Метода по выполнению лабораторной работы 3 по СПО (ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3ed)

Посмотреть архив целиком

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА ЯЗЫКЕ КОМАНДНОГО ИНТЕРПРЕТАТОРА


2.1 Цель работы

Целью данной работы является изучение основ программирования и отладки сценариев на языке командного интерпретатора Bourne Shell (использование условных выражений и логических операторов and/or в циклах while и until, программное прерывание бесконечного цикла, установка кода завершения, использование функций в сценариях).

2.2 Задание на выполнение работы

1) Просмотреть таблицы дескрипторов процесса.

2) Запустить программу поиска заданного слова в файле паролей.

3) Используя условные выражения, написать и отладить скрипт, проверяющий наличие в домашнем каталоге инициализационного скрипта .profile, а в случае его отсутствия выполнить копирование шаблона.

4) Написать скрипт очистки неиспользуемых файлов (за определенный промежуток времени) во временных каталогах (/tmp, /usr/tmp, /home/student/tmp).

5) Написать и отладить скрипт, иллюстрирующий различные способы защиты файлов. Для контроля (чтения) использовать команду cat:

  • установить для файла только право на запись;

  • для каталога установлено только право на чтение;

  • вывести список и прочитать файл (должно быть - файлы видно, нельзя прочитать содержимое);

  • установить для каталога бит использования (выполнения, execute bit);

  • прочитать содержимое файла и удалить (должно быть - файлы читаются, но не удаляются);

  • установить корректно права на доступ к каталогу и файл удалить.

6) Используя операторы цикла while, until, написать скрипт, выводящий на экран целые числа в заданном диапазоне.

7) Отладить пример кода с использованием логических операторов AND и OR.

8) Используя команды for и bc вывести квадратные корни чисел в заданном диапазоне.

9) Написать и отладить программу, реализующую алгоритм угадывания числа.

10) Написать и отладить программу, демонстрирующую перехват прерываний при выходе.

11) Разработать функцию, удаляющую временные файлы при завершении работы сценария.


2.3 Краткие теоретические сведения

В интерпретатор встроен мощный язык программирования, используемый для самых разных задач: от автоматизации повторяющихся команд до написания сложных интерактивных программ обработки данных. По соглашению в именах локальных переменных используются символы нижнего регистра, а в именах переменных среды – верхнего.

2.3.1 Условные операторы

Условные операторы выполняются в том случае, когда определенное условие (или несколько условий) истинно. Они могут принимать одну из трех общих форм: if, case и AND/OR.

Операторы if

Операторы if проверяют числовые выражения. Если условие истинно,

выполняют­ся операторы внутри блока if. Если оно ложно, то возможно два варианта действий:

1) операторы внутри блока не запускаются, и программа продолжает выполняться дальше;

2) если в блок if включен оператор else, выражения из последнего выполняются, если условие ложно, т.е., поток управления программы следует правилу: "Сделать это, если условие истинно, или то, если оно ложно, но не оба дей­ствия одновременно".

Синтаксис оператора:

if условие

then

команда1

команда2

fi

Более сложный формат:

if условие

then

команда1

elif условие

команда 2

else

команда 3

fi

Например, в следующей программе оператор if используется для проверки количества аргументов командной строки, переданной программе. Если их число больше или равно 1, программа выполняет операции внутри блока. Если они отсутствуют, программа завершает работу, не выполняя никаких действий.

  1. #!/bin/sh

  2. # Пример использования оператора if

  3. if [ $# -ge 1 ]

  4. then

  5. echo “You supplied $# command line arguments.”

  6. fi

  7. echo

  8. echo “Program exiting…”

  9. echo

  10. exit 0

Пример запуска программы:

./test file1 file2 file3

где testимя файла (скрипта), file1 file2 file3 – аргументы.

Оператор if в строке 3 проверяет число аргументов командной строки, используя переменную $#, в которой оно содержится. Если оно больше или равно 1, выполняются операторы, заключенные между ключевыми словами then и fi (fi - это if наоборот, данный оператор отмечает конец блока). Если нет, управление передается оператору, следующему за fi. В данном случае он информирует пользователя о выходе из программы.

