Мендель Купер - Искусство программирования на языке сценариев командной оболочки

• Название: Искусство программирования на языке сценариев командной оболочки
• Автор: Мендель Купер
• Жанр: Программирование

Данное руководство не предполагает наличие у читателя познаний в области программирования на языке сценариев, однако, быстро восполняет этот недостаток, постепенно, шаг за шагом раскрывая мудрость и красоту UNIX. Это руководство может рассматриваться как учебник, предназначенный для самостоятельного изучения или как справочник по программированию на shell. Руководство снабжено серией хорошо прокомментированных примеров, поскольку лучший путь к изучению языка сценариев -- это написание сценариев.

---

# Определение системы счисления

for i # ==> [список] параметров опущен...

do # ==> поэтому работает с аргументами командной строки.

case "$i" in

0b*) ibase=2;; # двоичная

0x*|[a-f]*|[A-F]*) ibase=16;; # шестнадцатиричная

0*) ibase=8;; # восьмеричная

[1-9]*) ibase=10;; # десятичная

*)

Msg "Ошибка в числе $i - число проигнорировано"

continue;;

esac

# Удалить префикс и преобразовать шестнадцатиричные цифры в верхний регистр (этого требует bc)

number=`echo "$i" | sed -e 's:^0[bBxX]::' | tr '[a-f]' '[A-F]'`

# ==> вместо "/", здесь используется символ ":" как разделитель для sed.

# Преобразование в десятичную систему счисления

dec=`echo "ibase=$ibase; $number" | bc` # ==> 'bc' используется как калькулятор.

case "$dec" in

[0-9]*) ;; # все в порядке

*) continue;; # ошибка: игнорировать

esac

# Напечатать все преобразования в одну строку.

# ==> 'вложенный документ' -- список команд для 'bc'.

echo `bc <<!

obase=16; "hex="; $dec

obase=10; "dec="; $dec

obase=8; "oct="; $dec

obase=2; "bin="; $dec

!

` | sed -e 's: : :g'

done

}

while [ $# -gt 0 ]

do

case "$1" in

--) shift; break;;

-h) Usage;; # ==> Вывод справочного сообщения.

-*) Usage;;

*) break;; # первое число

esac # ==> Хорошо бы расширить анализ вводимых символов.

shift

done

if [ $# -gt 0 ]

then

PrintBases "$@"

else # чтение со stdin

while read line

do

PrintBases $line

done

fi

Один из вариантов вызова bc -- использование вложенного документа, внедряемого в блок с подстановкой команд. Это особенно актуально, когда сценарий должен передать bc значительный по объему список команд и аргументов.

variable=`bc << LIMIT_STRING

options

statements

operations

LIMIT_STRING

`

...или...

variable=$(bc << LIMIT_STRING

options

statements

operations

LIMIT_STRING

)

Пример 12-34. Пример взаимодействия bc со "встроенным документом"

#!/bin/bash

# Комбинирование 'bc' с

# 'вложенным документом'.

var1=`bc << EOF

18.33 * 19.78

EOF

`

echo $var1 # 362.56

# запись $( ... ) тоже работает.

v1=23.53

v2=17.881

v3=83.501

v4=171.63

var2=$(bc << EOF

scale = 4

a = ( $v1 + $v2 )

b = ( $v3 * $v4 )

a * b + 15.35

EOF

)

echo $var2 # 593487.8452

var3=$(bc -l << EOF

scale = 9

s ( 1.7 )

EOF

)

# Возвращается значение синуса от 1.7 радиана.

# Ключом "-l" вызывается математическая библиотека 'bc'.

echo $var3 # .991664810

# Попробуем функции...

hyp= # Объявление глобальной переменной.

hypotenuse () # Расчет гипотенузы прямоугольного треугольника.

