シェルスクリプト

シェルスクリプトは、コマンドラインインタープリタであるUnixシェルで実行するように設計されたコンピュータプログラムです。^{[1]シェルスクリプトのさまざまな方言は、}コマンド言語と見なされます。シェルスクリプトによって実行される一般的な操作には、ファイル操作、プログラムの実行、テキストの印刷などがあります。環境を設定し、プログラムを実行し、必要なクリーンアップやログ記録を行うスクリプトは、ラッパーと呼ばれます。

この用語は、より一般的には、オペレーティング システム シェルを実行する自動モードを意味するためにも使用されます。各オペレーティング システムでは、バッチ ファイル (MSDos-Win95 ストリーム、OS/2 )、コマンド プロシージャ (VMS)、シェル スクリプト ( Windows NTストリームおよび4NTなどのサード パーティの派生製品- 記事はcmd.exeにあります) などの機能に特定の名前が使用され、メインフレーム オペレーティング システムには多数の用語が関連付けられています。

Unix および Unix ライクなシステムによく存在するシェルには、Korn シェル、Bourne シェル、GNU Bashなどがあります。 Unix オペレーティング システムには、 macOSのZshなど、異なるデフォルト シェルが存在する場合がありますが、これらのシェルは通常、下位互換性のために存在します。

コメントはシェルによって無視されます。コメントは通常ハッシュ記号（#）で始まり、行末まで続きます。^[2]

シェバン（ハッシュバン）は、システムがファイルの実行に使用するインタープリタを決定するために使用する特別な種類のコメントです。シェバンはファイルの最初の行にあり、「#!」で始まる必要があります。^[2] Unix 系のオペレーティングシステムでは、「 」プレフィックスに続く文字は、#!スクリプトを解釈する実行可能プログラムへのパスとして解釈されます。^[3]

シェル スクリプトは、特別な環境設定、コマンド オプション、または後処理が自動的に適用されるシステム コマンドの便利なバリエーションを提供できますが、新しいスクリプトは完全に通常のUnix コマンドとして動作することができます。

一例としては、ファイルを一覧表示するコマンドであるlsのバージョンを作成し、 という短いコマンド名を付けますl。これは通常、ユーザーのbinディレクトリに として保存され、コマンド オプションのデフォルト セットが事前に提供されます。 /home/username/bin/l

#!/bin/sh 
LC_COLLATE = C  ls  -FCas " $@ " 

ここで、最初の行は、どのインタープリタがスクリプトの残りを実行するかを示すためにシェバンを使用し、2 行目は、ファイル形式インジケータ、列、すべてのファイル (いずれも省略なし)、およびブロック単位のサイズのオプションを含むリストを作成します。 は、LC_COLLATE=Cデフォルトの照合順序を設定して、大文字と小文字を一緒に折りたたまないようにします。また、名前の句読点を無視することによる副作用として、ドットファイル-aと通常のファイル名を混在させないようにします (ドットファイルは通常、 のようなオプションが使用されている場合にのみ表示されます)。また、 は、"$@"に与えられたすべてのパラメータをlls へのパラメータとして渡すため、ls で認識される通常のオプションとその他の構文はすべて引き続き使用できます。

ユーザーは、l最もよく使用される短いリストを簡単に使用できます。

ショートカットとして使用できるシェル スクリプトの別の例としては、指定されたディレクトリ内のすべてのファイルとディレクトリのリストを印刷することが挙げられます。

#!/bin/sh

クリア
ls  -al

この場合、シェル スクリプトは通常の開始行#!/bin/shで始まります。その後、スクリプトはclearコマンドを実行し、次の行に進む前に端末のすべてのテキストをクリアします。次の行はスクリプトの主な機能を提供します。ls -alコマンドは、スクリプトが実行されているディレクトリにあるファイルとディレクトリを一覧表示します。lsコマンドの属性は、ユーザーのニーズに応じて変更できます。

シェル スクリプトを使用すると、コマンド ライン インターフェイスで手動で入力する複数のコマンドを、ユーザーがシーケンスの各段階をトリガーするのを待たずに自動的に実行できます。たとえば、3 つの C ソース コード ファイルがあるディレクトリで、最終的なプログラムを作成するために必要な 4 つのコマンドを手動で実行する代わりに、POSIX準拠のシェル用のスクリプトを作成し、buildそのスクリプトに名前を付けて同じディレクトリに保存すると、自動的にコンパイルされます。

#!/bin/sh 
printf 'コンパイル中...\n' 
cc -c foo.c   
cc  -c バー.c
cc  -c  qux.c
cc  -o  myprog  foo.o  bar.o  qux.o
 printf '完了しました。\n' 

