Урок bat-аники - Windows - Компьютеры - Каталог статей

Мы все любим писать серьезные вещи на серьезных языках. Шаблоны, C++, Reflection, Perl и многое другое – вот то, что мы любим, то, чему посвящаем длинные сообщения в форумах, то, что снится нам по ночам.

Однако в нашей повседневной деятельности встречаются и вещи, которые не так интересны и интеллектуальны. Мы не очень любим говорить об этом, делаем вид, что Это – грязно, нечистоплотно и недостойно нашего внимания. Однако, приходит день, приходит час и перст Судьбы находит нас – нам надо написать еще один батничек… Иногда это запускалка для построения проекта, которая должна при ошибке компиляции скопировать логи на сетевой диск, иногда – запуск обновления исходных текстов из SVN. Иногда – что-нибудь еще.

К чему я это все? А к тому, что поговорим мы о полезных хитростях при написании файлов сценариев на встроенном командном языке Windows. К счастью, это занятие не является доминирующим в профессиональной деятельности автора, так что я не обязуюсь заполнить абсолютно все пробелы в данной области. Кроме того, рожденный ползать летать не может, и из cmd.exe, увы, не получится ни /usr/bin/perl, ни даже /bin/sh. Так что, все нижеприведенное – просто некоторые интересные факты из жизни файлов с расширением bat, на которые автор обратил внимание во время решения различных практических задач автоматизации.

Наш урок будет построен по сугубо практическому принципу, известному в народе как Cookbook. Иными словами, я не буду вдаваться в синтаксические и семантические дебри командного языка Windows, а лишь продемонстрирую его возможности (хотел написать «мощь», но все-таки передумал). Именно поэтому большинство следующих заголовков будет начинаться со слова «Как». Впрочем, для полноты по ходу развития событий будут даваться подробные комментарии, в том числе и по языковым конструкциям.

Как экранировать символ?

В командном языке Windows существует некоторый набор символов с высоким приоритетом, которые всегда трактуются как спецсимволы. К ним, в частности, относятся:

В случае если символ, относящийся к одному из таких операторов, должен быть включен в вашу команду в его литеральном смысле, вас ждут определенные неожиданности. Например, при выполнении вот такой строки

символ процента будет «съеден» интерпретатором, который решит, что это попытка вывода значения какой-то переменной. В случае со знаком процента решение довольно хорошо известно и состоит в удвоении этого символа:

после чего все заработает так, как надо. Однако в других случаях все менее очевидно. Рассмотрим командный сценарий, который генерирует незатейливый HTML-файл:

К сожалению, при попытке запуска этого "чуда инженерного разума" нас постигнет неудача в виде сообщения об ошибке

Оно и понятно: командный интерпретатор не в силах разобраться, где его просят вывести на экран символ HTML-тега, а где перенаправить вывод. В нормальных языках программирования эта проблема обычно решается обрамлением строковых литералов кавычками. Отчасти это помогает и в bat-файлах. Но лишь отчасти. Выполнение строки

приведет к тому, что в выходной файл будут записаны и сами кавычки. Это явно не совсем то, что требуется.

К счастью, есть один малоизвестный способ, позволяющий добиться требуемого результата. Символ ^ позволяет экранировать любой другой символ с безусловным приоритетом. Таким образом, вышеприведенный пример генерации HTML может быть успешно записан так:

Таким же способом можно экранировать любой другой специальный символ. Очевидно, можно экранировать и сам ^. Не очень эстетично, зато дешево и практично. Слово «надежно» я пропустил умышленно…

Как перенести длинную строку?

Совет по поводу экранирующего символа ^ имеет еще одно применение: перенос строк. Я (как и многие из вас, наверное) люблю, чтобы любой исходный текст, который я пишу, выглядел красиво – даже *.bat-файлы. Одним из обязательных условий красоты и удобочитаемости кода для меня является его ширина: все строки должны умещаться в 78 столбцов. Можно поспорить по поводу числа 78, но в одном я непреклонен – ограничение на ширину текста кода должно быть, иначе это не код, а макароны.

