Note09
-----
 
ตอนที่ 1 ปฏิบัติการจาก Prac09.txt
-----------------------------

1. ใช้คำสั่ง help เพื่อดูรายละเอียดของคำสั่ง alias และ unalias ของ bash
-- คำสั่งทั้งสองใช้ทำอะไร?
-- คำอธิบายที่ได้จาก help เพียงพอต่อการทำความเข้าใจหรือไม่? หากไม่เข้าใจควรจะต้องทำอย่างไร?  

ความหมาย
--------
alias แปลว่า ฉายา, นามแฝง, หรือ สมนามในสาขาคอมพิวเตอร์และสารสนเทศ

ใน bash,  alias เป็นการตั้งชื่อย่อให้กับคำสั่งเพื่อลดภาระในการพิมพ์ เช่น

     $ alias lm='ls -l | more'

เป็นการกำหนดให้ lm เป็นชื่อย่อของคำสั่ง ls -l | more เมื่อกำหนดแล้ว ต่อไปเมื่อป้อนชื่อ lm ระบบจะเปลี่ยนแทนด้วย ls -l | more การทำงานลักษณะนี้ช่วยให้ผู้ใช้สามารถตั้งชื่อย่อให้กับการทำงานของ pipeline ที่ซับซ้อนได้ และหากนำไปกำหนดไว้ในแฟ้ม .bash_profile จะสามารถใช้งานชื่อย่อนี้ได้ทุกครั้งที่มีการ login สำหรับ alias ที่นิยมใช้งานมากตัวหนึ่งคือ 

     $ alias rm='rm -i'

ซึ่งทำให้คำสั่ง rm กลายเป็น rm -i หรือเป็นการลบแฟ้มแบบมีการโต้ตอบกับผู้ใช้ เช่น 

    $ rm test.dat
    rm: remove regular file 'test.dat'? _

ผู้ใช้ต้องตอบ 'y' ระบบจึงจะทำการลบแฟ้มให้ หากกดแป้นอื่นจะไม่มีการลบแฟ้ม ซึ่งช่วยป้องกันการลบแฟ้มผิดของผู้เริ่มต้นใช้งานได้พอสมควร
 
การยกเลิก alias ที่กำหนดไว้ ทำได้โดยใช้คำสั่ง unalias เข่นต้องการยกเลิกชื่อย่อ lm

    $ unalias lm

4. แฟ้ม test1.dat เป็น text file ที่มีเพียงบรรทัดเดียว ประกอบด้วยคำภาษาอังกฤษ 66 คำ แต่ละคำคั่นด้วย tab จงเขียน pipeline ที่ประกอบด้วยคำสั่ง tr และ sort เพื่อเรียงคำในแฟ้มตามพจนานุกรม และเขียนผลลัพธ์ลงในแฟ้ม test2.dat 

การวิเคราะห์งาน
     - ข้อจำกัดของ sort อยู่ที่การเรียงบรรทัดข้อความในแฟ้ม ตาม key ที่ผู้ใช้กำหนด หากไม่ระบุค่าโดยปริยายจะเป็นฟิลด์แรก 
     - แฟ้ม input มีเพียงบรรทัดเดียว ไม่สามารถเรียงข้อมูลตามความต้องการได้ ต้องกระจายคำในบรรทัดนั้นออกเป็น 66 บรรทัด 
       บรรทัดละคำ จึงจะสามารถเรียงข้อมูลในแต่ละบรรทัดด้วย sort ได้
     - กระจายคำในบรรทัดเดียว 66 คำ แต่ละคำคั่นด้วย tab เป็น 66 บรรทัด บรรทัดละคำ ทำได้โดยการเปลี่ยน tab เป็น newline
       หรือหากไม่แน่ใจว่านอกจาก tab แล้ว จะมี white space อื่นเช่น ววรรค อยู่ด้วยหรือไม่ ควรต้องกำหนดเป็นการเปลี่ยนแทน
       white space ด้วย newline -- อักขระในกลุ่ม white space มีชื่อ class ตามมาตรฐาน POSIX เป็น [:space:] 
     - การรวมบรรทัด 66 บรรทัดเป็นบรรทัดเดียว ทำได้โดยการเปลี่ยน newline กลับมาเป็น tab
     - การแยกและการรวมบรรทัดโดยวิธีการเปลี่ยนแทนอักขระ ทำได้โดยใช้คำสั่ง tr