このスクリプトを使用すると、ユーザーは編集中のファイルを保存し、エディターを一時停止してから実行して./build更新されたプログラムを作成し、テストしてからエディターに戻ることができます。ただし、1980 年代頃から、このタイプのスクリプトは、プログラムの構築に特化したmakeなどのユーティリティに置き換えられました。

単純なバッチジョブは、独立したタスクでは珍しくありませんが、シェルループ、テスト、変数を使用すると、ユーザーにはるかに高い柔軟性が提供されます。JPEG画像をPNG画像に変換するPOSIX shスクリプトでは、画像名をスクリプト内でリストするのではなく、コマンドラインでワイルドカードを使用して提供できます。このファイルを使用して作成できます。通常、次のようなファイルに保存されます。/home/username/bin/jpg2png

#!/bin/sh 
for  jpg ; do # 指定された各ファイル名の代わりに $jpg を使用します。png = ${ jpg %.jpg } .png # .jpg を .png に置き換えて、ファイル名の PNG バージョンを構築します。 printf 'converting "%s" ...\n' " $jpg " # スクリプトを実行しているユーザーにステータス情報を出力します。if convert " $jpg " jpg.to.png ; then # convert (ImageMagick によって提供) を使用して、一時ファイルに PNG を作成します。 mv jpg.to.png " $png " # 成功した場合は、一時 PNG イメージの名前を正しい名前に変更します。else # ...それ以外の場合は、エラーを出力してスクリプトを終了します。 printf > & 2 'jpg2png: error: failed output saved in "jpg.to.png".\n' exit 1 fi # "if" テスト構造の終了done # "for" ループの終了printf 'all conversions successful\n' # ユーザーに良い知らせを伝えます                                   
                          
          
               
                           
                                         
          
         
                                           
                                         
         

このjpg2pngコマンドは、JPEG画像がいっぱいのディレクトリ全体に対して実行できます。/home/username/bin/jpg2png *.jpg

最近のシェルの多くは、制御フロー構造、変数、コメント、配列、サブルーチンなど、通常はより洗練された汎用プログラミング言語にのみ備わっているさまざまな機能も提供しています。これらの種類の機能を利用すれば、かなり洗練されたアプリケーションをシェル スクリプトとして記述することができます。ただし、ほとんどのシェル言語はデータ型システム、クラス、スレッド、複雑な計算、その他の一般的な完全な言語機能をほとんどまたはまったくサポートしていないため、シェル スクリプトには依然として制限があります。また、パフォーマンス目標として速度を定めて記述されたコンパイル済みコードやインタープリタ型言語よりも一般的にはるかに低速です。

標準の Unix ツールであるsedとawk は、シェル プログラミングに追加の機能を提供します。また、 Perl は、 Tclなどの他のスクリプト言語と同様に、シェル スクリプトに埋め込むことができます。 Perl と Tcl には、グラフィックス ツールキットも付属しています。

UNIX、Linux、および POSIX 準拠のオペレーティング システムのインストールで一般的に使用されるスクリプト言語は次のとおりです。

• KornShell ( ksh) には、ksh88、Korn Shell '93 など、いくつかのバージョンがあります。
• ボーンシェル（sh）は、現在でも一般的に使用されている最も古いシェルの1つです。
• Cシェル（csh）
• GNU バッシュ( bash)
• tclshTcl/Tkプログラミング言語の主要コンポーネントであるシェル。
• 願いは、 GUI ベースの Tcl/Tk シェルです。

C シェルと Tcl シェルの構文は前述のプログラミング言語と非常に似ており、Korn シェルと Bash は Bourne シェルの開発であり、ALGOL言語をベースに他の多くの要素も追加されています。^[4]一方、さまざまなシェルとawk、sed、grep、BASIC、Lisp、Cなどのツールは、 Perlプログラミング言語に貢献しました。^[5]

マシン上で使用可能、またはダウンロードや購入が可能なその他のシェルには、次のものがあります。

• アルムクイストシェル（ash）
• パワーシェル( msh)
• Z シェル(zsh特に一般的な拡張 KornShell)
• Tenex C シェル( tcsh)。

Python、Ruby、C、Java、Perl、Pascal、Rexxなどに基づくシェルなどの関連プログラムも、さまざまな形式で広く利用可能です。もう1つの一般的なシェルはOld shell（ osh）で、マニュアルページには「Sixth Edition UNIXの標準コマンドインタープリタの拡張された下位互換性のある移植版です」と記載されています。^[6]

