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Shell 脚本编程陷阱

作者: Martin Tournoij 译者: LCTT jdh8383

| 2019-04-24 12:14      

Shell 脚本很棒,你可以非常轻松地写出有用的东西来。甚至像是下面这个傻瓜式的命令:

# 用含有 Go 的词汇起名字:
$ grep -i ^go /usr/share/dict/* | cut -d: -f2 | sort -R | head -n1
goldfish

如果用其他编程语言,就需要花费更多的脑力,用多行代码实现,比如用 Ruby 的话:

puts(Dir['/usr/share/dict/*-english'].map do |f|
  File.open(f)
    .readlines
    .select { |l| l[0..1].downcase == 'go' }
end.flatten.sample.chomp)

Ruby 版本的代码虽然不是那么长,也并不复杂。但是 shell 版是如此简单,我甚至不用实际测试就可以确保它是正确的。而 Ruby 版的我就没法确定它不会出错了,必须得测试一下。而且它要长一倍,看起来也更复杂。

这就是人们使用 Shell 脚本的原因,它简单却实用。下面是另一个例子:

curl https://nl.wikipedia.org/wiki/Lijst_van_Nederlandse_gemeenten |
    grep '^<li><a href=' |
    sed -r 's|<li><a href="/wiki/.+" title=".+">(.+)</a>.*</li>|\1|' |
    grep -Ev '(^Tabel van|^Lijst van|Nederland)'

这个脚本可以从维基百科上获取荷兰基层政权的列表。几年前我写了这个临时的脚本,用来快速生成一个数据库,到现在它仍然可以正常运行,当时写它并没有花费我多少精力。但要用 Ruby 完成同样的功能则会麻烦得多。


现在来说说 shell 的缺点吧。随着代码量的增加,你的脚本会变得越来越难以维护,但你也不会想用别的语言重写一遍,因为你已经在这个 shell 版上花费了很多时间。

我把这种情况称为“Shell 脚本编程陷阱”,这是沉没成本谬论的一种特例(LCTT 译注:“沉没成本谬论”是一个经济学概念,可以简单理解为,对已经投入的成本可能被浪费而念念不忘)。

实际上许多脚本会增长到超出预期的大小,你经常会花费过多的时间来“修复某个 bug”,或者“添加一个小功能”。如此循环往复,让人头大。

如果你从一开始就使用 Python、Ruby 或是其他类似的语言来写这个程序,你可能会在写第一版的时候多花些时间,但以后维护起来就容易很多,bug 也肯定会少很多。

以我的 packman.vim 脚本为例。它起初只包含一个简单的用来遍历所有目录的 for 循环,外加一个 git pull,但在这之后就刹不住车了,它现在有 200 行左右的代码,这肯定不能算是最复杂的脚本,但假如我一上来就按计划用 Go 来编写它的话,那么增加一些像“打印状态”或者“从配置文件里克隆新的 git 库”这样的功能就会轻松很多;添加“并行克隆”的支持也几乎不算个事儿了,而在 shell 脚本里却很难实现(尽管不是不可能)。事后看来,我本可以节省时间,并且获得更好的结果。

出于类似的原因,我很后悔写出了许多这样的 shell 脚本,而我在 2018 年的新年誓言就是不要再犯类似的错误了。

附录:问题汇总

需要指出的是,shell 编程的确存在一些实际的限制。下面是一些例子:

  • 在处理一些包含“空格”或者其他“特殊”字符的文件名时,需要特别注意细节。绝大多数脚本都会犯错,即使是那些经验丰富的作者(比如我)编写的脚本,因为太容易写错了,只添加引号是不够的
  • 有许多所谓“正确”和“错误”的做法。你应该用 which 还是 command?该用 $@ 还是 $*,是不是得加引号?你是该用 cmd $arg 还是 cmd "$arg"?等等等等。
  • 你没法在变量里存储空字节(0x00);shell 脚本处理二进制数据很麻烦。
  • 虽然你可以非常快速地写出有用的东西,但实现更复杂的算法则要痛苦许多,即使用 ksh/zsh/bash 扩展也是如此。我上面那个解析 HTML 的脚本临时用用是可以的,但你真的不会想在生产环境中使用这种脚本。
  • 很难写出跨平台的通用型 shell 脚本。/bin/sh 可能是 dash 或者 bash,不同的 shell 有不同的运行方式。外部工具如 grepsed 等,不一定能支持同样的参数。你能确定你的脚本可以适用于 Linux、macOS 和 Windows 的所有版本吗(无论是过去、现在还是将来)?
  • 调试 shell 脚本会很难,特别是你眼中的语法可能会很快变得记不清了,并不是所有人都熟悉 shell 编程的语境。
  • 处理错误会很棘手(检查 $? 或是 set -e),排查一些超过“出了个小错”级别的复杂错误几乎是不可能的。
  • 除非你使用了 set -u,变量未定义将不会报错,而这会导致一些“搞笑事件”,比如 rm -r ~/$undefined 会删除用户的整个家目录(瞅瞅 Github 上的这个悲剧)。
  • 所有东西都是字符串。一些 shell 引入了数组,能用,但是语法非常丑陋和费解。带分数的数字运算仍然难以应付,并且依赖像 bcdc 这样的外部工具($(( .. )) 这种方式只能对付一下整数)。

反馈

你可以发邮件到 martin@arp242.net,或者在 GitHub 上创建 issue 来向我反馈,提问等。


via: https://arp242.net/weblog/shell-scripting-trap.html

作者:Martin Tournoij 选题:lujun9972 译者:jdh8383 校对:wxy

本文由 LCTT 原创编译,Linux中国 荣誉推出

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