Linux 平台下 Python 脚本编程入门（二）
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在“[Linux 平台下 Python 脚本编程入门][1]”系列之前的文章里，我们向你介绍了 Python 的简介，它的命令行 shell 和 IDLE（LCTT 译注：python 自带的一个 IDE）。我们也演示了如何进行算术运算、如何在变量中存储值、还有如何打印那些值到屏幕上。最后，我们通过一个练习示例讲解了面向对象编程中方法和属性概念。

![](http://www.tecmint.com/wp-content/uploads/2016/06/Write-Shell-Scripts-in-Python-Programming.png)

*在 Python 编程中写 Linux Shell 脚本*

本篇中，我们会讨论控制流（根据用户输入的信息、计算的结果，或者一个变量的当前值选择不同的动作行为）和循环（自动重复执行任务），接着应用我们目前所学东西来编写一个简单的 shell 脚本，这个脚本会显示操作系统类型、主机名、内核版本、版本号和机器硬件架构。

这个例子尽管很基础，但是会帮助我们证明，比起使用一般的 bash 工具，我们通过发挥 Python 面向对象的特性来编写 shell 脚本会更简单些。

换句话说，我们想从这里出发：

```
# uname -snrvm
```

![](http://www.tecmint.com/wp-content/uploads/2016/05/Check-Hostname-of-Linux.png)

*检查 Linux 的主机名*

到

![](http://www.tecmint.com/wp-content/uploads/2016/05/Check-Linux-Hostname-Using-Python-Script.png)

*用 Python 脚本来检查 Linux 的主机名*

或者

![](http://www.tecmint.com/wp-content/uploads/2016/05/Script-to-Check-Linux-System-Information.png)

*用脚本检查 Linux 系统信息*

看着不错，不是吗？那我们就挽起袖子，开干吧。

### Python 中的控制流

如我们刚说那样，控制流允许我们根据一个给定的条件，选择不同的输出结果。在 Python 中最简单的实现就是一个 `if`/`else` 语句。

基本语法是这样的：

```
if 条件:
    # 动作 1
else:
    # 动作 2
```

当“条件”求值为真（true），下面的代码块就会被执行（`# 动作 1`代表的部分）。否则，else 下面的代码就会运行。
“条件”可以是任何表达式，只要可以求得值为真或者假。

举个例子：

1. `1 < 3` # 真
2. `firstName == "Gabriel"` # 对 firstName 为 Gabriel 的人是真，对其他不叫 Gabriel 的人为假

- 在第一个例子中，我们比较了两个值，判断 1 是否小于 3。
- 在第二个例子中，我们比较了 firstName（一个变量）与字符串 “Gabriel”，看在当前执行的位置，firstName 的值是否等于该字符串。
- 条件和 else 表达式都必须跟着一个冒号（`:`）。
- **缩进在 Python 中非常重要**。同样缩进下的行被认为是相同的代码块。

请注意，`if`/`else` 表达式只是 Python 中许多控制流工具的一个而已。我们先在这里了解以下，后面会用在我们的脚本中。你可以在[官方文档][2]中学到更多工具。

### Python 中的循环

简单来说，一个循环就是一组指令或者表达式序列，可以按顺序一直执行，只要条件为真，或者对列表里每个项目执行一一次。

Python 中最简单的循环，就是用 for 循环迭代一个给定列表的元素，或者对一个字符串从第一个字符开始到执行到最后一个字符结束。

基本语句：

```
for x in example:
	# do this
```

这里的 example 可以是一个列表或者一个字符串。如果是列表，变量 x 就代表列表中每个元素；如果是字符串，x 就代表字符串中每个字符。

```
>>> rockBands = []
>>> rockBands.append("Roxette")
>>> rockBands.append("Guns N' Roses")
>>> rockBands.append("U2")
>>> for x in rockBands:
    	print(x)
或
>>> firstName = "Gabriel"
>>> for x in firstName:
    	print(x)
```

上面例子的输出如下图所示：

![](http://www.tecmint.com/wp-content/uploads/2016/05/Learn-Loops-in-Python.png)

