Linux 平臺下 Python 腳本編程入門（二）
在“Linux 平臺下 Python 腳本編程入門” 系列之前的文章里，我們向你介紹了 Python 的簡介，它的命令行 shell 和 IDLE(LCTT 譯注：python 自帶的一個 IDE)。我們也演示了如何進行算術運算、如何在變量中存儲值、還有如何打印那些值到屏幕上。***，我們通過一個練習示例講解了面向對象編程中方法和屬性概念。
本篇中，我們會討論控制流(根據用戶輸入的信息、計算的結果，或者一個變量的當前值選擇不同的動作行為)和循環(自動重復執行任務)，接著應用我們目前所學東西來編寫一個簡單的 shell 腳本，這個腳本會顯示操作系統類型、主機名、內核版本、版本號和機器硬件架構。
這個例子盡管很基礎，但是會幫助我們證明，比起使用一般的 bash 工具，我們通過發揮 Python 面向對象的特性來編寫 shell 腳本會更簡單些。
換句話說，我們想從這里出發：
- # uname -snrvm
檢查 Linux 的主機名
到
或者
用腳本檢查 Linux 系統信息
看著不錯，不是嗎?那我們就挽起袖子，開干吧。
Python 中的控制流
如我們剛說那樣，控制流允許我們根據一個給定的條件，選擇不同的輸出結果。在 Python 中最簡單的實現就是一個 if/else 語句。
基本語法是這樣的：
- if 條件:
- # 動作 1
- else:
- # 動作 2
當“條件”求值為真(true)，下面的代碼塊就會被執行(# 動作 1代表的部分)。否則，else 下面的代碼就會運行。 “條件”可以是任何表達式，只要可以求得值為真或者假。
舉個例子：
- 1 < 3 # 真
- firstName == "Gabriel" # 對 firstName 為 Gabriel 的人是真，對其他不叫 Gabriel 的人為假
- 在***個例子中，我們比較了兩個值，判斷 1 是否小于 3。
- 在第二個例子中，我們比較了 firstName(一個變量)與字符串 “Gabriel”，看在當前執行的位置，firstName 的值是否等于該字符串。
- 條件和 else 表達式都必須跟著一個冒號(:)。
- 縮進在 Python 中非常重要。同樣縮進下的行被認為是相同的代碼塊。
請注意，if/else 表達式只是 Python 中許多控制流工具的一個而已。我們先在這里了解以下，后面會用在我們的腳本中。你可以在官方文檔中學到更多工具。
Python 中的循環
簡單來說，一個循環就是一組指令或者表達式序列，可以按順序一直執行，只要條件為真，或者對列表里每個項目執行一一次。
Python 中最簡單的循環，就是用 for 循環迭代一個給定列表的元素，或者對一個字符串從***個字符開始到執行到***一個字符結束。
基本語句：
- for x in example:
- # do this
這里的 example 可以是一個列表或者一個字符串。如果是列表，變量 x 就代表列表中每個元素;如果是字符串，x 就代表字符串中每個字符。
- >>> 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)
上面例子的輸出如下圖所示：
學習 Python 中的循環
Python 模塊
很明顯，必須有個辦法將一系列的 Python 指令和表達式保存到文件里，然后在需要的時候取出來。
準確來說模塊就是這樣的。比如，os 模塊提供了一個到操作系統的底層的接口，可以允許我們做許多通常在命令行下執行的操作。
沒錯，os 模塊包含了許多可以用來調用的方法和屬性，就如我們之前文章里講解的那樣。不過，我們需要使用 import 關鍵詞導入(或者叫包含)模塊到運行環境里來：
- >>> import os
我們來打印出當前的工作目錄：
- >>> os.getcwd()
學習 Python 模塊
現在，讓我們把這些結合在一起(包括之前文章里討論的概念)，編寫需要的腳本。
Python 腳本
以一段聲明文字開始一個腳本是個不錯的想法，它可以表明腳本的目的、發布所依據的許可證，以及一個列出做出的修改的修訂歷史。盡管這主要是個人喜好，但這會讓我們的工作看起來比較專業。
這里有個腳本，可以輸出這篇文章最前面展示的那樣。腳本做了大量的注釋，可以讓大家可以理解發生了什么。
在進行下一步之前，花點時間來理解它。注意，我們是如何使用一個 if/else 結構，判斷每個字段標題的長度是否比字段本身的值還大。
基于比較結果，我們用空字符去填充一個字段標題和下一個之間的空格。同時，我們使用一定數量的短線作為字段標題與其值之間的分割符。
- #!/usr/bin/python3
- # 如果你沒有安裝 Python 3 ，那么修改這一行為 #!/usr/bin/python
- # Script name: uname.py
