实验4：Shell程序设计基础（1）：变量
一、实验目的
1. 掌握Linux环境变量的设置方法；
2. 了解Shell特殊字符的含义；
3. 掌握Shell变量的概念及其使用方法。
二、实验环境
1. 操作系统：客户端Windows，服务器端Linux
2. 主要软件：putty
三、实验原理
1. 变量简介
Linux 是一个多用户的操作系统。每个用户登录系统后，都会有一个专用的运行环境。通常每个用户默认
的环境都是相同的，这个默认环境实际上就是一组环境变量的定义。用户可以对自己的运行环境进行定制，
其方法就是修改相应的系统环境变量。
2. 常见的环境变量
$PATH：决定了shell将到哪些目录中寻找命令或程序
$HOME：当前用户主目录
$MAIL：是指当前用户的邮件存放目录。
$SHELL：是指当前用户用的是哪种Shell。
$HISTSIZE：是指保存历史命令记录的条数
$LOGNAME：是指当前用户的登录名。
$HOSTNAME：是指主机的名称，许多应用程序如果要用到主机名的话，通常是从这个环境变量中来取得的。
$LANG/LANGUGE：是和语言相关的环境变量，使用多种语言的用户可以修改此环境变量。
$PS1：是基本提示符，对于root用户是#，对于普通用户是$，也可以使用一些更复杂的值。
$PS2：是附属提示符，默认是“>”。可以通过修改此环境变量来修改当前的命令符，比如下列命令会将
提示符修改成字符串“Hello,My NewPrompt :) ”。
# PS1=" Hello,My NewPrompt :) "
$IFS：输入域分隔符。当shell读取输入时，用来分隔单词的一组字符，它们通常是空格、制表符和换行符。
$0：shell脚本的名字。
例如，在我的Linux系统中：
$ echo $0
/bin/bash
$#：传递给脚本的参数个数。
$$：shell脚本的进程号，脚本程序通常会用它生成一个唯一的临时文件，如/tmp/tmfile_$$
例如，在我的Linux系统中：
$ echo $$
31038 #表示当前shell进程号为31038
3. export命令
export命令将作为他参数的变量导入到子shell中，并使之在子shell中有效。export命令把自己的参数创建
为一个环境变量，而这个环境变量可以被其他脚本和当前程序调用的程序看见。如
export PATH=$PATH:/usr/local/bin
4. 定制环境变量
环境变量是和 Shell 紧密相关的，用户登录系统后就启动了一个 Shell 。对于 Linux 来说一般是 bash ，
但也可以重新设定或切换到其它的 Shell 。根据发行版本的情况， bash 有两个基本的系统级配置文件：
/etc/bashrc 和 /etc/profile 。这些配置文件包含两组不同的变量： shell 变量和环境变量。前者只是在
特定的 shell 中固定（如 bash ），后者在不同 shell 中固定。很明显， shell 变量是局部的，而环境变量
是全局的。环境变量是通过 Shell 命令来设置的，设置好的环境变量又可以被所有当前用户所运行的程序
所使用。对于 bash 这个 Shell 程序来说，可以通过变量名来访问相应的环境变量，通过 export 来设置
环境变量。下面通过几个实例来说明。
4.1 使用命令echo 显示环境变量
#本例使用echo显示常见的变量HOME
$ echo $HOME
/home/lqm
4.2 设置一个新的环境变量
$ export HELLO=“Hello”
$ echo $HELLO
Hello!
4.3 使用 env 命令显示所有的环境变量
$ env
SSH_AGENT_PID=1875
HOSTNAME=lqm
SHELL=/bin/bash
TERM=xterm
HISTSIZE=1000
……
4.4 使用set 命令显示所有本地定义的Shell 变量
$ set
BASH=/bin/bash
……
4.5 使用 unset 命令来清除环境变量
$ export TEST=“test” # 增加一个环境变量 TEST
$ env | grep TEST # 此命令有输出，证明环境变量TEST已经存在了
TEST=test
$ unset TEST # 删除环境变量TEST
$ env | grep TEST # 此命令无输出，证明环境变量TEST已经不存在了
4.6 使用 readonly 命令设置只读变量
如果使用了 readonly 命令的话，变量就不可以被修改或清除了。示例如下：
$ export TEST="Test" # 增加一个环境变量 TEST
$ readonly TEST # 将环境变量TEST设为只读
$ unset TEST # 会发现此变量不能被删除
-bash: unset: TEST: cannot unset: readonly variable
$ TEST="New" #会发现此变量不能被修改
-bash: TEST: readonly variable
4.7 用C 程序来访问和设置环境变量
对于 C 程序的用户来说，可以使用下列三个函数来设置或访问一个环境变量。
getenv() 访问一个环境变量。输入参数是需要访问的变量名字，返回值是一个字符串。
如果所访问的环境变量不存在，则会返回 NULL 。
setenv() 在程序里面设置某个环境变量的函数。
unsetenv() 清除某个特定的环境变量的函数。
另外，还有一个指针变量environ ，它指向的是包含所有的环境变量的一个列表。下面的程序可以打印
出当前运行环境里面的所有环境变量：
#include
extern char**environ;
int main ()
{
char**var;
for (var =environ;*var !=NULL;++var)
printf ("%s \n ",*var);
return 0;
}
4.8 通过修改环境变量定义文件来修改环境变量。
需要注意的是，一般情况下，这仅仅对于普通用户适用，避免修改根用户的环境定义文件，因为那样
可能会造成潜在的危险。
$vi /etc/bashrc #修改shell变量
$vi /etc/profile #修改环境变量定义文件
然后编辑你的 PATH 声明，其格式为：
PATH=$PATH::::------:
你可以自己加上指定的路径，中间用冒号隔开。环境变量更改后，在用户下次登录时生效，如果想立刻生效，
则可执行下面的语句：$source .bash_profile
需要注意的是，最好不要把当前路径 “./” 放到 PATH 里，这样可能会受到意想不到的攻击。完成后，
可以通过 $echo $PATH 查看当前的搜索路径。这样定制后，就可以避免频繁的启动位于shell搜索的路径之外
的程序了。
5. Shell特殊字符（具体内容参考课本）
5.1 通配符
（1）*（星号）
（2）？（问号）
（3）[字符组]
（4）！（感叹号）
5.2 引号
（1）双引号
（2）单引号
（3）反引号
5.3 输入输出重定向符号
（1）输入重定向：<
（2）输出重定向：>
（3）输出附加重定向：>>
（4）即时文件重定向：<<
（5）与文件描述符有关的重定向：n>
5.4 注释、管道和后台命令
（1）注释：#
（2）管道：|
（3）后台命令：&
5.5 命令执行操作符
（1）顺序执行：换行和分号（;）
（2）逻辑与：cmd1 && cmd2
（3）逻辑或：cmd1 || cmd2
5.6 成组命令
（1）{ cmd1; cmd2; ……; }
（2）(cmd1; cmd2; ……)
四、实验内容
1. 查看自己的所有环境变量；
2. 在自己的主目录下建目录bin（已有的略过），将该目录添加到环境变量PATH中。写一个脚本，
并添加执行权限，检查该脚本能否像其它系统命令一样使用；
3. 测试各种特殊字符的作用。
五、实验报告
1.实验环境(包括操作系统和软件),实验步骤,结果文件记录;
2.实验中遇到的问题,如何解决的。