Часть then оператора if является обязательной, а часть else — нет. В рассмотренном примере операторы в блоке then выполняются тогда, когда условие истинно. Но иногда возникает необходимость выполнить действия лишь тогда, когда выражение ложно. В этом случае нужно воспользоваться двоеточием. Например:

if [ $myvar -gt 5 ]

then

: # He предпринимать никаких действий, выйти из блока if else

# Операторы, которые выполняются, если условие ложно.

fi

В некоторых случаях возникает необходимость проверить два или несколько разных условий и предпринять различные действия в зависимости от результатов каждого этапа. Для этих целей используется оператор elif (аббревиатура от else if). Когда используется оператор elif, программа вначале выполняет оператор if. Если его условие истинно, выполняется его код, а затем управление передается следующему оператору (т.е. оператору, расположенному после fi). Если условие ложно, проверяется условие в первом операторе elif. Если оно истинно,
выполняются операторы из его блока, и программа переходит к концу блока if. Если оно ложно, проверяется следующий оператор elif и т.д. Фактически, условия проверяются до тех пор, пока одно из них не даст значение истина. Если такого условия нет, ничего не происходит, либо запускаются операторы, заключенные в блоке else (если он присутству­ет).

Операторы if поддерживают также логические операторы AND (&&) и OR (||).

2.3.2 Логические операторы AND/OR

Логические условные операторы AND/OR в некоторых случаях заменяют опера­торы if. Код завершения первой команды используется как условие запуска второй. Например:

tar cvfz backup.tar.gz documents/2004/* && rm -r documents/2004

Эта команда означает следующее: "Если первая операция прошла успешно, вы­полнить вторую. Если нет — вторая команда не выполняется". Другими словами: "Необходимо выполнить команды А и В. Но если команда А невыполнима, то не следует исполнять и В". В данном случае первая команда архивирует все файлы из каталога documents/2004 в файл backup.tar.gz. Если этот процесс завершается успеш­но (команда tar возвращает код 0), выполняется команда после оператора &&, ко­торая удаляет каталог documents/2004. Если же процесс архивирования не завершен успешно (команда tar возвращает код, отличный от 0), команда после && не испол­няется (нет смысла удалять каталог, если он не был корректно заархи­вирован).

Символом || обозначается оператор OR. Он означает следующее: "Если А невыполни­мо, исполнить В. Но если А завершилось успешно, В не выполнять". Например:

tar cvfz backup.tar.gz doc/2004/* || echo "Archive operation

failed."

В этом случае, если операция архивирования завершается успешно (tar возвраща­ет 0), команда после оператора || не запускается. Если же нет (tar возвращает значе­ние, отличное от 0), выполняется команда, указанная после ||, - на экран выводится сообщение об ошибке.

2.3.3 Организация циклов

В некоторых случаях требуется повторять действие до тех пор, пока определенное выражение не станет истинным (или, наоборот, перестанет быть истинным). Язык программирования Bourne shell поддерживает три вида циклических конструкций.

1) Цикл while

Синтаксис:

while условие

do

команда1

команда2

….

done

Цикл while выполняет операторы, заключенные в нем, до тех пор, пока условие цикла является истинным. Если уже при первом проходе цикла условие ложно, операторы внутри цикла выпол­няться не будут. Например, в следующей программе цикл while используется для вывода на экран целых чисел от 1 до 20.

  1. #!/bin/sh

  2. # Count from 1 to 20

  3. i=1

  4. while [ $i -le 20 ]

  5. do

  6. echo $i

  7. i = $[i+1]

  8. done

  9. exit 0

В этом примере в строке 3 переменной i присваивается начальное значение 1. i часто применяется как счетчик цикла, поэтому здесь нет необходимости использовать описательное имя.

Строка 4: Команда while содержит условие, заключенное в квадратные скобки. На самом деле, они представляют собой сокращенную запись команды test, которая часто используется в сценариях командного интерпретатора. Команда test использует достаточно прозрачный синтаксис, -1е в данном примере обозначает "меньше или равно". Таким образом, цикл выполняется до тех пор, пока значение переменной i меньше или равно 20. Операторы сравнения, под­держиваемые данной командой, приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Операции сравнения команды test

Опции

Значение

-eq

Истина, если операнды равны

-ne

Истина, если операнды не равны

-gt

Истина, если первый операнд больше второго

-ge

Истина, если первый операнд больше или равен второму

-lt

Истина, если первый операнд меньше второго

-le

Истина, если первый операнд меньше или равен второму


Строка 5: Оператор do указывает, что все операторы, следующие за ним, должны выполняться при каждой итерации цикла. Все выражения между do и done являются телом цикла.