{

hyp=$(bc -l << EOF

scale = 9

sqrt ( $1 * $1 + $2 * $2 )

EOF

)

# К сожалению, функции Bash не могут возвращать числа с плавающей запятой.

}

hypotenuse 3.68 7.31

echo "гипотенуза = $hyp" # 8.184039344

exit 0

Пример 12-35. Вычисление числа "пи"

#!/bin/bash

# cannon.sh: Аппроксимация числа "пи".

# Это очень простой вариант реализации метода "Monte Carlo",

#+ математическое моделирование событий реальной жизни,

#+ для эмуляции случайного события используются псевдослучайные числа.

# Допустим, что мы располагаем картой квадратного участка поверхности со стороной квадрата 10000 единиц.

# На этом участке, в центре, находится совершенно круглое озеро,

#+ с диаметром в 10000 единиц.

# Т.е. озеро покрывает почти всю карту, кроме ее углов.

# (Фактически -- это квадрат со вписанным кругом.)

#

# Пусть по этому участку ведется стрельба железными ядрами из древней пушки

# Все ядра падают где-то в пределах данного участка,

#+ т.е. либо в озеро, либо на сушу, по углам участка.

# Поскольку озеро покрывает большую часть участка,

#+ то большинство ядер будет падать в воду.

# Незначительная часть ядер будет падать на твердую почву.

#

# Если произвести достаточно большое число неприцельных выстрелов по данному участку,

#+ то отношение попаданий в воду к общему числу выстрелов будет примерно равно

#+ значению PI/4.

#

# По той простой причине, что стрельба фактически ведется только

#+ по правому верхнему квадранту карты.

# (Предыдущее описание было несколько упрощено.)

#

# Теоретически, чем больше будет произведено выстрелов, тем точнее будет результат.

# Однако, сценарий на языке командной оболочки, в отличие от других языков программирования,

#+ в которых доступны операции с плавающей запятой, имеет некоторые ограничения.

# К сожалению, это делает вычисления менее точными.

DIMENSION=10000 # Длина стороны квадратного участка поверхности.

# Он же -- верхний предел для генератора случайных чисел.

MAXSHOTS=1000 # Количество выстрелов.

# 10000 выстрелов (или больше) даст лучший результат,

# но потребует значительного количества времени.

PMULTIPLIER=4.0 # Масштабирующий коэффициент.

get_random ()

{

SEED=$(head -1 /dev/urandom | od -N 1 | awk '{ print $2 }')

RANDOM=$SEED # Из примера "seeding-random.sh"

let "rnum = $RANDOM % $DIMENSION" # Число не более чем 10000.

echo $rnum

}

distance= # Объявление глобальной переменной.

hypotenuse () # Расчет гипотенузы прямоугольного треугольника.

{ # Из примера "alt-bc.sh".

distance=$(bc -l << EOF

scale = 0

sqrt ( $1 * $1 + $2 * $2 )

EOF

)

# Установка "scale" в ноль приводит к округлению результата "вниз",

#+ это и есть то самое ограничение, накладываемое командной оболочкой.

# Что, к сожалению, снижает точность аппроксимации.

}

# main() {

# Инициализация переменных.

shots=0

splashes=0

thuds=0

Pi=0

while [ "$shots" -lt "$MAXSHOTS" ] # Главный цикл.

do

xCoord=$(get_random) # Получить случайные координаты X и Y.

yCoord=$(get_random)

hypotenuse $xCoord $yCoord # Гипотенуза = расстоянию.

((shots++))

printf "#%4d " $shots

printf "Xc = %4d " $xCoord

printf "Yc = %4d " $yCoord

printf "Distance = %5d " $distance # Растояние от

#+ центра озера,

#+ с координатами (0,0).

if [ "$distance" -le "$DIMENSION" ]

then

echo -n "ШЛЕП! " # попадание в озеро

((splashes++))

else

echo -n "БУХ! " # попадание на твердую почву

((thuds++))

fi

Pi=$(echo "scale=9; $PMULTIPLIER*$splashes/$shots" | bc)

# Умножение на коэффициент 4.0.

echo -n "PI ~ $Pi"

echo

done

echo

echo "После $shots выстрела, примерное значение числа \"пи\" равно $Pi."

# Имеет тенденцию к завышению...

# Вероятно из-за ошибок округления и несовершенства генератора случайных чисел.