いわゆるリモートシェル、例えば

• リモートシェル( rsh)
• セキュアシェル（ssh）

実際には、リモート システム上でより複雑なシェルを実行するためのツールにすぎず、それ自体には「シェル」のような特性はありません。

通常のシェル スクリプトでは扱いにくいほど大規模または複雑であるが、スクリプトの利点が望ましく、本格的なコンパイル型プログラミング言語の開発オーバーヘッドが不利となるようなタスクのために、多くの強力なスクリプト言語が導入されてきました。スクリプト言語と高水準プログラミング言語を区別する具体的な点については頻繁に議論されていますが、一般的に言えば、スクリプト言語はインタープリタを必要とする言語です。

シェル スクリプトは、多くの場合、ソフトウェア開発の初期段階として機能し、後で別の基盤実装に変換されることが多く、最も一般的なのはPerl、Python、またはCに変換されます。インタープリタ ディレクティブを使用すると、実装の詳細をファイル名拡張子として公開するのではなく、スクリプト内に完全に隠すことができ、エンド ユーザーに影響を与えることなく、さまざまな言語でシームレスに再実装できます。

「.sh」ファイル拡張子を持つファイルは通常何らかのシェルスクリプトですが、ほとんどのシェルスクリプトにはファイル名拡張子がありません。^{[7] [8] [9] [10]}

おそらく、シェル スクリプトを作成する最大の利点は、コマンドと構文が、コマンド ラインで直接入力したものとまったく同じであることです。スクリプトが別の言語で記述されている場合や、コンパイルされた言語が使用されている場合のように、プログラマーはまったく異なる構文に切り替える必要がありません。

多くの場合、シェル スクリプトの作成は、他のプログラミング言語で同等のコードを作成するよりもはるかに高速です。プログラムやファイルの選択が簡単、起動が速い、対話型デバッグなど、多くの利点があります。シェル スクリプトを使用すると、既存のプログラムにシーケンスと意思決定のリンクを提供できます。また、中程度のサイズのスクリプトの場合、コンパイル ステップがないことが利点です。解釈実行により、スクリプトにデバッグ コードを簡単に記述し、再実行してバグを検出して修正できます。熟練していないユーザーは、スクリプトを使用してプログラムの動作をカスタマイズできます。また、シェル スクリプトは、マルチプロセスに限られた範囲を提供します。

一方、シェル スクリプトは、コストのかかるエラーを起こしやすい傾向があります。rm -rf * /（意図した の代わりにrm -rf */）のような不注意な入力エラーは、Unix コミュニティではよくあることです。1 つの余分なスペースにより、コマンドは、現在のディレクトリに含まれるすべてのサブディレクトリを削除するコマンドから、ファイル システムのルート ディレクトリcpからすべてを削除するコマンドに変換されます。同様の問題により、と が危険な武器に変わる可能性がありmv、リダイレクトを誤用するとファイルの内容が削除される可能性があります。多くの UNIX コマンドの名前が、、、など >1 文字だけ異なるという事実により、この問題はさらに深刻になります。cpcddddf

もう 1 つの大きな欠点は、実行速度が遅いことと、シェル コマンドを実行するたびに新しいプロセスを起動する必要があることです。効率的なフィルターコマンドがほとんどの作業を実行するパイプラインを設定することでスクリプトのジョブが達成できる場合、速度低下は軽減されますが、複雑なスクリプトは通常、同等のタスクを実行する従来のコンパイル済みプログラムよりも数桁遅くなります。

異なるプラットフォーム間での互換性の問題もあります。Perlの作者であるラリー・ウォールは、「シェルスクリプトよりもシェルを移植する方が簡単だ」と有名な​​言葉を残しています。^[11]

同様に、より複雑なスクリプトは、シェルスクリプト言語自体の制限にぶつかる可能性があります。制限により、質の高いコードを書くのが難しくなり、元のシェル言語の問題を改善するためにさまざまなシェルが拡張すると、問題が悪化する可能性があります。^[12]

一部のスクリプト言語の使用に伴う多くの欠点は、言語構文または実装内の設計上の欠陥によって引き起こされ、必ずしもテキストベースのコマンドラインの使用によって課されるものではありません。他のシェルプログラミング言語を使用するシェルや、 Scsh ( Schemeを使用)などの本格的な言語を使用するシェルも多数あります。

さまざまなスクリプト言語は、主に POSIX ベースであるため、多くの共通要素を共有している可能性があり、一部のシェルはさまざまなシェルをエミュレートするモードを提供しています。これにより、あるスクリプト言語で記述されたシェル スクリプトを別のスクリプト言語に適合させることができます。