Так вот долгое время *.bat-файлы портили мне жизнь тем, что иногда приходилось писать длинную строку – например, вызов какой-нибудь другой программы с кучей опций, и я не знал, что с этим делать. Происходило это нечасто, но всегда было неприятно. Но, к счастью, моя жизнь изменилась с тех пор, как я открыл для себя Супер-Символ ^:

Помните лишь, что чудо-символ должен быть последним в строке – скажите «Нет!» концевым пробелам.

Как определить имя каталога, в котором находится запущенный командный файл?

Иногда сценарию надо знать полный путь к себе самому и/или к каталогу, в котором он находится. Это может понадобиться по разным причинам. Например, он должен достать из системы контроля версий исходники в каталог <script-dir>/src рядом с собой. Или, запускаются тесты из каталога <script-dir>/tests, и перед их запуском надо добавить каталог <script-dir>/bin в переменную PATH.

Можно, конечно, рассчитывать на то, что командный файл был вызван из того же каталога, где он находится, и тогда в качестве вышеупомянутого <script-dir> можно использовать переменную окружения %CD% - полный путь к текущему каталогу. Однако любые допущения в нашем деле недопустимы (хороший каламбур, однако!). Поэтому приведу более надежное решение.

Прежде всего, вспоминаем, что переменная %0 в bat-файле соответствует нулевому аргументу командной строки, т.е. имени самого файла. После этого читаем скудную документацию для команды call:

и обнаруживаем, что при использовании нумерованных переменных %0-%9 можно использовать некоторые модификаторы:

 %~1 - разворачивает %1, удаляя кавычки (")
 %~f1 - разворачивает %1 в полный квалифицированный путь
 %~d1 - разворачивает %1 в букву диска
 %~p1 - разворачивает %1 в путь
 %~n1 - разворачивает %1 в имя файла
 %~x1 - разворачивает %1 в расширение файла
 %~s1 - развернутый путь будет содержать только короткие имена
 %~a1 - разворачивает %1 в атрибуты файла
 %~t1 - разворачивает %1 в дату/время создания файла
 %~z1 - разворачивает %1 в размер файла
 %~$PATH:1 - Ищет в каталогах, перечисленных в переменной среды PATH,
 и разворачивает %1 в полное квалифицированное имя 
 первого совпадения. Если имя перменной среды
 не определено, или если файл не найден, этот 
 модификатор вернет пустую строку

 Модификаторы можно объединять для получения сложных результатов:

 %~dp1 - разворачивает %1 в букву диска и путь
 %~nx1 - разворачивает %1 в имя файла с расширением
 %~dp$PATH:1 – ищет %1 в каталогах, перечисленных в переменной 
 среды PATH, и разворачивает в букву диска
 и путь к первому найденному файлу.
 %~ftza1 - разворачивает %1 в строку, подобную DIR

Таким образом, правильным будет использовать в качестве тега <script-dir> сочетание %~dp0, которое будет раскрыто в полный путь к каталогу, где находится сценарий. Например,

Обратите внимание на использование кавычек – потенциально каталог может иметь в своем пути пробел. Кавычки избавят от проблем в этом случае.

Как получить короткое (8.3) имя файла?

«А зачем? – спросите вы – Ведь мы живем в мире Интернета, Web-сервисов и NTFS с длинными именами файлов». Это действительно так, но иногда встречаются программы, которые отчаянно сопротивляются прогрессу, и в частности, не любят имен файлов и полных путей с пробелами. Одной из таких программ, кстати, является утилита build.exe из Windows DDK… В таких ситуациях спасает использование короткого, «беспробельного» DOS-имени для файла.