Строка 6: Здесь выводится значение переменной i.

Строка 7: Здесь используется подстановка команд, значение переменной i уве­личивается на единицу, а затем новое значение вновь присваивается переменной.­
Строка 8: Завершающий оператор цикла. В этой точке программа вновь
воз­вращается к оператору while и вновь проверяет условие цикла. Если значение переменной i все еще меньше или равно 20, операторы в теле цикла выполня­ются снова. Если i больше 20, цикл завершается и управление передается опе­ратору, следующему за оператором done (в данном случае, это просто опера­тор exit в строке 9, который завершает программу с кодом успешного выполнения, равным 0).

Операторы внутри цикла выровнены с отступом по левому краю. Это позволяет легко выделить цикл при чтении исходного кода. Интерпретатор игнорирует отступ, выполняя команды обычным образом. Пробел между [ и тестируемым условием является обязательным. Его отсутствие приведет к ошибке. Например, [ $VarA -gt 5 ] выполняется, a [$VarA -gt 5] возвращает ошибку.

2) Цикл until

Синтаксис:

until условие

do

команда1

команда2

. . . .

done

Цикл until по смыслу противоположен циклу while. Он выполняет последователь­ность операций до тех пор, пока условие не станет истинным. В этом случае цикл завершается. Если условие истинно уже при первом запуске, операторы в теле цикла не запускаются. Циклы while и until очень похожи. Как правило, любой из них можно использовать в программе и добиваться одного и того же результата, изменяя условие. Например, пре­дыдущую программу можно переписать, заменив цикл while на until. При этом в строке 4 потребуется лишь два изменения:

until [ $I -gt 20 ]

Программа выполняет ту же функцию. Единственное различие заключается в том, что теперь цикл выполняется до тех пор, пока значение переменной i не станет большим 20, тогда как цикл while выполнялся до тех пор, пока i было меньше или равно 20. В обоих случаях программа дает один и тот же результат.

Логические операторы AND/OR в циклах while и until

Циклы while и until позволяют работать с логическими операторами AND/OR. Логи­ческое выражение AND возвращает значение истина лишь в том случае, когда оба опе­ранда истинны, а выражение OR - когда лишь один из операндов имеет значение истина. Ниже приведен пример кода с логическим оператором AND:

VarA=1

VarB=5

while [ $VarA -eg 1 ] && [ $VarB -gt 7 ]

do

echo "VarA is equal to 1 and VarB is greater than 7"

done

В этом примере оператор echo не запускается, так как $VarA равно 1, а $VarB не больше 7. Поскольку цикл while в данном случае требует, чтобы оба условия были истинными, тест не проходит и возвращает значение 0 (ложь).

3) Цикл for

Синтаксис:

for var in список

do

команда1

команда2

………

done

Оператор for обеспечивает выполнение цикла столько раз, сколько слов в списке. При этом переменная var последовательно принимает значения, равные словам из списка. Список может формироваться различными способами, например, как вывод некоторой команды (‘имя_ команды_формирующей _список’) или с помощью шаблонов shell.

В другой форме for, когда список отсутствует, переменная var принимает значения позиционных параметров, переданных скрипту.

Shift

Команда shift похожа на цикл for. Чтобы выполнить цикл один раз для каждого аргумента командной строки, переданного сценарию, можно воспользоваться операто­ром while и командой shift.

Аргументы командной строки хранятся в переменных от $1 до $9. Каждый запуск команды shift сдвигает переменные на одну позицию влево. Это значит, например, что информация, сохраненная в $1, отбрасывается, а значение пере­менной $2 присваивается $1. Например:

1. #!/bin/sh

2. # Программа иллюстрирует применение команды shift.

3. while [ $# -ne 0 ]

4. do

5. echo "The value of \$1 is now $1."

