**Shell程序设计**
Shell是Linux操作系统中的一个命令解释器，它是用户与系统交互的主要界面。在Linux环境中，Shell不仅用于执行命令，还可以编写脚本，实现自动化任务处理。本实验旨在帮助学生深入理解和掌握Shell编程的基本概念和技术。
**实验目标**
1. **理解Shell的作用与分类**：Shell主要有Bash、Csh、Ksh、Zsh等多种类型，其中Bash是最常用的一种，具有丰富的命令和功能。
2. **掌握Shell环境变量**：环境变量是存储在Shell中的全局变量，如PATH、HOME等，它们对用户的Shell会话有直接影响。
3. **掌握管道与重定向**：管道允许将一个命令的输出作为另一个命令的输入；重定向可以改变命令的输入来源或输出目的地。
4. **建立与执行Shell脚本**：编写包含Shell命令的文本文件，通过执行权限设置和运行命令来执行脚本。
5. **熟悉脚本基本结构和调试方法**：脚本通常包括变量声明、条件语句、循环语句等，使用`echo`、`printf`等命令输出调试信息。
**实验内容与步骤**
1. **理解Shell变量和位置参数**：
- `dir=/root` 设置环境变量`dir`为`/root`。
- `echo $dir` 输出变量`dir`的值。
- `echo dir` 输出字符串"dir"，而非变量`dir`的值，因为没有使用`$`前缀引用。
- `read a b c www hnist cn` 从标准输入读取一行并分配给变量`a`、`b`、`c`，多余的输入被忽略。
2. **创建简单的Shell脚本**：
- `test_shell_0`脚本用于清理日志文件`messages`和`wtmp`，并显示清理信息。
- 可以通过在脚本所在目录下执行、用绝对路径执行或者直接使用`bash`或`sh`执行脚本来运行该脚本。
3. **改进Shell脚本**：
- `test_shell_1`脚本引入了变量`LOG_DIR`，使用变量提升可读性和灵活性。
- `/dev/null`是空设备，用于丢弃数据或作为无源输入。在脚本中，`/dev/null > files`清空文件，`files > /dev/null`将文件内容丢弃。
4. **优化Shell脚本**：
- `test_shell_2`脚本增加了权限检查，只有当用户以root身份运行时，脚本才会继续执行，否则显示错误信息并退出。
**实验技巧**
1. **使用注释**：在脚本中添加注释可以帮助理解代码功能，例如`#`开头的行是注释。
2. **逻辑控制**：使用`if`、`else`、`for`、`while`等控制结构编写复杂的逻辑。
3. **函数定义**：通过定义函数，可以封装重复使用的代码，提高代码复用性。
4. **错误处理**：使用`exit`命令配合错误码（如E_XCD、E_NOTROOT）进行错误处理，提供良好的用户体验。
5. **调试**：通过`set -x`开启命令追踪，查看脚本执行过程；使用`echo`和`printf`输出中间变量的值进行调试。
通过这个实验，学生将能够编写简单的Shell脚本，理解其工作原理，并具备初步的故障排查能力，为进一步学习和使用Linux系统打下坚实基础。
