シェルスクリプトによるデータ処理

（一部工事中、順次拡張予定）

シェルスクリプトの基本

シェルスクリプトは、言語というよりはコマンド群のようなもので、 CやFortranと異なりコンパイルせずに使うことができる。 ここでは、大概のUNIXシステムで使うことのできるBシェルを扱う。

シェルスクリプトの一番簡単な使い方は、ただコマンドを羅列することである。

#!/bin/sh
echo "This is B-shscript."
ls
cd ..

上記のファイルを例えばtest.shとする。実行するには、ファイルに実行許可を与えてからファイル名を打つ。

% chmod +x test.sh
% test.sh
(環境によっては、% ./test.sh)

echo文が実行され、"This is B-shscript."という出力がなされ、ディレクトリ内のファイル一覧が出され、最後にディレクトリが一つ上がったはずである。 一行目がシェルスクリプトを示す宣言となるので、必ず入れよう。その宣言文の後に、自分の好きなコマンドを書けばよい。

例えば、夜自宅に帰る前に、CALC1・CALC2というプログラムを走らせておきたい場合は、

#!/bin/sh
CALC1
CALC2

として、

% test.sh&

としておけば、次の朝に（計算が終わっていれば）結果が出ていることになる。

なお、#を付けると、それより後ろは改行までコメント文として認識される。

シェルスクリプトの書き方

もう少し複雑なことを実行させてみよう。なお、今後例として示すファイルは、aionまたはshannonの

~nogu/Lecture/shscript

に置いてあるので、適宜自分のディレクトリにコピーして使ってよい（以下同様）。

最初の例は、引数をチェックして取り込む基本的なシェルスクリプトである。

ファイル名：basic.sh

#!/bin/sh
#

#--- 引数のチェック
### $#はコマンドラインに続く文字列の数。
### もし引数の個数が一つでなければ、usageを標準エラー出力に出して終了
if [ $# != 1 ]; then
    echo "usage: $0 strings" 1>&2
    exit 0
fi

#--- 変数ARGV1に第一引数を代入
ARGV1=$1

#--- ARGV1を画面に（標準出力に）出す
echo $ARGV1

入力した文字列をそのまま返している。 if文内では引数の解析を行い、引数の個数が一つであるとき以外は使用法を表示して終了する。 次に、変数ARGV1に引数を代入し、echo文でARGV1を出力している。以下が実行例である。

% basic.sh aaa
aaa

ここで、シェルスクリプトにおける変数の約束ごとを挙げる。

• 変数は、宣言せずにいきなり勝手に使える。アルファベットと数字の組合せ。ただし空白はダメ。
  例： AAA、AAA_2、i_j_5

• 変数は、文字列として扱われる。数字もアスキー文字となる。C言語のChar型変数だと思えばよい。

• 変数の代入は、=を使う。=の前後に空白を入れてはいけない。=と変数はくっつけること。
  例： AAA=test ←変数AAAに文字列testを代入

• 変数の呼出時は、変数の頭に$を付ける。
  例： BBB=$AAA ←変数BBBに変数AAAの中身を代入
  もし、「BBB=AAA」とすると、変数BBBにはAAAという文字列そのものが代入される。

• 変数は{}で括ると、変数名の範囲を指定できる。
  例： 変数AAAと変数iをくっつけたい時、AAAiと書くと、新たな変数として認識されてしまう。
  くっつけたい場合は、${AAA}${i}と書く。例えば、

  AAA=data
  i=001
  

  のとき、${AAA}${i}と書くと、data001となる。

for文

次の例は、for文の例である。 ファイル名：for.sh

#!/bin/sh

#--- 引数チェック、格納。使用方法表示。
if [ $# != 0 ]; then
    echo "usage: $0" 1>&2
    exit 0
fi

#--- for文による繰返し
#### 値の代入
for NUM in 0 1 2 3 ; do
    echo "$NUM"
done

実行結果は

% for.sh
0
1
2
3

この例文では、for文で変数NUMに0から3までの文字を順に代入してその文字を出力している。 inの後に続くのは、例えば

for AAA in 1 3 5 7 9 ; do
for AAA in a b c d e ; do
for AAA in cat dog pig ; do

のように、文字でさえあれば何でも良い。これらの例では、全てAAA変数にその後に羅列してある文字が代入されながらループ文が回る。

while文

for文では、変化させる文字を全て書かないとならないので、単に変数を１ずつ増やしていきたいときには面倒である。次の文は、変数iを１ずつふやしていくものである。

ファイル名：while.sh

#!/bin/sh
#
#0からMAXまでの値を順に表示する
#

#--- 引数チェック、格納。使用方法表示。
### $#はコマンドラインに続く文字列の数。
if [ $# != 1 ]; then
    echo "usage: $0 MAX" 1>&2
    exit 0
fi

MAX=$1

#--- while文による繰返し
### インクリメント（変数を１ずつ増やしていく）
### whileの次の[...]は条件文と呼ばれ、この値がゼロ(真)の時に命令を実行する
### 以下の例文は、$iが$MAX以下である時に真となり、do以下の文が実行される

i=0
while [ $i -le $MAX ]; do
    echo "$i" 1>&2
    i=`expr $i + 1` #expr文、整数の四則演算ができる
done

