字串的處理，以及利用陣列實現堆疊和二維陣列等資料結構的儲存。

二、詳解

1、別名

       對linux命令重新命名，主要考慮到很多linux命令帶有冗長的選項和引數，頻繁使用這些長命令極易造成使用者使用上的不便。別名的命令關鍵字是alias，基本格式為alias name='original-command'（等號兩邊不能有空格）。如alias ipconfig=ifconfig。若要刪除已經設定的別名，使用內建命令unalias，unalias -a表示刪除所有已設定的別名，unalias alias-name表示僅刪除alias-name別名。

#!/bin/bash

shopt -s expand_aliases   #開啟expand_aliases選項
alias detail="ls -l"
detail /root/in*          #別名支援萬用字元*
echo
directory=/root/
prefix=in*
alias vardetail="ls -l $directory$prefix"   #雙引號和單引號在處理空格時是等價的，
                                            #但設定vardetail引用了變數，此處只能使用雙引號
vardetail

echo "Deleting all aliases:"
unalias -a                #刪除所有的別名
detail
vardetail
 

      若要在指令碼中使用別名功能，必須在指令碼使用shopt -s expand_aliases命令開啟expand_aliases（表示別名可以被擴充套件）選項，未開啟，alias命令建立的別名不會執行。

      要注意的是：在諸如if/then結構、迴圈和函式等混合型結構中不能使用alias命令設定別名，但可以執行在混合型結構之外所設定的別名。

2、列表

（1）shell中列表是由一串命令用與運算（&&）和或運算（||）連線而成，分別稱為與列表和或列表。與列表的格式為：命令1 &&命令2&& 命令3 &&... &&

命令n，從左到右依次執行命名，直到某命令返回FALSE時（退出狀態為非0）與列表執行終止。或列表的格式為：命令1 || 命令2 || 命令3 ||... ||命令n，從左到右依次執行命名，但是當某命令返回TRUE時（退出狀態為0）或列表執行終止。

（2）與列表控制輸入引數個數和返回狀態碼

#!/bin/bash

MAXARGS=3
ERROR=68
test $# -ne $MAXARGS  && echo "Usage: `basename $0` $MAXARGS arguments" && exit $ERROR
echo "Less than $MAXARGS arguments are passed to this script."
exit 0

（3）或列表控制輸入引數個數和返回狀態碼

#!/bin/bash

MAXARGS=3
ERROR=68
test $# -eq $MAXARGS  || (echo "Usage: `basename $0` $MAXARGS arguments" && false) || exit $ERROR
echo "Correct arguments are passed to this script."
exit 0

      可以對比或列表和與列表的語句，由於echo命令總是返回TRUE，要將echo和false進行與運算從而返回FALSE值。其中test命令實際上是或列表的巢狀，在使用與或列表巢狀時需要利用圓括號區分邏輯運算的優先順序。

3、陣列

 （1）賦值和取值

       陣列（Array）是一個由若干同類型變數組成的集合，陣列均由連續的儲存單元組成，最低地址對應於陣列的第一個元素，最高地址對應於最後一個元素。Shell只支援一維陣列，array[x]表示array陣列的第x+1個元素，支援的最大數值標號是599 147 937 791。shell取得陣列值（引用陣列元素）格式是：${array[x]}。

#!/bin/bash

city[0]=Nanjing      #對第1、2個數組元素賦值
city[1]=Beijing
city[9]=Melbourne    #對第10個數組元素賦值
city[15]=NewYork     #對第16個數組元素賦值

echo "city[0]=${city[0]}"
echo "city[1]=${city[1]}"
echo "city[9]=${city[9]}"
echo "city[15]=${city[15]}"
echo "city[2]=${city[2]}"    #未初始化陣列的值為空
echo "city[10]=${city[10]}"

Shell中允許陣列空缺元素，即可以不連續地給陣列賦值。還可以用圓括號將一組值賦給陣列。

#!/bin/bash

city=(Nanjing Beijing Melbourne NewYork)    #圓括號內以空格為分隔符，依次賦給陣列元素

echo "city[0]=${city[0]}"
echo "city[1]=${city[1]}"
echo "city[2]=${city[2]}"
echo "city[3]=${city[3]}"
echo "city[4]=${city[4]}"       #未被初始化輸出空
echo "city[5]=${city[5]}"

#!/bin/bash

city=(Nanjing [10]=Atlanta Massachusetts Marseilles)  #指定所賦元素的標號，並以此標號為起點繼續賦值

echo "city[0]=${city[0]}"       #city[0]=Nanjing
echo "city[1]=${city[1]}"       #city[1]=
echo "city[10]=${city[10]}"     #city[10]=Atlanta
echo "city[11]=${city[11]}"     #city[11]=Massachusetts
echo "city[12]=${city[12]}"     #city[12]=Marseilles
echo "city[13]=${city[13]}"     #city[13]=

