C2110 Operační systém UNIX a základy programování
9. lekce bash - dokončení (skoro)
Petr Kulhánek
kulhanek@chemi.muni.cz
Národní centrum pro výzkum biomolekul, Přírodovědecká fakulta Masarykova univerzita, Kamenice 5, CZ-62500 Brno
Operační systém UNIX a základy programování 9. lekce
Domácí úkoly
Pokyny:
1. Uvedené úkoly jsou pro pokročilé studenty.
2. Cílem úkolů je rozvinout vaši schopnost řešit problémy, který jsou zdánlivě neřešitelné z pohledu možností a zdrojů, které máte k dispozici. V případě jazyka bash se jedná převážně o možnost pracovat pouze s celočíselnou aritmetikou a omezený způsob vykreslování na terminál.
Zadání:
1. Vykreslete kruh z písmen "X". Poloměr kruhu zadá uživatel po spuštění skriptu.
2. Vykreslete kružnici z písmen "X". Poloměr kružnice zadá uživatel jako první argument
skriptu.
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
Obsah
> Příkaz test
porovnávání celých čísel a řetězců
> Cyklus
• for vs while, for in, přesměrování a roury
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
Příkaz test, celá čísla
Příkaz test slouží k porovnávání hodnot a testovaní typů souborů a adresářů (man bash, man test). V případě, že je test splněn, je návratová hodnota příkazu nastavena na 0 (pravda).
Porovnávání celých čísel:
test cislol operator cislo2
Operátor:
-eq -ne -lt -le -gt -ge
rovná se (equal) nerovná se   (not equal) menši než   (less than)
menši než nebo rovno   (less or equal)
větši než   (greater than)
větši než nebo rovno   (greater or equal)
Alternativní zápis:
[[ öi<
musí být mezery
operator
]]
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
__u
Příkaz test, řetězce
Porovnávání řetězců
test retezecl operátor retezec2 [[ retezecl operátor retezec2 ]]
Operátor:
== řetězce jsou identické (lze použit i =) !=      řetězce se liši
Testovaní řetězců
test operátor retezecl [[ operátor retezecl ] ]
Operátor:
-n testuje zda-li řetězec nemá nulovou délku
-z testuje zda-li řetězec má nulovou délku
-f testuje zda-li je řetězec název existujícího souboru
-d testuje zda-li je řetězec název existujícího adresáře
Operační systém UNIX a základy programování 9. lekce
Příkaz test, logické operátory
Logické operátory:
| |       logické nebo &&      logické ano ! negace
• Pomocí logických operátorů, lze vytvářet složitější podmínky.
• Pokud neznáme prioritu operátorů nebo si nejsme jisti, tak používáme kulaté závorky.
• Bash používá líné vyhodnocování podmínek, které spočívá ve vyhodnocování pouze té části složené logické podmínky, kterou je nutné vyhodnotit pro zjištění výsledné logické hodnoty.
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
-6-
Příkaz test, příklady
[[   (I -ge 5)   &&  (I -le 10)   ] ]
Je hodnota proměnné I v intervalu <5;10>?
[[   (I -lt 5)||(I -gt 10)   ]]  nebo  [[   !((I -ge 5)&&(I -le 10))   ]]
Je hodnota proměnné I mimo interval <5;10>? [ [  I -ne 0 ]]
Je hodnota proměnné I různá od nuly? [[  "$A" == "test" ]]
Obsahuje proměnná A řetězec "test"? [ [  "$A"  != "test" ]]
Obsahuje proměnná A jiný řetězec než "test"? [ [ -z "$A" ] ]
Obsahuje proměnná A prázdný řetězec? [[  -f "$NAME"  ]]
Existuje soubor,  jehož jméno je v proměnné NAME? [ [   !   (-d "$NAME")   ] ]
Neexistuje adresář,  jehož jméno je v proměnné NAME?
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
Cvičení I
1. Napište skript, který se uživatele postupně zeptá na dvě čísla. Po jejich zadání vypíše jejich podíl. Ve skriptu ošetřete možnou chybu při dělení nulou.
