Shell、Python、Ruby、Swift脚本环境搭建实践

脚本一般由多个命令和指令构成，可在特定的运行环境中运行。常规的简单程序会选择使用Shell脚本，原因主要是其简洁易读，而对于复杂脚本的编写较为困难。当涉及到第三方库的使用时，Python或Ruby成为编写脚本的首选。Swift3之后也出了解释器，也可以直接通过swift xxx.swift执行简单的swift代码，也可以通过SPM引入第三方库，生成命令行可执行程序的方式封装执行序列。

Shell脚本

1. 以 #!/bin/sh 开头的文件，程序在执行的时候会调用 /bin/sh ，也就是bash解释器。如果脚本未指定 shebang，脚本执行的时候，默认用当前shell去解释脚本，即 $SHELL。由于 shell 直接和计算机内核交互以及集成了很多常用内置命令，所以效率应该是高效的。
2. 执行方式
   • bash script.sh 或 sh scripte.sh，文件本身没权限执行，没x权限，则使用的方法，或脚本未指定shebang。
   • 使用 绝对/相对 路径执行脚本，需要文件含有x权限。
   • source script.sh 或者 . script.sh ，代表 执行的含义，source等于点.。这种方式会保留当前环境变量。

Python脚本

不引入第三方库

1. 如下代码所示，shebang指向的是path路径下的python3。
2. 执行方式

   ./xxx.py
   python3 xxx.py

3. if __name__ == "__main__": 限定了从命令行执行才会走，如果别的 python 文件调用则调用不到 main。

#!/usr/bin/env python3
import sys

def add_numbers(a, b):
    return a + b

if __name__ == "__main__":
    if len(sys.argv) != 3:
        print("Usage: python sum_numbers.py <number1> <number2>")
        sys.exit(1)

    number1 = float(sys.argv[1])
    number2 = float(sys.argv[2])

    result = add_numbers(number1, number2)

    print(f"The sum of {number1} and {number2} is {result}")

引入第三方库

1. python 引入第三方库是通过 pip 安装，如果希望单独的 python 环境，这里需要创建其虚拟环境。
2. 创建虚拟环境

   # 使用 Python 的 venv 模块创建一个名为 my_virtual_env 的虚拟环境。
   # venv: 这是 Python 的一个标准库，用于创建虚拟环境。Python 3.3 版本以后，venv 成为了 Python 的一个标准库。
   python3 -m venv my_virtual_env

3. 激活

   source my_virtual_env/bin/activate

4. 退出虚拟环境

   .\my_virtual_env\Scripts\activate

5. 安装第三方包

   pip3 install numpy

6. 设置脚本 shebang，指向虚拟环境

#!my_virtual_env/bin/python3
import numpy as np

def main():
    # 创建一个3x3的随机矩阵
    matrix_a = np.random.rand(3, 3)
    print("Matrix A:")
    print(matrix_a)
    print()

    # 计算矩阵的转置
    transpose_a = np.transpose(matrix_a)
    print("Transpose of Matrix A:")
    print(transpose_a)
    print()

    # 计算矩阵的逐元素相乘
    elementwise_product = np.multiply(matrix_a, transpose_a)
    print("Element-wise product of Matrix A and its transpose:")
    print(elementwise_product)
    print()

    # 计算矩阵的乘积
    matrix_product = np.matmul(matrix_a, transpose_a)
    print("Matrix product of Matrix A and its transpose:")
    print(matrix_product)

if __name__ == "__main__":
    main()

Ruby脚本

iOS 中的包管理工具 cocoapod，以及 fastlane 等工具都是 ruby 开发的，ruby 的版本以及虚拟环境管理相对 python 要繁琐一些。

不引入第三方库

1. 设置 shebang 未系统当前 path 指向的 ruby。
2. 执行方式

   ./xxx.rb
   ruby xxx.rb

#!/usr/bin/env ruby

def hello_world(name)
  puts "Hello, #{name}!"
end

def add_numbers(a, b)
  sum = a + b
  puts "The sum of #{a} and #{b} is #{sum}."
end

# 获取命令行参数
command_line_args = ARGV

# 检查命令行参数数量
if command_line_args.length == 0
  puts "Usage: ruby script.rb name"
  exit
end

# 提取名字参数
name = command_line_args[0]

# 调用函数
hello_world(name)
add_numbers(1, 2)

引入第三方库

1. 一下代码的执行方式

   ./OptionParser.rb --name kkk -a 1 -b 2
   # 或者
   ruby OptionParser.rb --name kkk -a 1 -b 2