ขั้นตอนวิธี
     1. ใช้คำสั่ง tr เปลี่ยน white space ('[:space:]') ที่พบทั้งหมดเป็น newline ('\n') ----> output มี 66 บรรทัด บรรทัดละคำ
     2. sort ผลลัพธ์ที่ได้จากข้อ 1.
     3. ใช้คำสั่ง tr เปลี่ยน newline ('\n') ที่พบทั้งหมดเป็น tab ('\t') ----> output มีบรรทัดเดียว 66 คำ

ประยุกต์การทำงานด้วย pipeline
     $ tr '\t'  '\n' < test.dat | sort | tr '\n' 't' > test2.dat


ตอนที่ 2 คำสั่งภายในของเชลล์ (เพิ่มเติม)
-------------------------------
1. คำสั่ง let มีรูปแบบการใช้งานดังนี้

     let  arg  [arg ...]

ใช้สำหรับประมวลผลนิพจน์คณิตศาสตร์ เพื่อนำค่ามากำหนดให้กับตัวแปร ค่าที่ได้เป็นจำนวนเต็มที่มีพิสัยจำกัด สนับสนุนการใช้งานเครื่องหมายทางคณิตศาสตร์และเปรียบเทียบแบบเดียวกับที่ใช้ในภาษา C และมีลำดับความสำคัญแบบเดียวกัน  มีการเตือนเฉพาะเมื่อตัวหารเป็น 0 แต่ไม่มีการเตือนหากผลลัพธ์ล้นที่เก็บ (overflow)  สามารถกำหนดนิพจน์คณิตศาสตร์ได้หลายชุดต่อในคำสั่ง let เดียวกัน ดังนั้นนิพจน์คณิตศาสตร์แต่ละชุดจึง "ต้อง" ไม่มีวรรคเลย เช่น
 
     $ let  x=45+56  y=7*8
 
คำสั่ง let จะทำการคำนวณค่านิพจน์ที่กำหนด และนำผลลัพธ์ที่ได้มากำหนดให้กับตัวแปร
สำหรับเชลล์ในปัจจุบัน ไม่ค่อยนิยมใช้คำสั่ง let แล้ว แต่ใช้ ((...)) กำหนดค่าตัวแปร เช่น

     $ (( x = 45 + 7, y = 7 * 8))

((...)) ให้อิสระมากกว่าสำหรับผู้ที่คุ้นเคยกับการมีวรรคระหว่างนิพจน์

นอกจากนี้แลัว ยังสามารถนำผลลัพธ์ของนิพจน์คณิตศาสตร์ที่คำนวณด้วย  $((...)) เพื่อนำค่ามาใช้เป็นอาร์กิวเมนต์ของคำสั่ง เช่น

     $ a=$(((6-4)-2))

รายละเอียดนอกเหนือจากนี้ อ่านจาก Lect10.txt ของสัปดาห์นี้


2. Command history
bash เก็บบรรทัดคำสั่งที่ผู้ใช้แต่ละคนเคยใช้งานไว้ใน buffer (หน่วยความจำพักข้อมูล) และ/หรือ ในแฟ้ม ~/.bash_history ผู้ใช้เปลี่ยนเป็นแฟ้มที่ต้องการได้ โดยเปลี่ยนค่าในตัวแปร HISTFILE และเปลี่ยนจำนวนคำสั่งที่เก็บในแฟ้มได้ด้วยการเปลี่ยนค่าในตัวแปร HISTSIZE ซึ่งมีค่าโดยปริยายเป็น 500