2. Napište skript, který vytvoří adresář, jehož jméno zadá uživatel po spuštění skriptu. Ošetřete chybovou situaci způsobenou tím, že vytvářený adresář již existuje.
3. Napište skript, který se dotáže na celé číslo. Skript pak otestuje, zda-li se skutečně jedná o celé číslo.
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
-8-
Cyklus pomocí for
Cyklus (smyčka) je řídicí struktura, která opakovaně provádí posloupnost příkazů. Opakování i ukončení cyklu je řízeno podmínkou.
pokud je podmínka splněna, vykonají se příkazy prikazl a další
provede se před spuštěním cyklu (inicializace počítadla)
for((inicializace;podminka;zmena)) do
prikazl
•   • •
done
Kompaktní zápis:
for((inicializace;podminka;zmena)); do prikazl
•   • •
done
aktualizace počítadla po vykonání příkazů
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
Cyklus pomocí for a vývojový diagram
for((I = 0;  I < N;  I = I + 1)); do echo $1
done
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
-10-
Cyklus pomocí for versus while
provede se před spužtěním cyklu (inicializace počítadla)
Kromě změny počítadla na konci cyklu, je možné provádět i další změny v těle cyklu. Toto se však NEDOPORUČUJE, protože to snižuje čitelnost kódu.
pokud je podmínka splněna, vykonají se příkazy v bloku do/done
►1=1			
while	[[ $1 -le	10	] ] ; do
	echo $1		
	((1=1+	1	))
done			
aktualizace počítadla po vykonání příkazů
Změnu počítadla je možné provádět kdekoliv v těle cyklu (i na více místech).
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
Cyklus pomocí for, použití
Vypíše čísla 1 až 10		Vypíše čísla 10 až 1
for((I=l;I <= 10;I++)); do		for((1=10;I >= 1;I—)); do
echo $1		echo $1
done		done
Proměnná I má roli počítadla.
Inicializace se řídí volnými pravidly, jelikož je
Podmínka:
Lze použít následující porovnávací operátory:
výraz uveden v (()) bloku.	t =	nerovná se
	1 ==	rovná se
Změna:	j <	menší
Lze použít libovolný výraz, který je možné	1 <=	menší nebo rovno
interpretovat v (()) bloku, např.	j >	vetsi
++ hodnotu proměnné zvýší o jedničku — hodnotu proměnné sníží o jedničku	>= L —— —-	větší nebo rovno
		
další....	Lze použít pouze na celá čísla v (())	
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
Cyklus pomocí for, změna počítad
Pokud lze proměnnou interpretovat jako celé číslo, lze použít následující aritmetické operátory:
++    hodnotu proměnné zvýší o jedničku
A++
hodnotu proměnné sníží o jedničku A—
+     sečte dvě hodnoty
A = 5 + 6 A = A + 1
odečte dvě hodnoty
A = 5 - 6 A = A - 1
*     vynásobí dvě hodnoty
A = 5 * 6 A = A * 1
/     vydělí dvě hodnoty (celočíselné dělení)
A = 5 / 6 A = A / 1
A=A+3
+=    k proměnné přičte hodnotu
A += 3 A += B
-=   od proměnné odečte hodnotu
A -= 3 A -= B
*=    proměnnou vynásobí hodnotou
A *= 3 A *= B
/=    proměnnou podělí hodnotou
A/=3 A /= B
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
Vnořování cyklů
Řídící skupiny cyklů lze do sebe libovolně vnořovat.
vnější cyklus
for((I=l;I <= 10;!++)); do *		
	for((J=l;J<= 10;J++)); do	
	echo "$I $J"	
	done	
done		
for((I=l;I <= 10;!++));
for((J=l;J <=	) ; do
echo "$I	$J"
done	
done
vnitřní cyklus
počítadlo vnějšího cyklu může ovlivňovat chování vnitřního cyklu
Počet vnoření není omezen. Lze kombinovat s jinými cykly (while, until, for in) nebo podmínkami.