既然圓括號內允許對陣列指定元素進行賦值，那麼完全可以按照任意順序指定任意元素對陣列賦值。例如：

city=([2]=Nanjing [10]=Atlanta [1]=Massachusetts [5]=Marseilles)

（2）位置引數中[email protected]和$*都表示傳遞到指令碼的所有引數，在陣列中@和*的應用是列印陣列的所有元素。

#!/bin/bash

city=(Nanjing Beijing Melbourne NewYork)

for i in ${city[@]}  #等價於  for i in ${city[*]}
do                   #列印陣列的所有元素
echo $i
done

#!/bin/bash

city[1]="Hong Kong"       #用引號包含空格的字串
city[100]=Massachusetts
city[101]="New York"
city[10000]=Atlanta

for i in "${city[@]}"
do
echo $i
done

      由於city陣列元素包含了空格，因此需要使用引號將${city[@]}引起來，for迴圈和@只打印被賦值的元素而不列印未賦值的元素。

      注意："${city[@]}"將陣列的所有元素分行列印，而"${city[*]}"只能將陣列的所有元素列印在一行內且中間以IFS分隔。不用引號時${city[@]}和${city[*]}是等價的，使用引號時，@和*只是列印陣列的方式存在差異。
（3）陣列的用法

       陣列的字串操作與字串操作的符號和意義完全一致，陣列字串操作特殊之處在於所有的操作都是針對所有的陣列元素逐個進行的。

#陣列的字串操作
#!/bin/bash

city=(Nanjing Atlanta Massachusetts MaseillesMas)

echo "Extracting Substring"  #抽取字串
echo ${city[*]:0}            #抽取整個陣列  Nanjing Atlanta Massachusetts Marseilles
echo ${city[*]:1}            #抽取從第1個元素到結束的陣列  Atlanta Massachusetts Marseilles
echo ${city[*]:3}            #抽取從第3個元素到結束的陣列  Marseilles
echo ${city[*]:0:2}          #抽取從第0個元素開始的兩個元素  Nanjing Atlanta
echo
echo "Removing Substring"    #刪除字串
echo ${city[*]#M*a}          #刪除匹配M*a的最短字串  Nanjing Atlanta ssachusetts rseilles
echo ${city[*]##M*a}         #刪除匹配M*a的最長字串  Nanjing Atlanta chusetts rseilles
echo
echo "Replcing Substring"    #替換子串功能
echo ${city[*]/M*s/Year}     #替換第1次與M*a匹配的子串  Nanjing Atlanta Year Year
echo ${city[*]//Mas/Year}    #替換所有與Mas匹配的子串   Nanjing Atlanta Yearsachusetts YeareillesYear
                             #替換的正則為最長匹配

      陣列也可以存放read命令所讀入的使用者輸入引數，declare -a city（並不是必須的）將city申明為陣列，用read -a city命令將輸入儲存到city陣列之中，輸入以空格分開。可以使用unset city[0]命令清空一個元素，和unset city清空整個陣列。使用${#city[@]}獲取陣列的長度。

      shell陣列的一種重要操作：陣列連線。

#!/bin/bash

city=(Beijing Nanjing Shanghai)
person=(Cai [5]=Wu Tang)             #陣列不連續地賦值

declare -a combine                   #宣告combine陣列
combine=(${city[@]} ${person[@]})    #combine是陣列city和person的連線，連線操作將不連續的元素按序存放到combine陣列中

element_count=${#combine[@]}         #while迴圈輸出combine陣列
index=0
while [ "$index" -lt "$element_count" ]
do
   echo "Element[$index]=${combine[$index]}"  #陣列標號與值的對應關係
   let "index=$index+1"
done
###################
echo
unset combine                                 #清空combine陣列
combine[0]=${city[@]}                         #將city陣列賦給combine[0]的一個元素
combine[1]=${person[@]}                       #將person陣列賦給combine[1]的一個元素
element_count=${#combine[@]}
index=0
while [ "$index" -lt "$element_count" ]
do
   echo "Element[$index]=${combine[$index]}"
   let "index=$index+1"
done
###################
echo
declare -a subcombine=${combine[1]}          #宣告陣列時賦值
element_count=${#subcombine[@]}
index=0
while [ "$index" -lt "$element_count" ]
do
   echo "Element[$index]=${subcombine[$index]}"
   let "index=$index+1"
done

（4）陣列實現簡單的資料結構

      資料結構是指相互之間存在一種或多種特定關係的資料元素的集合，它直接影響到程式的執行速度和儲存效率。Shell不直接支援如堆疊、佇列、連結串列等資料結構，但可以很容易實現線性資料結構。對於樹形、圖等複雜的資料結構，shell理論上可以實現，但難度角度。