*学习 Python 中的循环*

### Python 模块

很明显，必须有个办法将一系列的 Python 指令和表达式保存到文件里，然后在需要的时候取出来。

准确来说模块就是这样的。比如，os 模块提供了一个到操作系统的底层的接口，可以允许我们做许多通常在命令行下执行的操作。

没错，os 模块包含了许多可以用来调用的方法和属性，就如我们之前文章里讲解的那样。不过，我们需要使用 `import` 关键词导入（或者叫包含）模块到运行环境里来：

```
>>> import os
```

我们来打印出当前的工作目录：

```
>>> os.getcwd()
```

![](http://www.tecmint.com/wp-content/uploads/2016/05/Learn-Python-Modules.png)

*学习 Python 模块*

现在，让我们把这些结合在一起（包括之前文章里讨论的概念），编写需要的脚本。

### Python 脚本

以一段声明文字开始一个脚本是个不错的想法，它可以表明脚本的目的、发布所依据的许可证，以及一个列出做出的修改的修订历史。尽管这主要是个人喜好，但这会让我们的工作看起来比较专业。

这里有个脚本，可以输出这篇文章最前面展示的那样。脚本做了大量的注释，可以让大家可以理解发生了什么。

在进行下一步之前，花点时间来理解它。注意，我们是如何使用一个 `if`/`else` 结构，判断每个字段标题的长度是否比字段本身的值还大。

基于比较结果，我们用空字符去填充一个字段标题和下一个之间的空格。同时，我们使用一定数量的短线作为字段标题与其值之间的分割符。

```
#!/usr/bin/python3
# 如果你没有安装 Python 3 ，那么修改这一行为 #!/usr/bin/python

# Script name: uname.py
# Purpose: Illustrate Python's OOP capabilities to write shell scripts more easily
# License: GPL v3 (http://www.gnu.org/licenses/gpl.html)

# Copyright (C) 2016 Gabriel Alejandro Cánepa
# ​Facebook / Skype / G+ / Twitter / Github: gacanepa
# Email: gacanepa (at) gmail (dot) com

# This program is free software: you can redistribute it and/or modify
# it under the terms of the GNU General Public License as published by
# the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
# (at your option) any later version.

# This program is distributed in the hope that it will be useful,
# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
# GNU General Public License for more details.

# You should have received a copy of the GNU General Public License
# along with this program.  If not, see .

# REVISION HISTORY
# DATE   	  VERSION AUTHOR    	 CHANGE DESCRIPTION
# ---------- ------- --------------
# 2016-05-28 1.0     Gabriel Cánepa    Initial version

### 导入 os 模块
import os

### 将 os.uname() 的输出赋值给 systemInfo 变量
### os.uname() 会返回五个字符串元组（sysname, nodename, release, version, machine）
### 参见文档：https://docs.python.org/3.2/library/os.html#module-os
systemInfo = os.uname()

### 这是一个固定的数组，用于描述脚本输出的字段标题
headers = ["Operating system","Hostname","Release","Version","Machine"]

### 初始化索引值，用于定义每一步迭代中
### systemInfo 和字段标题的索引
index = 0

### 字段标题变量的初始值
caption = ""

### 值变量的初始值
values = ""

### 分隔线变量的初始值
separators = ""

### 开始循环
for item in systemInfo:
    if len(item) < len(headers[index]):
   	 ### 一个包含横线的字符串，横线长度等于item[index] 或 headers[index]
   	 ### 要重复一个字符，用引号圈起来并用星号（*）乘以所需的重复次数 
   	 separators = separators + "-" * len(headers[index]) + " "
   	 caption = caption + headers[index] + " "
   	 values = values + systemInfo[index] + " " * (len(headers[index]) - len(item)) + " "
    else:
   	 separators = separators + "-" * len(item) + " "
   	 caption =  caption + headers[index] + " " * (len(item) - len(headers[index]) + 1)
   	 values = values + item + " "
    ### 索引加 1
    index = index + 1
### 终止循环

### 输出转换为大写的变量（字段标题）名
print(caption.upper())

### 输出分隔线
print(separators)

# 输出值（systemInfo 中的项目）
print(values)

### 步骤：
### 1) 保持该脚本为 uname.py （或任何你想要的名字）
### 并通过如下命令给其执行权限：
### chmod +x uname.py
### 2) 执行它；
### ./uname.py
```