การเรียกดูคำสั่งที่เก็บในแฟ้มทำได้โดยใช้คำสั่ง history หรือ cat ~/.bash_profile การเรียกคำสั่งย้อนหลัง ทำด้วยแป้นลูกศรขึ้น และลูกศรลง หรือใช้เครื่องหมายอัศเจรีย์ (exclamation mark, !) หรือเรียกกันอย่างง่ายว่าเครื่องหมายตกใจ โดยเริ่มมีใช้งานเป็นครั้งแรกใน C shell ในช่วงก่อนที่จะมีแป้นลูกศร เช่น

     $ !6			# ให้ทำงานตามคำสั่งหมายเลข 6 ใน history buffer
     $ !-3			# ให้ทำงานตามคำสั่งที่เคยสั่งงานย้อนหลังไปสามคำสั่ง
     $ !! <Enter> 		# ให้ทำงานตามคำสั่งล่าสุดอีกครั้งหนึ่ง

ในปัจจุบันแทบไม่มีใครรู้จักแล้ว เพราะสามารถกดแป้นขึ้นเพื่อเรียกคำสั่งที่เคยใช้งานมาก่อน และกดแป้น <Enter> กับคำสั่งที่ต้องการ นอกจากนี้

     $ !cat  		# ให้ทำงานตามบรรทัดคำสั่งที่ขึ้นต้นด้วยคำสั่ง cat ครั้งล่าสุด

นอกจากนี้ยังสามารถกำหนดให้ค้นหาบรรทัดคำสั่งที่ขั้นต้นด้วยคำสั่งที่ระบุและเปลี่ยนแทนด้วยคำสั่งอื่น เช่น

     $ !?cat?:s/cat/vi		# หาบรรทัดคำสั่งที่ขึ้นต้นด้วย cat และเปลี่ยนแทนคำสั่ง cat ด้วย vi

ในปัจจุบันมีการใช้งานน้อย และผู้ใช้งานรุ่นใหม่แทบไม่รู้จักเรื่องนี้เลย เนื่องจากมีแป้นลูกศรที่ถึงแม้จะมีประสิทธิภาพน้อยกว่าแต่ก็ใช้งานได้ง่ายกว่ามาก

3. การติดตามการทำงานของโปรแกรม 
การสร้าง Bourne again shell ใหม่ โดยใช้ตัวเลือก -x ในรูปแบบ

     $ bash  -x  ชื่อแฟ้ม-script  [รายการอาร์กิวเมนต์ของ-script ...]

ช่วยให้สามารถคิดตาม (trace) การทำงานของคำสั่งทั้งหมดใน script ได้ในระดับหนึ่ง หากต้องการควบคุมให้ทำงานในช่วงที่ต้องการ กำหนดด้วย      #!/bin/bash
     ... ...
     set -x			# เริ่มติดตามการทำงาน
     ... ... ... 
     ... คำสั่งในช่วงที่ต้องการติดตามการทำงาน
     ... ... ... 
     set +x			# ยกเลิกการติดตามการทำงาน
     ... ...

bash -x ทำหน้าที่เป็น debugger อย่างง่าย มีขีดความสามารถจำกัด อาจดูยากและเข้าใจยากสำหรับผู้เริ่มต้น เหมาะสำหรับการทำความเข้าใจการทำงานของเชลล์ในการแทนค่าตัวแปร แทนคำสั่งด้วยผลลัพธ์ และการดำเนินการทางคณิตศาสตร์  