Итак, все же (в предположении, что надругательства над NTFS не было) – как? Внимательный читатель должен был заметить в предыдущем разделе, что при обращении к переменным %0 - %9 можно использовать префикс

который нам как раз мог бы помочь. Но есть засада – все эти полезные префиксы нельзя использовать с произвольной переменной окружения, а присваивание переменным %0 - %9 не поддерживается. К счастью, описываемые префиксы можно еще использовать с переменными цикла for, и это дает нам способ достичь требуемого результата. Например, вот так можно получить 8.3-путь к “Program Files”:

Этот и другие модификаторы можно использовать и с любой другой формой цикла for, подробнее о которых можно узнать из:

Как перенаправить стандартный вывод в файл?

Плоха та короткая программа, которая не стремится стать большой. К сожалению, это правило применимо и к командным файлам Windows тоже – иногда bat-файлы вырастают до довольно больших размеров. Если при этом результат выполняемых команд должен журналироваться, то все становится совсем плохо – почти каждая строка имеет хвостик типа

Гораздо проще было бы перенаправить стандартный вывод в файл, чтобы все команды echo и вообще, все, что выводится на экран, автоматически попадали в журнальный файл. Сделать это можно следующим образом (рассмотрим на знакомом примере генерации HTML-файла):

Здесь делается то же, что и раньше, но с перенаправлением стандартного вывода в файл out.html. Делается это простым способом – перезапуском сценарием самого себя. Сначала проверяется, не установлена ли переменная окружения STDOUT_REDIRECTED. Если она установлена, значит, сценарий уже перезапущен с перенаправленным выводом и можно просто продолжить работу. Если же переменная не установлена, то мы ее устанавливаем и перезапускаем скрипт (cmd.exe /c %0) с таким же набором параметров, что и исходная команда (%*) и перенаправленным в файл стандартным выводом (>%OUTPUT%). После завершения выполнения «перенаправленной» команды выходим.

Такое «единовременное» перенаправление имеет и еще один неочевидный плюс: файл открывается и закрывается только один раз, и всем командам и дочерним процессам передается дескриптор уже открытого файла. Во-первых, это чуть-чуть улучшит производительность (жизнь удалась – сроду бы не подумал, что буду когда-нибудь писать о производительности в bat-файлах). Во-вторых, это поможет избежать проблемы с невозможностью открыть файл для записи. Такое может случиться, если после выполнения одной из команд останется «висеть» какой-нибудь процесс. Он будет держать дескриптор интересующего нас файла и перенаправление вывода в этот файл для всех последующих команд провалится. Проблема может показаться надуманной, но однажды она украла у меня 2 часа жизни…

Как сложить два числа?

Длинный ответ таков. В bat-файлах можно производить довольно-таки продвинутые вычисления – продвинутые не в сравнении с другими языками, а в сравнении с отсутствием возможности что-либо вычислить вообще. Вычисление осуществляется командой set, если она выполняется с ключом /a. Поддерживается практически полный набор операторов языка C, включая шестнадцатеричный модификатор 0x. Переменные окружения в выражении не обязательно заключать в знаки процента – все, что не является числом, считается переменной. Подробнее – все-таки в man set, тьфу, то есть в set /?. А здесь напоследок – просто несколько примеров.

@echo off

set ARG=1

rem Переменные окружения в выражении не обязательно заключать в %...%
set /a RESULT=ARG + 2
echo %RESULT%

rem Если выражение содержит какие-либо из символов non grata, надо
rem заключить его в кавычки
set /a RESULT="ARG << 2"
echo %RESULT%

rem Шестнадцатеричная арифметика
set /a RESULT=0x1234 + 0x6786
echo %RESULT%

rem И многое-многое другое...

А можно создать в bat-файле функцию?

Да, можно. Более того, иногда даже нужно. Правда, функциями это можно назвать условно. Есть особый синтаксис команды call, который позволяет перейти на метку в этом же bat-файле с запоминанием места, откуда был произведен этот вызов:

Ключ /b здесь очень важен: без него будет произведен выход не из функции, а из сценария вообще.