その一例がBashです。BashはBourneシェルと同じ文法と構文を提供し、POSIX準拠モードも提供しています。^[13]そのため、Bourneシェル用に書かれたシェルスクリプトのほとんどはBASHで実行できますが、BASHにはBourneシェルにはない拡張機能があるため、その逆は当てはまらない場合があります。そのため、これらの機能はバシズムとして知られています。^[14]

Cygwin、MKS Toolkit、Interix（Microsoft Windows Services for UNIXで利用可能）、Hamilton C shell、UWIN（AT&T Unix for Windows）などの相互運用性ソフトウェアにより、Windows NTおよびその後継機でUnixシェルプログラムを実行できるが、 MS-DOS - Windows 95ブランチやOS/2用の以前のMKS Toolkitバージョンの機能は一部失われる。コマンドシェル、 Windows Script Host、CGIプログラミングで使用される多目的スクリプト言語パッケージであるXLNTに加えて、Windowsタイプのオペレーティングシステム用の少なくとも3つのDCL実装もこれらのシステムで利用可能である。Mac OS Xおよびそれ以降のバージョンもUnixに似ている。^[15]

前述のツールに加えて、一部のPOSIXおよびOS/2機能は、Windows 2000までのWindows NTオペレーティングシステムシリーズの対応する環境サブシステムでも使用できます。3番目の16ビットサブシステムは、MS-DOSサブシステムと呼ばれることが多く、これらのオペレーティングシステムに付属のCommand.comを使用して、前述のMS-DOSバッチファイルを実行します。^[16]

コンソール代替品である4DOS、4OS2、FreeDOS、Peter NortonのNDOSおよび 4NT / Take Command は、それぞれ Windows NT スタイルの cmd.exe、MS-DOS/Windows 95 バッチ ファイル (Command.com によって実行)、OS/2 の cmd.exe、および 4NT に機能を追加しますが、これらは拡張するシェルに似ており、Windows Script Host とより統合されています。Windows Script Host には、VBScript、JScript、およびVBA の3 つのエンジンがプリインストールされており、多数のサードパーティ エンジンを追加できます。Rexx、Perl、Python、Ruby、および Tcl には、4NT および関連プログラムで定義済みの関数があります。PC DOSは MS-DOS と非常に似ていますが、DR DOSはより異なります。Windows NT の以前のバージョンは、OS/2 サブシステムによって最新バージョンの 4OS2 を実行できます。

スクリプト言語は、定義上、拡張可能です。たとえば、MS-DOS/Windows 95/98 および Windows NT タイプのシステムでは、シェル/バッチ プログラムからKiXtart、QBasic、さまざまなBASIC、Rexx、Perl、Python実装、Windows Script Hostおよびそのインストール済みエンジンなどのツールを呼び出すことができます。 Unix およびその他のPOSIX準拠システムでは、awkとsed を使用して、シェル スクリプトの文字列および数値処理機能を拡張します。Tcl、Perl、Rexx、および Python にはグラフィックス ツールキットがあり、速度のボトルネックとなるシェル スクリプトの関数やプロシージャをコーディングするために使用できます (C、Fortran、アセンブリ言語などはさらに高速です)。また、ソケットやその他の接続機能、ヘビーデューティ テキスト処理、呼び出しスクリプトに数値処理機能がない場合の数値処理、自己記述および自己修正コード、再帰、直接メモリ アクセス、さまざまな種類のソートなどのテクニックなど、メイン スクリプトでは困難または不可能な機能を追加するためにも使用できます。Visual Basic for ApplicationsおよびVBScript を使用すると、スプレッドシート、データベース、あらゆる種類のスクリプト可能プログラム、通信ソフトウェア、開発ツール、グラフィックス ツール、およびコンポーネント オブジェクト モデルを通じてアクセスできるその他のソフトウェアなどを制御および通信できます。

• グルーコード
• 通訳指示
• シバン記号 (#!)
• Unix シェル
• パワーシェル
• Windows スクリプト ホスト

Wikibooksには、シェルプログラミングに関する本があります。

• シェルプログラミング入門 (Greg Goebel 著)
• Steve Parker による UNIX / Linux シェル スクリプト チュートリアル
• シェルスクリプト入門 (Apple)
• ポータブル シェル スクリプトを書くときに注意すべきこと (Peter Seebach 著)
• 無料の Unix Shell スクリプトの本
• 初心者/Bash スクリプト、Ubuntu Linux