如果你已经按照上述描述将上面的脚本保存到一个文件里，并给文件增加了执行权限，那么运行它：

```
# chmod +x uname.py
# ./uname.py
```

如果试图运行脚本时你得到了如下的错误：

```
-bash: ./uname.py: /usr/bin/python3: bad interpreter: No such file or directory
```

这意味着你没有安装 Python3。如果那样的话，你要么安装 Python3 的包，要么替换解释器那行（如果如之前文章里概述的那样，跟着下面的步骤去更新 Python 执行文件的软连接，要特别注意并且非常小心）：

```
#!/usr/bin/python3
```

为

```
#!/usr/bin/python
```

这样会通过使用已经安装好的 Python 2 去执行该脚本。

**注意**：该脚本在 Python 2.x 与 Pyton 3.x 上都测试成功过了。

尽管比较粗糙，你可以认为该脚本就是一个 Python 模块。这意味着你可以在 IDLE 中打开它（File → Open… → Select file)：

![](http://www.tecmint.com/wp-content/uploads/2016/05/Open-Python-in-IDLE.png)

*在 IDLE 中打开 Python*

一个包含有文件内容的新窗口就会打开。然后执行 Run → Run module（或者按 F5）。脚本的输出就会在原始的 Shell 里显示出来： 

![](http://www.tecmint.com/wp-content/uploads/2016/05/Run-Python-Script.png)

*执行 Python 脚本*

如果你想纯粹用 bash 写一个脚本，也获得同样的结果，你可能需要结合使用 [awk][3]、[sed][4]，并且借助复杂的方法来存储与获得列表中的元素（不要忘了使用 tr 命令将小写字母转为大写）。

另外，在所有的 Linux 系统版本中都至少集成了一个 Python 版本（2.x 或者 3.x，或者两者都有）。你还需要依赖 shell 去完成同样的目标吗？那样你可能需要为不同的 shell 编写不同的版本。

这里演示了面向对象编程的特性，它会成为一个系统管理员得力的助手。

**注意**：你可以在我的 Github 仓库里获得 [这个 python 脚本][5]（或者其他的）。

### 总结

这篇文章里，我们讲解了 Python 中控制流、循环/迭代、和模块的概念。我们也演示了如何利用 Python 中面向对象编程的方法和属性来简化复杂的 shell 脚本。

你有任何其他希望去验证的想法吗？开始吧，写出自己的 Python 脚本，如果有任何问题可以咨询我们。不必犹豫，在分割线下面留下评论，我们会尽快回复你。

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via: http://www.tecmint.com/learn-python-programming-to-write-linux-shell-scripts/

作者：[Gabriel Cánepa][a]
译者：[wi-cuckoo](https://github.com/wi-cuckoo)
校对：[wxy](https://github.com/wxy)

本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译，[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出

[a]: http://www.tecmint.com/author/gacanepa/
[1]: http://www.tecmint.com/learn-python-programming-and-scripting-in-linux/
[2]: http://please%20note%20that%20the%20if%20/%20else%20statement%20is%20only%20one%20of%20the%20many%20control%20flow%20tools%20available%20in%20Python.%20We%20reviewed%20it%20here%20since%20we%20will%20use%20it%20in%20our%20script%20later.%20You%20can%20learn%20more%20about%20the%20rest%20of%20the%20tools%20in%20the%20official%20docs.
[3]: http://www.tecmint.com/use-linux-awk-command-to-filter-text-string-in-files/
[4]: http://www.tecmint.com/sed-command-to-create-edit-and-manipulate-files-in-linux/
[5]: https://github.com/gacanepa/scripts/blob/master/python/uname.py