シェルスクリプトの基本

シェルとは

ユーザはUNIXにコマンドという命令を与えることで様々な処理ができますが、実はコマンドは直接UNIXというOS（Operating System：オペレーティングシステム）に渡されているわけではありません。

「シェル」とは、OSとユーザの間に存在するソフトウェアのようなものです。コマンドを待ち受けるプロンプトの表示も、またワイルドカードを使用した入力の処理（例えば、ls *.txt）も、実はシェルの機能の一部なのです。シェル(shell)という言葉は「殻」という意味を持ち、核（カーネル：kernel）となるOSを包み込んで、ユーザからのコマンドをわかりやすくOSへ伝えたり、 OSからの結果をユーザへ表示したりする役割を担っています。

ここで皆さんが使用しているシェルの種類を確認するために、 setコマンドを使用します。setコマンドを単独で使用すると、ユーザのシェル変数が表示されます。下記のように実行してみてください。

% set | more
（表示結果の抜粋）
prompt  pc3240[susaki]!:%~%
prompt2 %R?
prompt3 CORRECT>%R (y|n|e|a)?
savehist        500
shell   /bin/tcsh
shlvl   1
sourced 1
status  0
tcsh    6.10.00

（または）

% set | grep shell
shell   /bin/tcsh

上記の内容から現在使用しているシェルは「/bin/tcsh」であるとわかります。

UNIXのシェルには大きく分けて二つの系統があります。一つは「 sh」系統で、「sh」は初期のUNIXに入っていたシェルで、現在もどのUNIXにも必ず入っています。 Linuxでは、このshを拡張した「bash」がよく使われています。もう一つの系統は、「csh」系統で、cshやtcshが有名です。みなさんもこのtcshを使っています。

どちらの系統も一長一短あるのですが、後述するシェルスクリプトを作成する際には、sh系統が適切であると報告されています。ですので、今後、シェルスクリプト作成の際には、bashを使用することとします。

ここで、シェルをbashへ変更させるために下記のように実行してみてください。

% bash
bash-2.05$

のように、プロンプトが「bash-2.05$」と変更されるはずです。今後は、この「bash」というシェルを使用して説明していきます。

変数

変数と聞くとどのようなことを思い出すでしょうか？中学の数学では、

y = 3 x + 5

という一次関数を習ったと思います。ここで、xもyも変数といいます。xに3を代入すればyは 3×3 + 5 = 14 という値をとります。

これから取り扱う変数というのは、上記のxのように「数字や文字を代入するもの」と考えてください。数字の場合もありますし、文字や文字列（文字のつながり）の場合もあります。

例えば、次のように入力してみてください。赤い表示が入力部分を指します。

bash-2.05$ name=susaki

これで変数「name」に「susaki」という文字列を代入したことになります。この nameという変数名は自分で自由に決めたものです。変数名は、アルファベットと数字を用いて名前であれば、自分で自由に決められます。この変数の中身を「echo」コマンドを使用して表示させると、

bash-2.05$ echo $name
susaki

と表示されます。ここで注意しなくてはいけないのは、変数は入力時には「name」のように記述すれば良かったものの、それ以外では「 $name」のように$の記号をつけなくてはならない、ということです。また状況によっては「${name}」と { }でくくる場合もあります。どちらの表記方法も覚えておきましょう。

上記の例では文字列を変数に代入しましたが、数字を代入してみましょう。

bash-2.05$ a=10
bash-2.05$ echo $a
10

と、数字を代入しても問題ありません。今度は数字の和を計算させてみましょう。下記のように入力して実行してみてください。

bash-2.05$ b=20
bash-2.05$ echo $a+$b
10+20

10と20の和である30という結果を表示させたかったのですが、「10+20」と表示されました。単に文字列として$aと$bが処理されてしまったのです。

数値計算させるためには、下記のように入力します。

bash-2.05$ expr $a + $b
30

今度は望み通り「30」と表示されました。

数値計算における注意点

上記の数値計算において、$a + $bのように、演算子（ここでは+）の前後にスペースを入れる必要がある。
乗算の場合は、$a '*' $bのように、 ' 'でくくる必要がある。または\*としてもよい。
```
bash-2.05$ expr $a * $b 
expr: syntax error

bash-2.05$ expr $a '*' $b 
200

bash-2.05$ expr $a \* $b 
200
```
小数点を含む数字を除算する場合には、上記のexprを使用すると、エラーになる。下記のように指定する必要がある。
```
bash-2.05$ expr 20 / 10.3
expr: non-numeric argument

bash-2.05$ echo "scale=5; 20 / 10.3" | bc 
1.94174
```
「scale=数字」で、小数点以下の桁数を指定できる。

変数の練習問題

「date」コマンドを使用すると、現在の日にち、時刻を表示してくれる。

bash-2.05$ date
2002年  5月  7日 火曜日 23:02:51 JST

「date」コマンドには様々なオプションがあり、例えば、日にちのみ表示させるには

bash-2.05$ date +%d
07

のように、オプション「+%d」をつけるとよい。一部のオプションを下記に紹介するが、その他のオプションを知りたい場合には「man date」で調べると良い。

（月だけの表示）
bash-2.05$ date +%m
05
（年だけの表示）
bash-2.05$ date +%y
02
bash-2.05$ date +%Y
2002
（時刻だけの表示）
bash-2.05$ date +%T
23:08:32