- # Purpose: Illustrate Python 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
- ### 導入 os 模塊
- import os
- ### 將 os.uname() 的輸出賦值給 systemInfo 變量
- ### os.uname() 會返回五個字符串元組（sysname, nodename, release, version, machine）
- ### 參見文檔：https://docs.python.org/3.2/library/os.html#module-os
- systemInfo = os.uname()
- ### 這是一個固定的數組，用于描述腳本輸出的字段標題
- headers = ["Operating system","Hostname","Release","Version","Machine"]
- ### 初始化索引值，用于定義每一步迭代中
- ### systemInfo 和字段標題的索引
- index = 0
- ### 字段標題變量的初始值
- caption = ""
- ### 值變量的初始值
- values = ""
- ### 分隔線變量的初始值
- separators = ""
- ### 開始循環
- for item in systemInfo:
- if len(item) < len(headers[index]):
- ### 一個包含橫線的字符串，橫線長度等于item[index] 或 headers[index]
- ### 要重復一個字符，用引號圈起來并用星號（*）乘以所需的重復次數
- 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
- ### 終止循環
- ### 輸出轉換為大寫的變量（字段標題）名
- print(caption.upper())
- ### 輸出分隔線
- print(separators)
- # 輸出值（systemInfo 中的項目）
- print(values)
- ### 步驟：
- ### 1) 保持該腳本為 uname.py （或任何你想要的名字）
- ### 并通過如下命令給其執行權限：
- ### chmod +x uname.py
- ### 2) 執行它；
- ### ./uname.py
如果你已經按照上述描述將上面的腳本保存到一個文件里，并給文件增加了執行權限，那么運行它：
- # chmod +x uname.py
- # ./uname.py
如果試圖運行腳本時你得到了如下的錯誤：
- -bash: ./uname.py: /usr/bin/python3: bad interpreter: No such file or directory
這意味著你沒有安裝 Python3。如果那樣的話，你要么安裝 Python3 的包，要么替換解釋器那行(如果如之前文章里概述的那樣，跟著下面的步驟去更新 Python 執行文件的軟連接，要特別注意并且非常小心)：
- #!/usr/bin/python3
為
- #!/usr/bin/python
這樣會通過使用已經安裝好的 Python 2 去執行該腳本。
注意：該腳本在 Python 2.x 與 Pyton 3.x 上都測試成功過了。
盡管比較粗糙，你可以認為該腳本就是一個 Python 模塊。這意味著你可以在 IDLE 中打開它(File → Open… → Select file)：
在 IDLE 中打開 Python
一個包含有文件內容的新窗口就會打開。然后執行 Run → Run module(或者按 F5)。腳本的輸出就會在原始的 Shell 里顯示出來：
執行 Python 腳本
如果你想純粹用 bash 寫一個腳本，也獲得同樣的結果，你可能需要結合使用 awk、sed，并且借助復雜的方法來存儲與獲得列表中的元素(不要忘了使用 tr 命令將小寫字母轉為大寫)。
另外，在所有的 Linux 系統版本中都至少集成了一個 Python 版本(2.x 或者 3.x，或者兩者都有)。你還需要依賴 shell 去完成同樣的目標嗎?那樣你可能需要為不同的 shell 編寫不同的版本。
這里演示了面向對象編程的特性，它會成為一個系統管理員得力的助手。
注意：你可以在我的 Github 倉庫里獲得 這個 python 腳本(或者其他的)。
總結
這篇文章里，我們講解了 Python 中控制流、循環/迭代、和模塊的概念。我們也演示了如何利用 Python 中面向對象編程的方法和屬性來簡化復雜的 shell 腳本。
你有任何其他希望去驗證的想法嗎?開始吧，寫出自己的 Python 腳本，如果有任何問題可以咨詢我們。不必猶豫，在分割線下面留下評論，我們會盡快回復你。
