Представьте, что нам нужно описать типичную повседневную задачу — сходить в магазин и купить продукты — для пришельца с Марса. Весь процесс можно разбить на следующую последовательность шагов:

1. Сесть в машину.

2. Доехать до магазина.

3. Припарковать машину.

4. Войти в магазин.

5. Купить продукты.

6. Вернуться в машину.

7. Доехать до дома.

8. Припарковать машину.

9. Войти в дом.

Однако инопланетянину с Марса почти наверняка потребуется больше деталей. Задачу «Припарковать машину» мы могли разбить на еще более мелкие шаги.

1. Найти место на парковке.

2. Поставить машину на это место.

3. Выключить двигатель.

4. Поставить на стояночный тормоз.

5. Выйти из машины.

6. Запереть машину.

Подзадачу «Выключить двигатель» можно разбить на еще более мелкие шаги, например «Выключить зажигание», «Вынуть ключ зажигания» и так далее, пока все шаги посещения магазина не будут определены во всех деталях.

Подобный процесс идентификации высокоуровневых шагов и проработку все более мелких деталей этих шагов называют проектированием сверху вниз. Этот прием позволяет разбивать большие, сложные задачи на множество мелких и простых задач. Проектирование сверху вниз часто используется в разработке программного обеспечения и хорошо подходит для программирования на языке команд­ной оболочки.

В этой главе воспользуемся приемом проектирования сверху вниз для дальнейшей разработки сценария генератора отчетов.

В настоящий момент наш сценарий генерирует документ HTML, выполняя следующие шаги:

1. Открыть страницу.

2. Открыть заголовок страницы.

3. Установить название страницы.

4. Закрыть заголовок страницы.

5. Открыть тело страницы.

6. Вывести заголовок на странице.

7. Вывести текущее время.

8. Закрыть тело страницы.

9. Закрыть страницу.

На следующем этапе разработки мы добавим несколько задач между шагами 7 и 8:

• Продолжительность непрерывной работы системы и степень ее загруженности — это интервал времени, прошедшего с момента последней загрузки системы, и среднее число задач, выполняемых процессором в настоящее время для нескольких отрезков времени.

• Дисковое пространство — информация об использовании дискового пространства на системных устройствах хранения.

• Объем домашних каталогов — объем дискового пространства, занятого каждым пользователем.

Если бы у нас были команды, решающие перечисленные задачи, мы бы просто добавили их в сценарий, воспользовавшись механизмом подстановки результатов команд:

#!/bin/bash

# Программа вывода страницы с информацией о системе

TITLE="System Information Report For $HOSTNAME"

CURRENT_TIME=$(date +"%x %r %Z")

TIME_STAMP="Generated $CURRENT_TIME, by $USER"

cat << _EOF_

$TITLE

$TIME_STAMP

$(report_uptime)

$(report_disk_space)

$(report_home_space)

_EOF_

Создать такие команды можно двумя способами: написать три отдельных сценария и поместить их в каталог, входящий в список PATH, или встроить эти сценарии в программу в виде функций командной оболочки. Как уже отмечалось ранее, функции — это «мини-сценарии», находящиеся внутри другого сценария, которые работают как автономные программы. Функции имеют две синтаксические формы. Первая выглядит так:

function имя {

команды

return

}

где имя — это имя функции, а команды — последовательность команд внутри функции. Вторая форма выглядит так:

имя () {

команды

return

}

Обе формы эквивалентны и могут использоваться одна вместо другой. Ниже приводится сценарий, демонстрирующий использование функций командной оболочки:

1 #!/bin/bash

2

3 # Демонстрация функций командной оболочки

4

5 function funct {

6 echo "Step 2"

7 return

8 }

9

10 # Здесь начинается основная программа

11

12 echo "Step 1"

13 funct

14 echo "Step 3"

Когда командная оболочка читает сценарий, она пропускает строки с 1-й по 11-ю, так как они содержат комментарии и определение функции. Выполнение начинается со строки 12 с командой echo. Строка 13 вызывает функцию funct, и командная оболочка выполняет функцию как любую другую команду. Управление передается в строку 6, и выполняется вторая команда echo. Следующей выполняется строка 7. Команда return в этой строке завершает выполнение функции и возвращает управление в строку, следующую за вызовом функции (строка 14). После этого выполняется заключительная команда echo. Обратите внимание: чтобы вызовы функций интерпретировались не как имена внешних программ, а действительно как вызовы функций, эти функции должны быть определены в сценарии до их вызова.

Добавим в наш сценарий минимальные определения функций:

#!/bin/bash

# Программа вывода страницы с информацией о системе

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_

$TITLE

$TIME_STAMP

$(report_uptime)

$(report_disk_space)

$(report_home_space)

_EOF_

Имена функций подчиняются тем же правилам, что и имена переменных. Функция должна содержать хотя бы одну команду. Команда return (которая является необязательной) помогает удовлетворить это требование.

В сценариях, что нам доводилось писать до сих пор, все переменные (включая константы) были глобальными. Глобальные переменные существуют и доступны в любой точке программы. В некоторых случаях это безусловно полезное свойство осложняет использование функций. Внутри функций иногда желательно использовать локальные переменные. Локальные переменные доступны только внутри функции, в которой они определены, и прекращают свое существование по завершении выполнения функции.

Поддержка локальных переменных позволяет программисту использовать переменные с именами, которые уже определены в сценарии, глобально или в других функциях, не беспокоясь о возможных конфликтах имен.

Следующий пример сценария демонстрирует, как определяются и используются локальные переменные:

#!/bin/bash

# local-vars: сценарий, демонстрирующий локальные переменные

foo=0 # глобальная переменная foo

funct_1 () {

local foo # переменная foo, локальная для funct_1

foo=1

echo "funct_1: foo = $foo"

}

funct_2 () {

local foo # переменная foo, локальная для 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"

Как видите, локальные переменные объявляются добавлением слова local перед именем переменной. В результате создается переменная, локальная по отношению к функции, в которой она определена. Когда выполнение выйдет за пределы функции, переменная перестанет существовать. Если запустить этот сценарий, он выведет следующее:

[me@linuxbox ~]$ local-vars

global: foo = 0

funct_1: foo = 1

global: foo = 0