6. shift

7. done

8. echo

  1. exit 0

Ниже приведен пример запуска и результат программы.

bash$ ./file a b c d

The value of $1 is now a

The value of $1 is now b

The value of $1 is now c

The value of $1 is now d

Строка З: Здесь начинается цикл while. Переменная $# содержит общее число аргументов командной строки. Цикл while выполняется до тех пор, пока значение $# не становится равным нулю. Если $# равно нулю, следовательно, все аргу­менты использованы, после чего цикл завершается.

Строка 5: В этой строке выводится текущее значение переменной $1. Обрати­те внимание, что для печати строкового значения $1 на экране символ $ необходимо экранировать символом обратной косой черты, поскольку сам по себе он имеет специальное значение.

Строка 6: После выполнения команды shift переменные сдвигаются на одну позицию влево. Значение $1 отбрасывается (оно больше недоступно), $2 смещается в $1, $3 - в $2 и т.д.

Одним из распространенных вариантов применения команд shift (и циклов for) является обработка имен файлов, заданных как аргументы командной строки, и выполнение операций над каждым из них.

2.3.4 Перехват прерываний при выходе

Как известно, выполнение программы можно прервать, послав ка­кой-либо из сигналов kill, а также посредством различных комбинаций клавиш (на­пример, Ctrl-C). Проблема заключается в том, что если программа создает времен­ные файлы, а пользователь прерывает ее работу по Ctrl-C, созданные файлы не будут удалены. За короткий срок таких файлов может накопиться достаточно много. Командный интерпретатор позволяет перехватывать подобные прерыва­ния. Ниже приведен короткий пример, иллюстрирующий перехват прерываний:

#!/bin/sh

# Программа демонстрирует перехват прерываний

trap 'echo "Interrupt received. Quitting." 1>&2' 1 2 3 15

echo -n "Enter a number: "

readln num

exit 0

Программа устанавливает перехват прерываний 1, 2, 3 и 15. Предпринимаемые дей­ствия задаются в одинарных кавычках. Если при запуске программы, после того как она выдаст приглашение "Enter a number", нажать Ctrl-C, она получит сигнал 2 (INT). По­скольку программа перехватывает это прерывание, она выдаст сообщение "Interrupt received" и завершит работу.

В приведенном примере следует обратить внимание на использование команды echo. Фактически, это перенаправление вывода, обеспечиваемое самим интерпретатором. Команда 1>&2 в операторе echo перенаправляет вывод в поток STDERR. Поэтому специальное сообщение нельзя случайно перенаправить другой команде с помощью конвейера или в файл вместе с остальным выводом программы. Рекомендуется все сообщения об ошибках перенаправлять в поток STDERR командой 1>&2.

Обычно перехват прерываний используется для операций типа удаления временных файлов. Если требуется выполнить несколько действий, желательно воспользоваться функцией, перехватывающей прерывание. Если вы хотите исключить возможность выхода из программы по Ctrl-C, можно установить перехват прерывания, не исполняющий никаких действий. Например:

trap ' ' 2

Данный оператор приводит к тому, что сигнал 2 полностью игнорируется.

Программа может перехватывать несколько прерываний и выполнять различные действия в зависимости от того, как осуществляется выход из нее. Перехват сигнала 0 установлен для всех вариантов выхода из программы. Перехват остальных сигналов осуществляется лишь тогда, когда они посылаются программе. Список наиболее часто перехватываемых сигналов приведен ниже:

0 - выход; 1 – HUP – обрыв сеанса (или отсоединение);

2 – INT – прерывание (Ctrl-C); 3 – Quit - выход (Ctrl -\)$

15 – TERM –обычная команда kill.

Сигнал 15 (посылаемый по умолчанию командой kill) и другие сигналы команды kill можно перехватывать, однако, это не относится к сигналу 9 (SIGKILL). Он используется в качестве последней возможности прервать работу программы, когда остальные методы не помогают. Поэтому его нельзя ни перехватить, ни игнорировать.