4. คำสั่ง set
คำสั่ง set ของเชลล์มีตัวเลือกที่ครอบคลุมการทำงานหลายด้าน สำหรับการหาที่ผิดในโปรแกรม (debugging) มีตัวเลือกที่น่าสนใจสามแบบคือ
     set -e   กำหนดให้ script เลิกทำงานทันที หากคำสั่งใดคำสั่งหนึ่งใน pipeline ทำงานไม่สำเร็จ (มี exit status ไม่เป็น 0)
                เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดความผิดพลาดต่อเนื่องไปใน pipeline
     set -f    กำหนดไม่ให้เชลล์ขยายอักขระพิเศษในชื่อแฟ้ม
     set -x   พิมพ์คำสั่งที่มีการขยายแล้ว ก่อนจะทำงานตามคำสั่งนั้น หรือเป็นคำสั่งที่มีการแทนค่าตัวแปร และแทนคำสั่งด้วย
                ผลลัพธ์แล้ว โดยนำหน้าบรรทัดคำสั่งด้วยอักขระ หรือสายอักขระ ที่กำหนดไว้ในตัวแปร PS4
     set -v   แสดงบรรทัดคำสั่งที่อ่านมาจากแฟ้ม script โดยตรง (ไม่มีการขยาย) ก่อนจะทำงานตามบรรทัดคำสั่งนั้น

5. สัญลักษณ์ หรือ ข้อความ "พร้อม" รับคำสั่งของเชลล์ (Prompt) ของเชลล์มี 4 แบบคือ
     PS1	ใช้แสดงว่าเชลล์กำลังรอรับคำสั่ง ค่าโดยปริยายเป็น "\s-\v\$ " คือ -shell-version$ เช่น "-bash-4.3$ "   
     PS2	ใช้แสดงว่าบรรทัดคำสั่งยังไม่จบ และเชลล์กำลังรดให้ผู้ใช้ดำเนินการต่อไป ผู้ใช้กดแป้น <Enter> โดยที่คำสั่ง
              ในบรรทัดยังไม่จบ เช่น มีเครื่องหมายคำพูดเปิด แต่ยังไม่มีเครื่องหมายคำพูดปิด เชลล์จะแสดง PS2 เพื่อให้
              ผู้ใช้ป้อนคำสั่งที่เหลือให้จบ ค่าโดยปริยายเป็นเครื่องหมาย ">"
     PS3	ใช้แสดงว่าคำสั่ง select กำลังรอรับข้อมูล หากไม่กำหนดมีค่าโดยปริยายเป็น #? หมายถึงให้ป้อนหมายเลข
              (#) ของตัวเลือก
     PS4	ใช้นำหน้าบรรทัดคำสั่งเมื่อมีการทำ tracing (xtrace)  ค่าโดยปริยายเป็น + 

หรือมีความหมายสั้นๆ จำได้ง่ายในภาษาอังกฤษเป็น
     PS1 - waiting for command
     PS2 - continuation prompt
     PS3 - 'select command' is waiting for input
     PS4 - debugging trace line prefix

5. การเขียนโปรแกรมด้วยภาษาสำหรับเขียนโปรแกรม เช่น ภาษา C, C++ และ Java เป็นต้น ผู้เขียนต้องเลือกใช้ algorithm ที่มีประสิทธิภาพสูงและเหมาะสมกับงานที่ต้องทำ สำหรับ shell script เนื่องจากการดำเนินการเป็นการเรียกใช้โปรแกรมอรรถประโยชน์ (Utility) ที่มีอยู่แล้ว ประสิทธิภาพจึงเป็นไปตามโปรแกรมอรรถประโยชน์เหล่านั้น ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ แต่ไม่ได้หมายความว่าจะไม่พิจารณาเรื่องประสิทธิภาพเสียทีเดียว อาศัยความรู้เรืองระบบปฏิบัติการ ผู้เขียนโปรแกรมสามารถหลีกเลี่ยงการทำงานที่มีประสิทธิภาพต่ำได้ เช่น

     $ cat  /tmp/myfile | egrep "mystring"

บรรทัดคำสั่งนี้ ระบบปฏิบัติการต้องสร้างโพรเซสสำหรับคำสั่ง cat และสร้างโพรเซสสำหรับคำสั่ง egrep จากนั้นจึงทำการสร้าง pipe เชื่อมโพรเซสทั้งสองเข้าด้วยกัน เมื่อเทียบกับบรรทัดคำสั่ง