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
Cvičení II
1. Napište skripty v jazyce bash pro Úkol 1 a 2, místo cyklu pomocí while použijte cyklus pomocí for. Rozměr vykreslovaného obrazce nechť uživatel zadá jako první argument skriptu. Skript otestuje, zda-li je zadán správný počet argumentů a zda-li je první argument celé číslo větší než nula.
2. Upravte řešení Úkolu 1 tak, aby se vykresloval obdélník. Rozměry obdélníku bude uživatel zadávat interaktivně po spuštění skriptu.
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
-15-
Úkol 1
Do terminálu vytiskněte čtverec se znaků X. Délku strany čtverce zadá uživatel.
X	X	X	X	X	X	X	X	X	X
X	X	X	X	X	X	X	X	X	X
X	X	X	X	X	X	X	X	X	X
X	X	X	X	X	X	X	X	X	X
X	X	X	X	X	X	X	X	X	X
X	X	X	X	X	X	X	X	X	X
X	X	X	X	X	X	X	X	X	X
X	X	X	X	X	X	X	X	X	X
X	X	X	X	X	X	X	X	X	X
X	X	X	X	X	X	X	X	X	X
To, že se nejedná vzhledově o čtverec, ignorujte. Počet znaků X na řádku a počet řádků však musí být stejný.
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
Úkol 2
Do terminálu vytiskněte pravoúhlý trojúhelník se znaků X, tak aby jedna odvěsna byla umístěna nahoře a druhá na levé straně. Délku odvěsny zadá uživatel.
X	X	X	X	X	X	X	X	X X
X	X	X	X	X	X	X	X	X
X	X	X	X	X	X	X	X	
X	X	X	X	X	X	X		
X	X	X	X	X	X			
X	X	X	X	X				
X	X	X	X					
X	X	X						
X	X							
X								
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
Cyklus pomocí for... in ...
Příkazy v bloku do/done (prikazl,...) se vykonají pro každý prvek v seznamu LIST. V daném běhu cyklu obsahuje proměnná VAR aktuální prvek ze seznamu LIST.
for VAR in	LIST
do	
	prikazl $YAR
done	•   • •
Kompaktní zápis:
for VAR in LIST; do prikazl $VAR
•   • •
done
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
-18-
Cyklus pomocí for... in seznam
for A in a	b c; do
echo	$A
done	
Cyklus proběhne třikrát, během toho postupně vytiskne znaky a, b, c.
Seznamy položek je vhodné vytvářet programově (pomocí příkazů uvedených v obrácených apostrofech).
for A in xls *.epsx; do ./process_file $A
done
Příkaz process_file se vykoná pro každý soubor s příponou .eps, který se nachází v aktuálním adresáři.
for A in x seq 1	0.25	10x; do
printf "%8	.3f\n	" $A
done		
Vypíše reálná čísla v intervalu od 1 do 10 s přírůstkem 0,25. Čísla budou uvedeny s přesností tří desetinných míst a zarovnány doprava v poli o délce 8 znaků. Dokumentace: man seq
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
Presmerovania roury
Čtení souboru po řádcích:
cat soubor.txt  |  while read A; do prikaz2
•  • •
done
roura
while read A;	do
prikaz2	
•   • • done < soubor.	txt
Přesměrování do souboru:
for((1=1;I <= 10;I++)); do
echo $1 done > soubor.txt
presmerovaní
Výstup všech příkazů v cyklu je přesměrován do soubor.txt.
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
Přesměrování a roury - příklady
for((I=l;I <= 10;I++)); do
echo $1 done > soubor.txt
for((I=l;I <= 10;I++)); do echo $1
printf "N=%10d\n" $1 done > soubor.txt
stejná funkcionalita
rm -f soubor.txt for((I=l;I <= 10;I++)); do echo $1 » soubor.txt
done
rozdílná funkcionalita
rm -f soubor	. txt	
for ( (1=1 ;I <=	= 10;I++));	do
echo $1	» soubor.	txt
printf	"N=%10d\n"	$1
done		
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
Cvičení III
1. Upravte skripty z předchozího cvičení, tak aby se rozměr obrazce načítal ze standardního vstupu a výsledný obrazec se tisknul do souboru, jehož jméno zadá uživatel opět ze standardního vstupu.