Что интересно, команда call с таким синтаксисом поддерживает рекурсивные вызовы с автоматическим созданием нового фрейма для переменных аргументов %0-%9. Иногда это может быть полезным. Вот классический пример рекурсивного подсчета факториала на командном языке:

@echo off

call :factorial %1
echo %RESULT%
exit

rem Функция для подсчета значения факториала
rem Вход:
rem %1 Число, для которого необходимо подсчитать факториал
rem Выход:
rem %RESULT% Значение факториала
:factorial

if %1 == 0 (
 set RESULT=1
 exit /b
)

if %1 == 1 (
 set RESULT=1
 exit /b
)

set /a PARAM=%1 - 1

call :factorial %PARAM%

set /a RESULT=%1 * %RESULT%

exit /b

Как можно избежать использования goto?

Любой хоть сколько-то осмысленный *.bat-файл длиной больше 50 строк является ярким лозунгом в поддержку работы Дейкстры «О вреде оператора goto». Мешанина из переходов вперед и назад действительно является кодом «только для записи». Можно ли что-то предпринять по этому поводу?

На самом деле можно. Как правило, большинство меток и переходов используются для организации ветвлений при проверке условий, т.е. банальных if-then-else блоков. В оригинале, bat-язык поддерживал только одну команду в блоке then, что автоматически приводило к идиомам вида:

Но к счастью, командный интерпретатор cmd.exe современных ОС Windows 2000 и старше поддерживает блоки команд в конструкциях ветвления, что устраняет необходимость применения меток. Блоки команд заключаются в круглые скобки. Выглядит это так (имитируя C/C++ indentation style):

@echo off

set BUILDMODE=%1

if "%BUILDMODE%" == "" (
 echo FAIL: Аргумент является обязательным ^(--debug, --release^)
 exit /b 1
)

rem Удаляем из аргумента все дефисы для упрощения обработки
set BUILDMODE=%BUILDMODE:-=%

if "%BUILDMODE%" == "debug" (
 echo INFO: Устанавливаем debug-режим окружения
 set CCFLAGS=/Od /MDd /Z7
) else (
 echo INFO: Устанавливаем release-режим окружения
 set CCFLAGS=/O2 /MD
)

На мой взгляд, с этим уже вполне можно жить. Но, как всегда, жизнь не так проста, как кажется. Есть одна проблема. Переменные, использующиеся в блоках then и else, раскрываются перед началом выполнения этих блоков, а не в процессе выполнения. В приведенном примере это не вызывает никаких проблем, однако в следующем вызовет:

Загвоздка в том, что в обоих блоках подстановка переменной OPTFLAGS произойдет до того, как она будет изменена в процессе выполнения этого блока. Соответственно, в CCFLAGS будет подставлено то значение, которое OPTFLAGS имела на момент начала выполнения данного if-блока.

Решается эта проблема путем использования отложенного раскрытия переменных. Переменные, заключенные в !…! вместо %…%, будут раскрыты в их значения только в момент непосредственного использования. Данный режим по умолчанию отключен. Включить его можно либо использованием ключа /V:ON при вызове cmd.exe, либо использованием команды

в тексте самого bat-файла. Второй способ мне представляется более удобным – не очень здорово требовать от кого-то запуска твоего сценария с определенным параметром.

С учетом сказанного предыдущий «неправильный» пример может быть исправлен так:

Вот теперь это почти полноценный if-then-else блок. Почти, потому что если в одной из команд echo у вас встретится закрывающая круглая скобка, то вам необходимо заэкранировать ее символом ^, иначе синтаксический анализатор путается…

Но в любом случае, это гораздо лучше безумного количества меток и переходов.

Как обработать текстовый файл?

Иногда в командном файле необходимо получить доступ к содержимому некоторого текстового файла и некоторым образом это содержимое обработать. Например, прочитать файл настроек программы.