出力結果は

% while.sh 5
0
1
2
3
4
5

ここで、exprコマンドは、簡単な整数の四則演算をさせるコマンドである。 また、while文内の[]は条件部で、この値がゼロ(真)の時にdo以下の命令が実行される。 整数を判断する条件部には、例えば次のようなものがある（右のコメントの条件が満たされた場合に、真となる。）

while [ $i -eq $NUM ]  ←整数iとNUMは等しいとき
while [ $i -ge $NUM ]  ←整数iはNUM以上であるとき
while [ $i -gt $NUM ]  ←整数iはNUMよりも大きいとき
while [ $i -le $NUM ]  ←整数iはNUM以下であるとき
while [ $i -lt $NUM ]  ←整数iはNUMよりも小さいとき
while [ $i -ne $NUM ]  ←整数iとNUMは等しくないとき

なお、文字列が等しいかを判断するのは、-eqではなくて=なので注意すること。 while文では、次のような処理も可能である。入力ファイルには、3列のデータを使う（test.datとして用意してある）。

ファイル名：while_read.sh

#!/bin/sh

#--- 引数チェック、格納。使用方法表示。
### $#はコマンドラインに続く文字列の数。
### FILENAMEは、入力したいファイル名
if [ $# != 1 ]; then
    echo "usage: $0 FNAME" 1>&2
    exit 0
fi

#--- exec文。
#### 引数$1のファイルを標準入力に変更。read文での読み込みを可能にする
exec 3<&0 <$1

#--- while文による繰返し
#### read文で標準入力からデータを一行ずつ読み込む
#### echo文で1列目と3列目のみを標準出力に出力
while read COLUMN1 COLUMN2 COLUMN3 ; do
    echo "$COLUMN1 $COLUMN3"
done

if文

すでにif文は出てきているが、機能の例を挙げて詳しく解説しておく。 条件の前に!をつけると、直後の条件を否定する。

• ファイルの存在チェック

  if [ -f $FNAME ]; then
      echo "$FNAME はある" 1>&2
  fi
  
  if [ ! -f $FNAME ]; then
      echo "$FNAME はない" 1>&2
  fi
  

• ディレクトリの存在チェック

  if [ -d $DIRNAME ]; then
  	echo "$DIRNAME はある" 1>&2
  fi
  
  if [ ! -d $DIRNAME ]; then
  	echo "$DIRNAME はない" 1>&2
  fi
  

• AND条件文、else文

  if [ -f $FNAME1 -a -f $FNAME2 ]; then
  	echo "$FNAME1 と $FNAME2 がある" 1>&2
  else
  	echo "$FNAME1 か $FNAME2 がない"
  fi
  

• ディレクトリがない場合、親ディレクトリも含めて一気に生成
  (mkdir -pオプション)

  if [ ! -d $DIRNAME1 -o ! -d $DIRNAME2 ]; then
  	echo "$DIRNAME1 か $DIRNAME2 がないので、生成" 1>&2
  	mkdir -p $DIRNAME1 $DIRNAME2
  fi
  

• 文字列判断
  -eqではなく、=を使う（=は一つしか使わないことに注意！）

  if [ $ARG = "GOME" ]; then
  	echo "ARG is GOME" 1>&2
  fi
  

なお、while文で出てきた[]の条件部は、if文にもそのまま使える。

コマンドの実行結果の変数への代入

変数に何かのコマンドの実行結果を代入することができる。

#!/bin/sh

AAA=`ls`

echo "$AAA"

``は、シングルコーテーション（''）ではないことに注意。``の中には、普通にUNIXの端末で打つコマンドを何でも入れることができる。

応用例　シェルからgnuplotを走らせる

次の例文は、gnuplotを用いてsin関数をプロットさせるスクリプトだが、 gnuplot内で使う変数、つまり図のタイトルや描画するxの範囲をUNIXコマンドの引数から与えられるところがミソである。

ファイル名：gnuplot.sh

#!/bin/sh
#
#title, 横軸の最小値、最大値を引数に入れると、
#gnuplotによるsin(x)のプロットを行ない、ポストスクリプトで保存する

#--- 引数チェック、格納。使用方法表示。
### $#はコマンドラインに続く文字列の数。
if [ $# != 3 ]; then
    echo "usage: $0 TITLE XMIN XMAX" 1>&2
    exit 0
fi

### 引数は、図のタイトル、xの最小値、xの最大値の３つ。
TITLE=$1
XMIN=$2
XMAX=$3

#---シェル内でのgnuplot起動
#### EOF行までの間に空行を挟んではいけない。
gnuplot <<EOF
set out "sin.ps"
set term post land
set xr [$XMIN:$XMAX]
set title "$TITLE"
plot sin(x) 
EOF

うまくできたかは、gvで確認する。

%gv sin.ps

「gnuplot <<EOF」行から最後の「EOF」行までの間にgnuplotのコマンドを書いておく。 空行をあけることはできないので注意する。 どうしてもあけたい場合は、下のように#ではじまるコメント行を入れると良い。

gnuplot <<EOF
#---------
# Filename
#---------
#
set out "sin.ps"
#
#
#---------
# Terminal
#---------
#
set term post land
set xr [$XMIN:$XMAX]
set title "$TITLE"
plot sin(x) 
EOF

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