      利用陣列實現堆疊操作。push函式將字串壓入堆疊，pop函式能彈出棧頂元素，status函式列印當前堆疊的狀態資訊。其中shift命令完成兩個功能：第一，所有位置引數左移1位，即$2移動到$1的位置，$3移動到$2的位置，依次類推（$0不變）；第二，$#變數值減1。

#!/bin/bash

MAXTOP=50               #堆疊能存放元素的最大值

TOP=$MAXTOP             #棧頂指標，初始值是$MAXTOP

TEMP=
declare -a STACK        #全域性陣列STACK

push()                  #push進棧操作，可同時將多個元素壓入堆疊
{
		if [ -z "$1" ]      #無引數，返回
		then
			 return
		fi

		#for ((i=1; i<=$#; i++))
		until [ $# -eq 0 ]   #until迴圈將push函式的所有引數都壓入堆疊
		do
				let TOP=TOP-1    #棧頂指標減1

				STACK[$TOP]=$1
				shift            #指令碼引數除$0外左移1位，$#引數總個數減1
		done

		return
}

pop()                     #pop出棧操作，執行pop函式使棧頂元素出棧
{
		TEMP=

		if [ "$TOP" -eq "$MAXTOP" ]   #若堆疊為空，返回
		then
		 return
		fi

		TEMP=${STACK[$TOP]}           #棧頂元素出棧
		unset STACK[$TOP]         
		let TOP=TOP+1                 #棧頂指標加1
		return
}

status()                          #顯示當前堆疊內的元素，以及TOP指標和TEMP變數
{
		echo "==========STACK=========="
		for i in ${STACK[@]}                                
		do
		echo $i
		done
		echo "Stack Pointer=$TOP"
		echo "Just popped \""$TEMP"\" off the stack"
		echo "=========================="
}

push one              #1個元素入棧
status                #顯示狀態
push two three four   #3個元素入棧
status

pop                   #出棧
pop
status
push five six
status

     利用一維陣列模擬實現二維陣列，二維陣列仍儲存在一維陣列中，只是通過行號和列號計算出陣列的索引而已。可以採用該方法使shell指令碼語言用於定義二維陣列和矩陣。

#建立一個二維陣列，並以逐行列印及旋轉45度列印的兩種方式將它打印出來
#!/bin/bash

#定義行數、列數，及陣列名
ROW=5
COL=5
declare -a MATRIX      #申明MATRIX陣列
 
load_alpha ()
{
		local rc=0
		local index
		
		#for迴圈將A-Y這25個字元儲存到MATRIX陣列
		for i in A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y
		do
				local row=`expr $rc / $COL`
				local column=`expr $rc % $ROW`
				let "index = $row * $ROW + $column"
				MATRIX[$index]=$i
				let "rc += 1"
		done  
}
  
print_alpha ()
{
		local row=0
		local index
		
		#逐行列印MATRIX陣列
		while [ "$row" -lt "$ROW" ] 
		do                           
				local column=0
				echo -n "       " 
				while [ "$column" -lt "$COL" ]
				do
						let "index = $row * $ROW + $column"
						echo -n "${MATRIX[index]} " 
						let "column += 1"
				done
				let "row += 1"
				echo
		done
	  echo
}
  
filter ()     # 過濾掉負的陣列下標. 
{
		echo -n "  "  # 產生傾斜. 
		              # 解釋一下, 這是怎麼做到的. 
		
		if [[ "$1" -ge 0 &&  "$1" -lt "$ROW" && "$2" -ge 0 && "$2" -lt "$COL" ]]
		then
		    let "index = $1 * $ROW + $2"
		    # 現在, 按照旋轉方向進行列印. 
		    echo -n " ${MATRIX[index]}"
		    # alpha[$row][$column]
		fi    
}
 
rotate ()  # 將陣列旋轉45度 --
{          #+ 從左下角進行"平衡". 
		local row
		local column
		
		for (( row = ROW; row > -ROW; row-- ))
		  do  
		  for (( column = 0; column < COL; column++ ))
		  do
				  if [ "$row" -ge 0 ]
				  then
				    let "t1 = $column - $row"
				    let "t2 = $column"
				  else
				    let "t1 = $column"
				    let "t2 = $column + $row"
				  fi  
				  filter $t1 $t2   # 將負的陣列下標過濾出來
		 done
	 
		echo; echo
		done 
}
 
 #下面利用上述函式建立二維陣列，逐行和旋轉45°列印陣列
 load_alpha     # 載入陣列
 print_alpha    # 列印陣列
 rotate         # 逆時針旋轉45°列印

三、總結

（1）別名、列表及陣列這三個知識點是相對獨立的，可分開理解。

（2）陣列是重點，會使用陣列字串的操作，以及利用陣列實現堆疊和二維陣列等資料結構。