大気科学演習１

シェルスクリプト

• 変数
• コマンド置換
• 算術演算
• 算術比較
• 反復構造
  • while
  • for

変数

計算機の世界で変数というのは「名前の付いた容れ物」である． 容れ物には数字や文字を入れることができる． 容れ物に数字や文字を入れることを「代入する」と言う． 容れ物に入った数字や文字を見ることを「値を参照する」と言う．

変数に値を代入するときは，変数と値を「=」でつなぐ． 「=」の右が，左に代入される． 「=」の前後に空白を入れてはいけない．

変数の値を参照するときは，変数の先頭に「$」をつける．

例えば，以下のようなファイル(test01.sh)を作成する．

#!/bin/bash
word1=Hello
word2=World
echo $word1 $word2

2行目は，word1という名前の付いた容れ物にHelloという文字列を入れている． 3行目は，word2という名前の付いた容れ物にWorldという文字列を入れている． 4行目の echo は $word1 と $word2 を表示する．先頭に$が付いた文字列は，$に続く文字列(ここではword1とword2)の名前が付いた容れ物の中身を指す．すなわち，この例だと，$word1はword1という名前の付いた容れ物の中身なのでHello，$word2はword2という名前の付いた容れ物の中身なのでWorld，ということである．

実際に実行してみる． まず実行許可を出して，

$ chmod a+x test01.sh

実行する

$ ./test01.sh

正しく実行されれば以下のように表示されるはず．

Hello World

空白を含む文字列を代入するときは，クォーテーションで括る．

例えば

#!/bin/bash
phrase='Hello World'
echo $phrase

これを実行したら

Hello World

変数をつなげるときは，変数の切れ目がわかるように，変数を{}で括る．

例えば

#!/bin/bash
YEAR=2019
MONTH=10
DAY=24
echo ${YEAR}${MONTH}${DAY}

これを実行したら

20191024

間に文字を挟むこともできる．

例えば

#!/bin/bash
YEAR=2019
MONTH=10
DAY=24
echo ${YEAR}nen${MONTH}gatsu${DAY}nichi

これを実行したら

2019nen10gatsu24nichi

普通は間に挟む文字に nen とか gatsu とか使わないですかね．

#!/bin/bash
YEAR=2019
MONTH=10
DAY=24
echo ${YEAR}/${MONTH}/${DAY}

これを実行したら

2019/10/24

ちなみに，

#!/bin/bash
phrase='Hello World'
echo $phrase

を実行したら

Hello World

であるが，

#!/bin/bash
echo $phrase
phrase='Hello World'

は異なる結果になる． 理由はわかりますよね．

ここで元にもどる．

#!/bin/bash
word1=Hello
word2=World
echo $word1 $word2

これは，2行目でword1という容れ物にHelloという文字列を入れ，3行目でword2という容れ物にWorldという文字列を入れて，4行目でword1とword2という容れ物に入った値を表示する． というのは，すでに説明済み． ここで，3行目を以下のように書き換えてみる

#!/bin/bash
word1=Hello
word2=word1
echo $word1 $word2

どうなるか考える． 実際にやってみると以下のようになる．

Hello word1

ちょっと書き換えて

#!/bin/bash
word1=Hello
word2=$word1
echo $word1 $word2

こんどは

Hello Hello

どうしてこうなったか，わかりますよね？

コマンド置換

「$(」と「)」で囲まれた部分は，コマンドとして処理される(ただし末尾の改行は削除される)．

#!/bin/bash
files=$(ls)
echo $files

実行してみる． 結果を

$ ls

と比べてみる．

ファイルの数を変数に格納するなら

#!/bin/bash
filenum=$(ls | wc -l)
echo $filenum

実行してみる． 結果を

$ ls | wc -l

と比べてみる．

算術演算(整数)

整数の四則演算は，算術式を $(( と )) で囲む．

二重括弧の中は，変数に $ をつけなくてもよい． すなわち，$(( x + y )) と書いたら，変数xと変数yの和が計算される． もちろん $(( $x + $y )) と書いてもよい．