2.3.5 Функции

Функции представляют собой группы операторов, вызываемые одной командой. Их можно рассматривать как "мини-программы внутри программ". Использование функций в сценариях облегчает программирование по двум причинам. Прежде всего, если определенный набор операций требуется выполнить в нескольких местах программы, достаточно воспользоваться лишь одной командой - именем функции. Во-вторых, если вы захотите изменить то, как исполняется операция, достаточно будет внести изменения лишь в одном фрагменте кода — в теле функции.

Для создания функции необходимо задать ее имя, за которым следуют круглые скобки и открывающая фигурная скобка. Все, что находится между фигурными скобками, представляет собой тело функции. Функция вызывается точно так, как и любая команда, - по имени. При этом выполняются все операторы, заключенные в фигурные скобки.

Ниже приведен пример функции, которая удаляет временные файлы при завершении работы сценария.

#!/bin/sh

on_exit () {

rm -rf /tmp/myprogram.*

mv logfile logfile.old

mail foo@bar.com < report.txt

}

Пример вызова данной функции:

trap on_exit 0 1 2 3 15

Между вызовом функции и вызовом другой программы существует важное различие. Функция выполняется текущим интерпретатором, а отдельная программа запускается в другой копии командного интерпретатора. Это значит, что функциям доступны и переменные среды, и внутренние переменные вызывающей ее программы. Отдельной программе, исполняемой другим интерпретатором, они недоступны.

2.3.6 Файловые дескрипторы

Файловые дескрипторы представляют собой числовые идентификаторы, устанав­ливаемые ядром при запуске каждого нового процесса. Процесс использует их для записи вывода и чтения ввода. По умолчанию командный интерпретатор открывает три файловых дескриптора:

  • 0 - это стандартный входной поток STDIN. Обычно ввод поступает с клави­атуры, однако его можно перенаправить из файла или какого-либо другого ис­точника;

  • 1 - это стандартный выходной поток STDOUT. Обычно вывод поступает на экран, однако, его также можно перенаправить;

  • 2 – это стандартный поток ошибок STDERR. Обычно выводится на экран, но и его можно перенаправить.

Чаще всего числовое значение дескриптора, являющееся указателем на соответствующий поток, используется для потока ошибок. Например, чтобы подавить вывод ошибок, можно использовать следующую запись:

$ run 2>/dev/null

где /dev/null – является псевдоустройством, удаляющим все введенные в него символы.

Командный интерпретатор предоставляет возможность слияния потоков. Например, при запуске команды

$ run testprog > /dev/null 2>&1 &

сообщения об ошибках будут также выводиться в файл /dev/null. Символ & перед именем потока необходим, чтобы отличить его от файла с именем 1. В данном примере изменение порядка двух перенаправлений потоков приведет к тому, что сообщения об ошибках по-прежнему будут выводиться на экран: Shell анализирует командную строку слева направо, таким образом сначала будет осуществлено слияние потоков и оба будут указывать на терминал пользователя, а затем стандартный поток вывода (1) будет перенаправлен в файл /dev/null. Использование символа & в конце команды переводит задание в фоновый режим.

2.3.7 Отладка сценариев командного интерпретатора

Интерпретатор, не имея полноценного отладчика, обеспечивает простейшие возможности для мониторинга всех выполняемых действий. Трассировка включается посредством опции –xv в строке #!/bin/sh, т.е.

#!/bin/sh -xv

Лучше всего применять ее совместно с перенаправлением вывода команде more или less, а также обоих потоков STDOUT и STDERR в определенный файл. Это позволит просмотреть и вывод самого сценария, и сообщения об ошибках:

#!/bin/sh -xv

# Пример возможностей трассировки в сценарии

# командного интерпретатора

result='echo "2 * 12 / (2 + 2)' | bс

echo $result

exit 0

Для запуска программы и перенаправления потоков STDOUT и STDERR команде mоrе, применяется следующая команда:

./xvtest 2>&1 | more Пример вывода программы :

1. ./xvtest 2>$1 | more

  1. #!/bin/sh -xv

  2. # Пример возможностей трассировки в сценарии командного
    интерпретатора

  3. result=’ echo "2 * 12 / (2+3)" | bc

  4. + echo 2 * 12 / (2 + 3)

  5. + bc

  6. + result=4

  7. echo $result

  8. + echo 4

  1. 4

  2. exit 0

  3. + exit 0

Здесь можно увидеть все действия, выполненные программой. Строки со знаком + представляют собой результаты этих действий. Например, в строке 3 результат вы­числений присваивается переменной result. Предпринятые действия показаны в стро­ках 4, 5 и 6. В строке 4 - видим команду echo, в строке 5 — запуск bc и, наконец, в строке 6 — присвоение результата (4) переменной result.