     $ egrep "mystring"  /tmp/myfile

ซึ่งทำงานได้เช่นเดียวกัน แต่มีการสร้างโพรเซสสำหรับคำสั่ง egrep เพียงโพรเซสเดียว ทำให้ทำงานได้เร็วกว่ามาก จุดอ่อนทำนองนี้จะพบเห็นได้ทั่วไปใน shell script จำนวนมาก อาจเป็นเพราะเรียนรู้มาจากตัวอย่างทำนอง ทำให้ติดเป็นนิสัยในการทำงาน เมื่อเข้าใจผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นแล้ว ขอให้เขียนโปรแกรมด้วยความระมัดระวัง หลีกเลี่ยงการทำงานที่ไม่จำเป็น


6. ประเด็นสำคัญสำหรับผู้ใช้ตัวแปรคือต้องแยกแยะระหว่าง "ชื่อ" ตัวแปร (name) และ "ค่า" ของตัวแปร (value) นั้น ตัวแปรของเชลล์ VAR1 เป็นชื่อตัวแปร และ $VAR1 ใช้อ้างอิงถึงค่าของตัวแปร

     $ VAR1=64
     $ echo  VAR1
     VAR1
     $ echo  $VAR1
     64

การใช้เฉพาะชื่อตัวแปรโดยไม่ต้องนำด้วย $ มีเฉพาะในการประกาศ, กำหนดค่า (ทั้งกำหนดโดยตรงด้วย = และคำสั่ง read) และเมื่อใช้ในคำสั่ง unset, export, แลเมื่อใช้ในการคำนวณทางคณิตศาสตร์ด้วย $((...)),  - arithmetic expansion และใช้ในส่วนหัวของ for loop 

ก. คำสั่งที่มีการใช้ตัวแปรโดยตรง ได้แก่ การประกาศ (คำสั่ง declare), การกำหนดค่า (ทั้งกำหนดโดยตรงด้วย = และคำสั่ง read)
    และการยกเลิก (คำสั่ง unset)  
ข. ใช้ในการคำนวณทางคณิตศาสตร์ด้วย $((...)) - จะนำหน้าตัวแปรด้วย $ หรือไม่ก็ได้
ค. ใช้ในส่วนหัวของ for loop เช่น
     for  i  in  1 2 3 4 5;		# กำหนดค่าของตัวแปร i สำหรับการทำซ้ำแต่ละรอบ 
     do
          echo $i			# อ้างถึงค่าของตัวแปร i -- ต้องนำด้วย $
     done

การอ้างถึงค่าของตัวแปรที่อยู่ในเครื่องหมายคำพูด ("...") ไม่มีผลต่อการแทนค่าของตัวแปร การกำกับด้วยเครื่องหมายคำพูดแบบนี้ เรียกว่า partial quoting ในขณะที่เครื่องหมายคำพูดเดี่ยว ('...') ทำให้ $ตัวแปร กลายเป็นอักขระธรรมดา เรียกว่า full quoting

โดยความเป็นจริงแล้ว "$ตัวแปร" เป็นรูปแบบอย่างง่ายของ "${ตัวแปร}" ซึ่งใช้วงเล็บปีกกากำกับขอบเขตของชื่อตัวแปร สำหรับใช้งานในกรณีที่ต้องการใช้ค่าของตัวแปรร่วมกับสายอักขระอื่น 

การยกเลิกค่าของตัวแปร ทำได้ดังนี้
    VAR1=
หรือเป็นการกำหนดให้ตัวแปร VAR1 มีค่าว่าง (null) - ค่าว่าง คือ ไม่มีค่าใดเลย (ไม่ใช่ 0) แต่หากนำตัวแปรที่มีค่าว่างไปใช้ในนิพจน์คณิตศาสตร์ ระบบจะกำหนดให้มีค่าเป็น 0 ทำให้หลายคนเข้าใจว่า ค่าว่างคือ 0 นอกจากรูปแบบนี้แล้ว ยังสามารถใช้คำสั่ง unset เพื่อกำหนดให้ตัวแปรมีค่าว่าง 
     $ unset  VAR1