Для привнесения еще большей конкретики в процесс изучения зададимся целью прочитать файл с настройками следующего содержания:

Ничего сверхъестественного – простой key=value формат с возможностью вставки Unix-style комментариев. Помочь в чтении и обработке этого файла нам сможет команда for. Ее дополнительные опции позволяют задать и разделители, и символ начала комментария, и кое-что еще. Вот командный файл, который выполняет поставленную задачу:

@echo off

rem Читаем настройки из файла settings.txt, который должен располагаться в
rem том же каталоге, что и bat-файл. Если не удалось распарсить настройки -
rem выходим с ненулевым кодом возврата.
call :read_settings %~dp0\settings.txt || exit /b 1

rem Прочитанные настройки:
echo Build mode : %BUILDMODE%
echo Compiler : %COMPILER%
echo Architecture: %ARCH%

rem Выход из сценария. Дальше - только функции.
exit /b 0

rem
rem Функция для чтения настроек из файла.
rem Вход:
rem %1 - Имя файла с настройками
:read_settings

set SETTINGSFILE=%1

rem Проверка существования файла
if not exist %SETTINGSFILE% (
 echo FAIL: Файл с настройками отсутствует
 exit /b 1
)

rem Обработка файла c настройками
rem Здесь:
rem eol=# указывает на то, что содержимое строки начиная с символа #
rem и до ее конца может быть пропущено как комментарий.
rem
rem delims== указывает, что разделителем значений является символ =
rem 
rem tokens=1,2 приводит к тому, что в переменную %%i будет занесен первый
rem токен, а в %%j - второй.
rem 

for /f "eol=# delims== tokens=1,2" %%i in (%SETTINGSFILE%) do (
 rem В переменной i - ключ
 rem В переменной j - значение
 rem Мы транслируем это в переменные окружения
 set %%i=%%j
)

exit /b 0

Обильные комментарии должны помочь легко разобраться, что к чему. За подробностями, как обычно, отошлю к:

Кстати, возможности команды for не ограничиваются чтением из файла. Возможно также чтение вывода другой команды. Например, так:

Особенно меня умиляет наличие опции “usebackq”, которая делает синтаксис отдаленно похожим на юниксовый. И в стенах царства Билла есть граждане, скучающие по /bin/sh и пытающиеся хоть как-то скрасить существование свое и окружающих. Следующий совет это также косвенно подтверждает.

Что это за упомянутые ранее операторы объединения команд?

Это операторы &, && и ||. Они практически совсем не освещены в документации, но полезны в повседневности. Они позволяют объединять несколько команд в одну, т.е. примерно так:

Форма этих операторов весьма соответствует их содержанию. В случае, пожалуй, наименее полезного оператора & вторая команда будет просто выполнена после первой, т.е. это равносильно простой записи:

Оператор && гарантирует, что вторая команда будет выполнена только, если первая была выполнена успешно, т.е. с нулевым кодом возврата (он же %errorlevel%). Такие конструкции очень популярны в мире shell-сценариев Unix. Например:

Я был приятно удивлен, узнав, что cmd.exe тоже умеет выполнять такие конструкции. Это безопаснее и правильнее, нежели простое последовательное выполнение этих команд, и короче и проще, чем строгая проверка и обработка кодов возврата. Очень удобно при написании на скорую руку. Не менее полезен иногда и оператор ||. Суть его тоже логична – выполнить вторую команду, если первая дала сбой. Часто встречается в таких идиомах:

Если перейти в каталог sources не удастся, то будет произведен выход с кодом ошибки 1. Если же первая команда отработает нормально, то вторая выполнена не будет. Например, такая простейшая защита помогла бы в случае с cd по UNC-адресу, описанному ранее.

Можно ли написать на bat-языке серьезную программу?

Пожалуй, нет. Серьезная программа должна все-таки выглядеть серьезно. А все написанное на командном языке Windows таковым назвать можно лишь с о-о-о-чень большой натяжкой. Так что для решения более сложных задач автоматизации лучше все-таки взять что-нибудь более функциональное:

Последние, кстати, присутствуют в Windows 2000/XP по умолчанию (с некоторыми функциональными различиями) и в целом могут считаться заменой *.bat языку. Однако сдается мне, что *.bat-файлы проживут еще очень долго.

Введение