#!/bin/bash
# Program to output a system information page
TITLE="System Information Report For $HOSTNAME"
CURRENT_TIME=$(date +"%x %r %Z")
TIME_STAMP="Generated $CURRENT_TIME, by $USER"
cat << _EOF_
<HTML>
    <HEAD>
        <TITLE>$TITLE</TITLE>
    </HEAD>
    <BODY>
        <H1>$TITLE</H1>
        <P>$TIME_STAMP</P>
        $(report_uptime)
        $(report_disk_space)
        $(report_home_space)
    </BODY>
</HTML>
_EOF_

我們能夠用兩種方法來創(chuàng)建這些額外的命令。我們可以分別編寫三個腳本，并把它們放置到環(huán)境變量 PATH 所列出的目錄下，或者我們也可以把這些腳本作為 shell 函數(shù)嵌入到我們的程序中。我們之前已經提到過，shell 函數(shù)是位于其它腳本中的“微腳本”，作為自主程序。Shell 函數(shù)有兩種語法形式：

function name {
    commands
    return
}
and
name () {
    commands
    return
}

這里的 name 是函數(shù)名，commands 是一系列包含在函數(shù)中的命令。

兩種形式是等價的，可以交替使用。下面我們將查看一個說明 shell 函數(shù)使用方法的腳本：

1     #!/bin/bash
2
3     # Shell function demo
4
5     function funct {
6       echo "Step 2"
7       return
8     }
9
10     # Main program starts here
11
12     echo "Step 1"
13     funct
14     echo "Step 3"

隨著 shell 讀取這個腳本，它會跳過第1行到第11行的代碼，因為這些文本行由注釋和函數(shù)定義組成。從第12行代碼開始執(zhí)行，有一個 echo 命令。第13行會調用 shell 函數(shù) funct，然后 shell 會執(zhí)行這個函數(shù)，就如執(zhí)行其它命令一樣。這樣程序控制權會轉移到第六行，執(zhí)行第二個 echo 命令。然后再執(zhí)行第7行。這個 return 命令終止這個函數(shù)，并把控制權交給函數(shù)調用之后的代碼（第14行），從而執(zhí)行最后一個 echo 命令。注意為了使函數(shù)調用被識別出是 shell 函數(shù)，而不是被解釋為外部程序的名字，所以在腳本中 shell 函數(shù)定義必須出現(xiàn)在函數(shù)調用之前。

我們將給腳本添加最小的 shell 函數(shù)定義：

#!/bin/bash
# Program to output a system information page
TITLE="System Information Report For $HOSTNAME"
CURRENT_TIME=$(date +"%x %r %Z")
TIME_STAMP="Generated $CURRENT_TIME, by $USER"
report_uptime () {
    return
}
report_disk_space () {
    return
}
report_home_space () {
    return
}
cat << _EOF_
<HTML>
    <HEAD>
        <TITLE>$TITLE</TITLE>
    </HEAD>
    <BODY>
        <H1>$TITLE</H1>
        <P>$TIME_STAMP</P>
        $(report_uptime)
        $(report_disk_space)
        $(report_home_space)
    </BODY>
</HTML>
_EOF_

Shell 函數(shù)的命名規(guī)則和變量一樣。一個函數(shù)必須至少包含一條命令。這條 return 命令（是可選的）滿足要求。

局部變量

目前我們所寫的腳本中，所有的變量（包括常量）都是全局變量。全局變量在整個程序中保持存在。對于許多事情來說，這很好，但是有時候它會使 shell 函數(shù)的使用變得復雜。在 shell 函數(shù)中，經常期望會有局部變量。局部變量只能在定義它們的 shell 函數(shù)中使用，并且一旦 shell 函數(shù)執(zhí)行完畢，它們就不存在了。

擁有局部變量允許程序員使用的局部變量名，可以與已存在的變量名相同，這些變量可以是全局變量，或者是其它 shell 函數(shù)中的局部變量，卻不必擔心潛在的名字沖突。

這里有一個實例腳本，其說明了怎樣來定義和使用局部變量：

#!/bin/bash
# local-vars: script to demonstrate local variables
foo=0 # global variable foo
funct_1 () {
    local foo  # variable foo local to funct_1
    foo=1
    echo "funct_1: foo = $foo"
}
funct_2 () {
    local foo  # variable foo local to funct_2
    foo=2
    echo "funct_2: foo = $foo"
}
echo "global:  foo = $foo"
funct_1
echo "global: foo = $foo"
funct_2
echo "global: foo = $foo"

正如我們所看到的，通過在變量名之前加上單詞 local，來定義局部變量。這就創(chuàng)建了一個只對其所在的 shell 函數(shù)起作用的變量。在這個 shell 函數(shù)之外，這個變量不再存在。當我們運行這個腳本的時候，我們會看到這樣的結果：

[me@linuxbox ~]$ local-vars
global:  foo = 0
funct_1: foo = 1
global:  foo = 0
funct_2: foo = 2
global:  foo = 0

我們看到對兩個 shell 函數(shù)中的局部變量 foo 賦值，不會影響到在函數(shù)之外定義的變量 foo 的值。

這個功能就允許 shell 函數(shù)能保持各自以及與它們所在腳本之間的獨立性。這個非常有價值，因為它幫忙阻止了程序各部分之間的相互干涉。這樣 shell 函數(shù)也可以移植。也就是說，按照需求， shell 函數(shù)可以在腳本之間進行剪切和粘貼。