現在の日にちを「day」という変数に代入するには、下記のように実行する。実際に実行して確認せよ。
```
bash-2.05$ day=`date +%d`
bash-2.05$ echo $day
07
```
上記にしたがって、月を「month」、年を「year」（2002と4桁の数字とする）、時刻を「time」という変数に代入し、「echo」コマンドを使用して正しく代入されているか確認せよ。
```
bash-2.05$ echo $day, $month, $year, $time
07, 05, 2002, 23:19:47
```
上記の結果を利用して、下記のように表示させたい。********で隠された部分を補い、実行して確認せよ。
```
bash-2.05$ echo *****************
2002/05/07-23:19:47
```

簡単なスクリプトの記述

上記の「変数」の説明では、コマンドラインでいちいち変数に値を入力したりしましたが、ここでは複数の処理を一気に行わせるために、 スクリプトを作ります。下記の手順にしたがって、「test1-1.sh」というシェルスクリプトを作ってみましょう。

まずbashがどこにあるのかを知らなければなりません。まだこのあたりの概念は難しいかも知れませんが、次のように実行してみてください。
```
bash-2.05$ which bash
/bin/bash
```
「bashという実行ファイルはどこにありますか？」とwhichコマンドを利用して尋ね、その結果「/binの下にbashがあります」という返事をもらっています。この結果を後に使います。
次に、シェルスクリプトを書くためにエディタを立ち上げますが、ここでは「emacs」を利用し、「test1-1.sh」というファイルに書くものとします。コマンドラインで下記のように入力してください。
bash-2.05$ emacs test1-1.sh
すると、emacsというエディタが立ち上がります。自分の名字、名前に置き換えた上で、下記の赤字の部分を入力して保存してください。emacsはUNIXでは最もよく使われるエディタの一つで、今後もコンピュータリテラシーでは利用していきます。基本的な使い方は大見先生のページに示されていますので参照してください。
```
#!/bin/bash

family=須崎
name=純一
echo "私の名字は${family}で、名前は${name}です。"
```
シェルスクリプトはただ書けばいいものではありません。 実行可能な形式に設定しなくては行けません。まずは、下記のように「ls -al」で先ほど作ったtest1-1.shの パーミッションをみてみましょう。パーミッションについてよくわからない人は、「chmod」のページを参照してください。
```
bash-2.05$ ls -al test1-1.sh
-rw-r-----    1 susaki   teacher        38  5月  7 23:56 test1-1.sh
```
実行可能な形式とは、パーミッションに「x」が表示されている状態ですが、上記の表示結果には「x」が含まれていません。そこで、下記のように入力して実行可能な形式に設定します。
```
bash-2.05$ chmod +x test1-1.sh
bash-2.05$ ls -al test1-1.sh
-rwxr-----    1 susaki   teacher        38  5月  7 23:56 test1-1.sh
```
「ls -al」で確認すると、今度は「x」が表示されています。これでシェルスクリプト「test1-1.sh」を実行するための準備が終わりました。
実行します。実行するときは、
bash-2.05$ ./シェルスクリプト名
のように、./をつける習慣をつけましょう。つけなくても実行できる環境設定の場合もありますが、それでもつけるようにしましょう。実際に実行すると、
```
bash-2.05$ ./test1-1.sh
私の名字は須崎で、名前は純一です。
```
と、正しく表示されました。

シェルスクリプトの練習問題

上記の「変数の練習問題」で取り扱った問題を参考にして、現在の日にちと時刻を下記のように表示するスクリプトを「test1-2.sh」として作成し、正しく表示されるか実行して確認せよ。
```
bash-2.05$ ./test1-2.sh
今日は2002年05月08日です。
ただいまの時刻は08:54:30です。
```
早く完了したものは、dateコマンドの様々なオプションを利用することで、スクリプトの記述内容も何通りか変わってくる。manコマンドでdateコマンドのオプションを調べ、別の記述方法を試してみよ。
上記の「変数の練習問題」で取り扱った問題を参考にして、現在の年齢を設定し、10年後の年齢を表示させるスクリプトを作成したい。下記のスクリプトのうち、********で隠された部分を補って、「test1-3.sh」として作成し、正しく表示されるか実行して確認せよ。
```
（スクリプトの中身）
#!/bin/bash

age1=18
age2=********************

echo "私の現在の年齢は${age1}です。"
echo "私の10年後の年齢は${age2}です。"
```
```
（実行結果）
bash-2.05$ ./test1-3.sh
私の現在の年齢は18です。
私の10年後の年齢は28です。
```
上記の「変数の練習問題」で取り扱った問題を参考にして、現在の年を dateコマンドを利用して変数にいれ、その変数を利用して 10年後の年を表示させるスクリプトを作成したい。下記のスクリプトのうち、********で隠された部分を補って、「test1-4.sh」として作成し、正しく表示されるか実行して確認せよ。
```
（スクリプトの中身）
#!/bin/bash

year1=********************
year2=********************

echo "現在${year1}年です。"
echo "10年後は${year2}年です。"
```
```
（実行結果）
bash-2.05$ ./test1-4.sh
現在2002年です。
10年後は2012年です。
```

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須崎純一　京都大学大学工学研究科都市環境工学専攻環境情報学講座