2. rvm + .rvmrc + bundle 控制虚拟环境

   • rvm list，能看到当前系统有哪些版本的 ruby 以及该版本下的 gemset；
   • .rvmrc，自动帮你切换到 ruby 的 gemset 了，可以理解成，帮你 rvm use xxx@xxx，其本质上就是更改 环境变量path;
   • bundle init，初始化 Gemfile，能够编辑依赖的第三方库也就是 gem 包，然后通过 bundler update 安装所需的第三方库，进入 bundler 环境；
   • gemset + ruby版本指定了.gem文件夹，但是.gem文件夹下还是可能有一个gem的多个版本，通过bundle环境来指定gem 版本；
   • 执行任何当前bundle环境下的ruby代码，都需要加上bundle exec前缀，bundle exec ruby main.rb  这样才能找到当前gemfile指定版本的ruby包；
   • bundle list 查看本bundle环境依赖的gems。

3. 执行脚本的时候，可以通过 rvm use 指定环境，或者直接 cd 到.rvmrc目录。

#!/usr/bin/env ruby

def printRbEnv
  output = %x(gem env) 
  gem_paths = output.match(/- GEM PATHS:(.*?)(^\s*- GEM CONFIGURATION:|\z)/m)[1].strip
  puts "Gem paths: #{gem_paths}"

end

printRbEnv

require 'optparse'

# 使用 OptionParser 解析命令行参数
options = {}
OptionParser.new do |opts|
  opts.banner = "Usage: ./OptionParser.rb [options]"

  opts.on("-n NAME", "--name NAME", "Name to greet") do |name|
    options[:name] = name
  end

  opts.on("-a A", "--a A", Integer, "First number to add") do |a|
    options[:a] = a
  end

  opts.on("-b B", "--b B", Integer, "Second number to add") do |b|
    options[:b] = b
  end
end.parse!

# 检查命令行参数
if options[:name].nil?
  puts "Please specify a name to greet."
  exit
end

if options[:a].nil? || options[:b].nil?
  puts "Please specify two numbers to add."
  exit
end

# 加载第三方库
require 'colorize'

# 定义函数
def hello_world(name)
  puts "Hello, #{name}!".colorize(:green)
end

def add_numbers(a, b)
  sum = a + b
  puts "The sum of #{a} and #{b} is #{sum}.".colorize(:blue)
end

# 调用函数
hello_world(options[:name])
add_numbers(options[:a], options[:b])

# ./OptionParser.rb --name kkk -a 1 -b 2

Swift脚本

Swift不是解释型语言，是编译型语言。可以通过swiftc filename.swift -o outputfile, 然后./outputfile执行。 Swift解释器是在 Swift 3 版本时引入的。 在 Swift 3 之前,Swift 只有编译器(swiftc), 它用于编译 Swift 代码生成可执行文件。Swift 3 引入了解释器(swift),它可以直接解释和执行 Swift 代码, 无需先生成可执行文件（但是并不代表是解释型语言吧？？？）。

这给 Swift 带来了几个好处:
● 开发效率更高 - 无需编译,就可以直接运行和测试代码
● REPL - 可以使用交互式的 Read-Eval-Print Loop 来测试和调试代码
● 交互式 Playgrounds - 可以在 Playground 中直接运行和调试代码
● 脚本语言 - 可以使用 Swift 作为脚本语言直接执行代码

不引入第三方库

• 设置好 shebang
• chmod +x swift_script.swift
• ./swift_script.swift

#!/usr/bin/swift

import Foundation

print("Hello, World!")

引入第三方库

Swift Package Manager 是一个用于管理 Swift 代码包的工具，Swift 脚本通过这个管理第三方库。

1. 创建一个Package.swift 文件

   swift package init --type executable

2. 编辑Package.swift 文件，注明依赖

   // swift-tools-version:5.3
   import PackageDescription
   
   let package = Package(
       name: "MyScript",
       dependencies: [
           .package(url: "https://github.com/Alamofire/Alamofire.git", from: "5.0.0"),
       ],
       targets: [
           .target(
               name: "MyScript",
               dependencies: ["Alamofire"]),
       ]
   )

3. 编辑脚本 main.swift

   import Alamofire
   import Foundation
   
   let argumentCount = CommandLine.argc
   let arguments = CommandLine.arguments
   
   print("Argument count: \(argumentCount)")
   
   for (index, argument) in arguments.enumerated() {
       print("Argument \(index): \(argument)")
   }

4. 不能直接./MyScript/main.swift 执行（因为这种需要编译好），需要 build 和 run，之后会在.build隐藏文件夹下输出可执行文件

   # 下载和编译依赖
   swift build
   
   # 运行应用
   swift run YourTargetName
   
   # 运行应用方式 2（拷贝到当前目录）
   ./YourTargetName