面试题：Bash脚本中复杂逻辑错误的调试与处理

Question

给定一个Bash脚本，它实现一个功能：从一个文件中读取一系列数字，然后对这些数字进行排序并输出到另一个文件中。但脚本运行时没有得到预期结果。请阐述你将如何调试这个脚本，包括可能使用到的调试工具和技术，以及如何处理可能出现的错误，如文件读取失败、排序算法错误等。

Answer 1

1. 打印调试信息

在脚本关键位置添加echo语句，输出中间变量的值，例如：

#!/bin/bash
input_file="input.txt"
output_file="output.txt"

# 打印文件读取前信息
echo "准备读取文件 $input_file"
# 读取文件内容到数组
readarray -t numbers < "$input_file"
# 打印读取到的数组内容
echo "读取到的数字数组: ${numbers[@]}"

# 打印排序前信息
echo "准备排序数组"
# 对数组进行排序
sorted_numbers=($(printf '%s\n' "${numbers[@]}" | sort -n))
# 打印排序后的数组内容
echo "排序后的数字数组: ${sorted_numbers[@]}"

# 打印写入文件前信息
echo "准备写入文件 $output_file"
# 将排序后的数组写入输出文件
printf '%s\n' "${sorted_numbers[@]}" > "$output_file"
echo "写入完成"

通过这些echo语句，可以直观地看到脚本执行到各个步骤时变量的状态，帮助定位问题。

2. 使用set -x

在脚本开头添加set -x，它会在执行脚本时，显示每一条命令及其参数，方便查看命令执行情况：

#!/bin/bash
set -x
input_file="input.txt"
output_file="output.txt"

readarray -t numbers < "$input_file"
sorted_numbers=($(printf '%s\n' "${numbers[@]}" | sort -n))
printf '%s\n' "${sorted_numbers[@]}" > "$output_file"

执行脚本时，会详细输出每条命令的执行过程，若有命令执行错误，可快速定位。

3. 处理文件读取失败

在读取文件前，先检查文件是否存在且可读：

#!/bin/bash
input_file="input.txt"
output_file="output.txt"

if [ ! -r "$input_file" ]; then
    echo "无法读取文件 $input_file"
    exit 1
fi

readarray -t numbers < "$input_file"
sorted_numbers=($(printf '%s\n' "${numbers[@]}" | sort -n))
printf '%s\n' "${sorted_numbers[@]}" > "$output_file"

这样可以避免在文件不可读时继续执行导致更多错误。

4. 检查排序算法

确保排序使用的命令或算法正确。例如上述代码中使用sort -n对数字进行排序，如果排序结果不对，可尝试其他排序方式或检查数据格式。若脚本中自定义了排序算法，可添加更多调试信息，如在每次比较或交换时打印数组状态，帮助找出算法逻辑错误。

5. 使用调试工具（如bashdb）

1. 安装bashdb：在大多数Linux系统上，可通过包管理器安装，例如在Ubuntu上：

sudo apt-get install bashdb

2. 使用bashdb调试脚本：在脚本开头添加#!/bin/bash -x，然后使用bashdb启动脚本：

bashdb script.sh

进入bashdb调试环境后，可使用b（设置断点）、c（继续执行）、n（单步执行）等命令调试脚本，观察变量值和脚本执行流程，定位错误。