В этом же примере показано, как работает "раскрытие" переменных. Обратите внимание на строки 8—10. В строке 8 интерпретатор читает выражение с оператором echo. В строке 9 раскрывается значение переменной, в результате чего выражение превращается в "echo 4". В строке 10 печатается реальный вывод оператора echo.


2.4 Порядок выполнения

1) Использовать утилиту crash.

2) Использовать команду grep, например:

if grep user /etc/passwd>/dev/null 2>&1

then

echo пользователь user найден в файле паролей

fi

3) Создайте и запустите скрипт, фрагмент которого приведен ниже:

if [ ! -f $HOME/.profile ]

then

echo "файла нет - скопируем шаблон"

cp /usr/lib/mkuser/sh/profile $HOME/.profile

fi

4) Создайте и запустите скрипт, фрагмент которого приведен ниже:

for dir in /tmp /usr/tmp /home/tmp

do

find $dir ! -type d -atime +11 -exec rm {} \;

done

5) Выполните и внесите в отчет результат выполнения данной последовательности команд:

mkdir testdir

echo some data > testdir/testfile

ls -l testdir/testfile

cat testdir/testfile

chmod 0200 testdir/testfile

cat testdir/testfile

chmod 0644 testdir/testfile

chmod 0444 testdir

ls testdir

cat testdir/testfile

chmod 0544 testdir/testfile

rm testdir/testfile

chmod 755 testdir

rm testdir/testfile

rm testfile

6) Отладить следующие скрипты:

а) проверка условия - пока i меньше или равно 20

#!/bin/sh

# Count from 1 to 20

i=1

while [ $i -le 20 ]

do

echo $i

i='expr $i +1' i=$ ($i+1)

done

exit 0

б) цикл выполняется до тех пор, пока значение переменной i не станет больше 20

#!/bin/sh

# Count from 1 to 20

i=1

until [ $i -gt 20 ]

do

echo $i

i='expr $ +1'

done

exit 0

7) Отладить следующие скрипты:

#!/bin/sh

# Пример логического оператора AND

# В данном примере echo не запускается, т.к. VarA =1, VarB не больше 7, #поэтому оба условия не истинны, тест не проходит и возвращает значение #0.

VarA=1

VarB=9

while [ $VarA -eq 1 ] && [ $VarB -gt 7 ]

#сокр запись команды под названием test (-eg , истина , если 1 = 2 операнду.

do

echo "VarA is equal to 1 and VarB is greater than 7"

done

exit 0


#!/bin/sh

# Пример логического оператора OR

#В данном случае достаточно, чтобы одно из условий было истинно. #Выполняется бесконечный цикл с оператором echo

/#Прервать - CTRL-C

VarA=2

VarB=5

while [ $VarA -eq 1 ] || [ $VarB -gt 7 ]

do

echo "VarA is equal to 1 and VarB is greater than 7"

done

exit 0

8) Отладить следующий сценарий:

#!/bin/sh

# Вывод квадратных корней чисел 10-20

for num in ' jot 10 10 20'

do

square_root='echo "scale=5; sqrt($num)" | bc -lr'

echo $square_root

done

exit 0


Утилита jot печатает строку из 10 чисел, начиная с 10 и заканчивая 20 (10 10 20), scale=5 указывает bc, что в выводе числа после десятичной точки следует сохранить 5 значащих цифр. Знак ; используется для разделения операторов, содержащихся в одной строке. Функция sqrt команды bc возвращает квадратный корень из заданного числа, т.к. интерпретатор заменяет переменную ее значением, bc получает число, а не имя переменной. Далее вывод команды перенаправляется команде bc. Опция -l указывает на необходимость предварительной загрузки математической библиотеки, где содержится функция sqrt.


Случайные файлы

Файл
163144.rtf
47535.rtf
90725.rtf
149233.rtf
122275.doc




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.