2. Napište skript, který vypíše reálná čísla v intervalu od -10 do 10 s přírůstkem 0,5. Čísla budou uvedena včetně znaménka, zarovnány doprava v poli 10 znaků a uvedeny s přesností na jedno desetinné místo.
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
-22-
Domácí úkoly
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
Domácí úkol I
Vysvětlete rozdílné chování následujících skriptů. Soubor data.txt obsahuje pět řádků.
#!/bin/bash 1 = 0
cat data.txt   |  while read A; do I=$( ($1 + 1) )
done
vypíše číslo 0
#!/bin/bash	
1 = 0	
while read A; do	
I=$( ($I + D )	
done < data.txt	
echo $1 -----	
výpise cislo 5
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
Domácí úkol II
Soubor rst.out (wolf.ncbr.munixz:/home/kulhanek/Documents/C2110/Lesson09/rst.out) obsahuje výsledky z molekulové dynamiky. Úkolem je ze souboru vyextrahovat závislost teploty simulovaného systému na čase a tyto data uložit do souboru temp.out, který bude obsahovat právě dva sloupce. První sloupec bude čas a druhý sloupec bude teplota.
cas
NSTEP =
Etot
BOND
1-4 NB = EELEC =
500
TIME (PS)
942.6248 51.3204 17.7099 -494 .7423
EKtot ANGLE 1-4 EEL EGB
0.500    TEMP(K) 151.0990 292.3619 981. 4071 -164.7991
EAMBER (non-restraint)
791.3436
teplota
288.02 PRESS
EPtot DIHED VDWAALS RESTRAINT
0.0
791.5258 176.5980 -68.3301 0.1822
POZOR: Skript nesmí obsahovat příkazy grep, awk a ani jejich varianty. Při řešení použijte příkaz read a while.
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
Samostudium
Funkce - pro pokročilé studenty.
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
Funkce - definice
Funkce je konstrukce, která umožňuje seskupit část kódu tak, aby jej bylo možné snadno použít na více místech skriptu. Funkce tedy usnadňuje a zpřehledňuje zápis opakovaných úkonů.
Definice:
jméno  () {
prikazl prikaz2
•  • •
7^
isy
Argumenty funkce se nedeklaruje nedochází tedy k žádné kontrole v počtu argumentů, typové kontrole, funkce nelze přetěžovat. Zadané argumenty jsou dostupné přes speciální proměnné #, 1 až 9, *. Funkce se volají jako existující příkaz. Proměnné ve funkci jsou globální (lze změnit pomocí klíčového slova local). Dokumentace: man bash, sekce FUNCTIONS.
function jméno  () { prikazl prikaz2
}
function jméno { prikazl prikaz2
}
alternativní zát
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
-27-
Funkce - použití
# print line - the length is	in	the first argument
function print line  () {		
N=$l		
for((*=l;J <= N;J++));	do	
e\ho -n " X"		
done \		
echo "" \		
# use function \		
print line 10      # Rrint line	10	characters long
print line    5^v # pVint line	5	characters long
hodnota argumentu je dostupná ve speciální proměnné 1
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce
-28-
Cvičení
1. Napište jeden skript, který vytiskne čtverec a trojúhelník (podobně jako v úkolu 1 a 2) pro jednu zadanou délku za sebe do terminálu. Ve skriptu identifikujte část, která se opakuje a přepište ji za použití funkce.
X X X X
X X X X
X X X X
X X X X
X X X X XXX X X X
To, že se nejedná vzhledově o čtverec, ignorujte. Počet znaků X na řádku a počet řádků však musí být stejný.
Dperační systém UNIX a základy programování
9. lekce