二重括弧を使った四則演算は，小数を使うことができない． 除算の戻り値は整数(小数点以下切り捨て)になる．

• $(( x + y ))　　和
• $(( x - y ))　　差
• $(( x * y ))　　積
• $(( x / y ))　　商
• $(( x % y ))　　xをyで割った余り
• $(( x ** y ))　　べき乗(xのy乗)

算術演算(小数)

echo コマンドで表示した式をパイプで bc コマンドに流し込む．

echo "9 + 0.123" | bc

変数を使うときも同様．

echo "$x + $y" | bc

割り算は小数点以下を切り捨てる．

echo "100/3" | bc

割り算で小数点以下を表示したいときは，scaleで小数点以下の桁数を指定する．

echo "scale=4; 100/3" | bc

結果を変数に代入する場合．

z=$( echo "$x + $y" | bc )

算術比較

数値を比較して，真か偽かを返す．

• $a -eq $b　　a=b (equal)の場合に真
• $a -ne $b　　a=/b (not equal)の場合に真
• $a -gt $b　　a>b (greater than)の場合に真
• $a -lt $b　　a<b (less than)の場合に真
• $a -ge $b　　a>=b (greater than or equal)の場合に真
• $a -le $b　　a<=b (less than or equal)の場合に真

反復構造(while)

条件が満足されている間，do と done の間を繰り返す．

#!/bin/bash
i=0
while [ $i -lt 3 ]; do
  i=$(( i + 1 ))
  echo $i
done

書いたら実行してみる

1
2
3

ここで，

i=$(( i + 1 ))

というのが出てきて，i と i+1 が = で結ばれているのを見ると，なんか気持ち悪いと思うかもしれない． シェルスクリプトの世界において「=」は，右のものを左のものに代入する，という意味である． したがって，この行は i+1 を i に代入しろ，という意味であり，言い換えると，i の数値を 1 増やせ，ということである．

強制終了

上のスクリプトで，i=$(( i + 1 )) を書き忘れたとする

#!/bin/bash
i=0
while [ $i -lt 3 ]; do
  echo $i
done

これを実行すると，

0
0
0
0
0
...

となって，いつまで経っても終わらない． このスクリプトでは，最初に i=0 とした後，変数 i の値が変更されることがないため，while [ $i -lt 3 ]; do の条件が常に真となって，echo $i が繰り返し実行される．

これを止めるには，外から強制終了するしかない． 強制終了は

Ctrl + c

とする． 少し待つかもしれないが，スクリプトが終了してプロンプトが表示される．

反復構造(while)続き

入れ子にすることもできる．

#!/bin/bash
i=0
while [ $i -lt 2 ]; do
  i=$(( i + 1 ))
  j=0
  while [ $j -lt 3 ]; do
    j=$(( j + 1 ))
    echo $i $j
  done
done

実行したら

1 1
1 2
1 3
2 1
2 2
2 3

反復構造(for)

与えられた値を代わりばんこに代入して，do と done の間を繰り返す．

#!/bin/bash
for word in apple banana cherry; do
  echo I like $word
done

実行

I like apple
I like banana
I like cherry

こっちも入れ子にすることができる．

#!/bin/bash
for dare in I You ; do
  for fruit in apple banana cherry ; do
    echo $dare like $fruit
  done
done

実行

I like apple
I like banana
I like cherry
You like apple
You like banana
You like cherry

数字も使える

#!/bin/bash
for i in 1 2 3 4 ; do
  echo $i
done

実行

1
2
3
4

seq というコマンドが使えるときは，1 2 3 4 と書く代わりに以下のようにしてもよい

#!/bin/bash
for i in $( seq 1 4 ) ; do
  echo $i
done

seq は数列を出力するコマンドである． 使い方は

$ man seq

で確認することができる．

man はコマンドの使い方を説明してくれるコマンド． スペースキーでページ送り，終了するときは「q」．