保持腳本運行

當開發(fā)程序的時候，保持程序的可執(zhí)行狀態(tài)非常有用。這樣做，并且經常測試，我們就可以在程序開發(fā)過程的早期檢測到錯誤。這將使調試問題容易多了。例如，如果我們運行這個程序，做一個小的修改，然后再次執(zhí)行這個程序，最后發(fā)現(xiàn)一個問題，非常有可能這個最新的修改就是問題的來源。通過添加空函數(shù)，程序員稱之為占位符，我們可以在早期階段證明程序的邏輯流程。當構建一個占位符的時候，能夠包含一些為程序員提供反饋信息的代碼是一個不錯的主意，這些信息展示了正在執(zhí)行的邏輯流程。現(xiàn)在看一下我們腳本的輸出結果：

[me@linuxbox ~]$ sys_info_page
<HTML>
<HEAD>
<TITLE>System Information Report For twin2</TITLE>
</HEAD>
<BODY>
<H1>System Information Report For linuxbox</H1>
<P>Generated 03/19/2009 04:02:10 PM EDT, by me</P>
</BODY>
</HTML>

我們看到時間戳之后的輸出結果中有一些空行，但是我們不能確定這些空行產生的原因。如果我們修改這些函數(shù)，讓它們包含一些反饋信息：

report_uptime () {
  echo "Function report_uptime executed."
  return
}
report_disk_space () {
  echo "Function report_disk_space executed."
  return
}
report_home_space () {
  echo "Function report_home_space executed."
  return
}

然后再次運行這個腳本：

[me@linuxbox ~]$ sys_info_page
<HTML>
<HEAD>
<TITLE>System Information Report For linuxbox</TITLE>
</HEAD>
<BODY>
<H1>System Information Report For linuxbox</H1>
<P>Generated 03/20/2009 05:17:26 AM EDT, by me</P>
Function report_uptime executed.
Function report_disk_space executed.
Function report_home_space executed.
</BODY>
</HTML>

現(xiàn)在我們看到，事實上，執(zhí)行了三個函數(shù)。

我們的函數(shù)框架已經各就各位并且能工作，是時候更新一些函數(shù)代碼了。首先，是 report_uptime 函數(shù)：

report_uptime () {
  cat <<- _EOF_
  <H2>System Uptime</H2>
  <PRE>$(uptime)</PRE>
  _EOF_
  return
}

這些代碼相當直截了當。我們使用一個 here 文檔來輸出標題和 uptime 命令的輸出結果，命令結果被 <PRE> 標簽包圍，為的是保持命令的輸出格式。這個 report_disk_space 函數(shù)類似：

report_disk_space () {
  cat <<- _EOF_
  <H2>Disk Space Utilization</H2>
  <PRE>$(df -h)</PRE>
  _EOF_
  return
}

這個函數(shù)使用 df -h 命令來確定磁盤空間的數(shù)量。最后，我們將建造 report_home_space 函數(shù)：

report_home_space () {
  cat <<- _EOF_
  <H2>Home Space Utilization</H2>
  <PRE>$(du -sh /home/*)</PRE>
  _EOF_
  return
}

我們使用帶有 -sh 選項的 du 命令來完成這個任務。然而，這并不是此問題的完整解決方案。雖然它會在一些系統(tǒng)（例如 Ubuntu）中起作用，但是在其它系統(tǒng)中它不工作。這是因為許多系統(tǒng)會設置家目錄的權限，以此阻止其它用戶讀取它們，這是一個合理的安全措施。在這些系統(tǒng)中，這個 report_home_space 函數(shù)，只有用超級用戶權限執(zhí)行我們的腳本時，才會工作。一個更好的解決方案是讓腳本能根據(jù)用戶的使用權限來調整自己的行為。我們將在下一章中討論這個問題。

你的 .bashrc 文件中的 shell 函數(shù)

Shell 函數(shù)是更為完美的別名替代物，實際上是創(chuàng)建較小的個人所用命令的首選方法。別名非常局限于命令的種類和它們支持的 shell 功能，然而 shell 函數(shù)允許任何可以編寫腳本的東西。例如，如果我們喜歡為我們的腳本開發(fā)的這個 report_disk_space shell 函數(shù)，我們可以為我們的 .bashrc 文件創(chuàng)建一個相似的名為 ds 的函數(shù)：
ds () {
  echo “Disk Space Utilization For $HOSTNAME”
  df -h
}

總結歸納

這一章中，我們介紹了一種常見的程序設計方法，叫做自頂向下設計，并且我們知道了怎樣使用 shell 函數(shù)按照要求來完成逐步細化的任務。我們也知道了怎樣使用局部變量使 shell 函數(shù) 獨立于其它函數(shù)，以及其所在程序的其它部分。這就有可能使 shell 函數(shù)以可移植的方式編寫，并且能夠重復使用，通過把它們放置到多個程序中；節(jié)省了大量的時間。

拓展閱讀

Wikipedia 上面有許多關于軟件設計原理的文章。這里是一些好文章：

http://en.wikipedia.org/wiki/Top-down_design

http://en.wikipedia.org/wiki/Subroutines

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自頂向下設計

Shell 函數(shù)

局部變量

保持腳本運行

總結歸納

拓展閱讀