Shell脚本编程初体验

通常，当人们提到“shell脚本语言”时，浮现在他们脑海中是bash，ksh，sh或者其它相类似的linux/unix脚本语言。脚本语言是与计算机交流的另外一种途径。使用图形化窗口界面（不管是windows还是linux都无所谓）用户可以移动鼠标并点击各种对象，比如按钮、列表、选框等等。但这种方式在每次用户想要计算机/服务器完成相同任务时（比如说批量转换照片，或者下载新的电影、mp3等）却是十分不方便。要想让所有这些事情变得简单并且自动化，我们可以使用shell脚本。

某些编程语言，像pascal、foxpro、C、java之类，在执行前需要先进行编译。它们需要合适的编译器来让我们的代码完成某个任务。

而其它一些编程语言，像php、javascript、visualbasic之类，则不需要编译器，因此它们需要解释器，而我们不需要编译代码就可以运行程序。

shell脚本也像解释器一样，但它通常用于调用外部已编译的程序。然后，它会捕获输出结果、退出代码并根据情况进行处理。

Linux世界中最为流行的shell脚本语言之一，就是bash。而我认为（这是我自己的看法）原因在于，默认情况下bash shell可以让用户便捷地通过历史命令（先前执行过的）导航，与之相反的是，ksh则要求对.profile进行一些调整，或者记住一些“魔术”组合键来查阅历史并修正命令。

好了，我想这些介绍已经足够了，剩下来哪个环境最适合你，就留给你自己去判断吧。从现在开始，我将只讲bash及其脚本。在下面的例子中，我将使用CentOS 6.6和bash-4.1.2。请确保你有相同版本，或者更高版本。

Shell脚本流

shell脚本语言就跟和几个人聊天类似。你只需把所有命令想象成能帮你做事的那些人，只要你用正确的方式来请求他们去做。比如说，你想要写文档。首先，你需要纸。然后，你需要把内容说给某个人听，让他帮你写。最后，你想要把它存放到某个地方。或者说，你想要造一所房子，因而你需要请合适的人来清空场地。在他们说“事情干完了”，那么另外一些工程师就可以帮你来砌墙。最后，当这些工程师们也告诉你“事情干完了”的时候，你就可以叫油漆工来给房子粉饰了。如果你让油漆工在墙砌好前就来粉饰，会发生什么呢？我想，他们会开始发牢骚了。几乎所有这些像人一样的命令都会说话，如果它们完成了工作而没有发生什么问题，那么它们就会告诉“标准输出”。如果它们不能做你叫它们做的事——它们会告诉“标准错误”。这样，最后，所有的命令都通过“标准输入”来听你的话。

快速实例——当你打开linux终端并写一些文本时——你正通过“标准输入”和bash说话。那么，让我们来问问bash shell who am i（我是谁？）吧。



    

  1. root@localhost ~]# who am i                                <--- 你通过标准输入对 bash shell 说
    2. 

  2. root     pts/0        2015-04-22 20:17 (192.168.1.123)     <--- bash shell通过标准输出回答你
    3. 



现在，让我们说一些bash听不懂的问题：




    

  1. [root@localhost ~]# blablabla           <--- 哈，你又在和标准输入说话了
    2. 

  2. -bash: blablabla: command not found     <--- bash通过标准错误在发牢骚了
    3. 



“:”之前的第一个单词通常是向你发牢骚的命令。实际上，这些流中的每一个都有它们自己的索引号（LCTT 译注：文件句柄号）：


    

  • 标准输入（stdin） - 0
    • 

  • 标准输出（stdout） - 1
    • 

  • 标准错误（stderr） - 2
    • 



如果你真的想要知道哪个输出命令说了些什么——你需要将那次发言重定向到（在命令后使用大于号“>”和流索引）文件：




    

  1. [root@localhost ~]# blablabla 1> output.txt
    2. 

  2. -bash: blablabla: command not found
    3. 



在本例中，我们试着重定向流1（stdout）到名为output.txt的文件。让我们来看对该文件内容所做的事情吧，使用cat命令可以做这事：




    

  1. [root@localhost ~]# cat output.txt
    2. 

  2. [root@localhost ~]#
    3. 



看起来似乎是空的。好吧，现在让我们来重定向流2（stderr）：




    

  1. [root@localhost ~]# blablabla 2> error.txt
    2. 

  2. [root@localhost ~]#
    3. 



好吧，我们看到牢骚话没了。让我们检查一下那个文件：




    

  1. [root@localhost ~]# cat error.txt
    2. 

  2. -bash: blablabla: command not found
    3. 

  3. [root@localhost ~]#
    4. 



果然如此！我们看到，所有牢骚话都被记录到errors.txt文件里头去了。


有时候，命令会同时产生stdout和stderr。要重定向它们到不同的文件，我们可以使用以下语句：




    

  1. command 1>out.txt 2>err.txt
    2. 



要缩短一点语句，我们可以忽略“1”，因为默认情况下stdout会被重定向：




    

  1. command >out.txt 2>err.txt
    2. 



好吧，让我们试试做些“坏事”。让我们用rm命令把file1和folder1给删了吧：




    

  1. [root@localhost ~]# rm -vf folder1 file1 > out.txt 2>err.txt
    2. 



现在来检查以下输出文件：




    

  1. [root@localhost ~]# cat out.txt
    2. 

  2. removed `file1'
    3. 

  3. [root@localhost ~]# cat err.txt
    4. 

  4. rm: cannot remove `folder1': Is a directory
    5. 

  5. [root@localhost ~]#
    6. 



正如我们所看到的，不同的流被分离到了不同的文件。有时候，这也不是很方便，因为我们想要查看出现错误时，在某些操作前面或后面所连续发生的事情。要实现这一目的，我们可以重定向两个流到同一个文件：




    

  1. command >>out_err.txt 2>>out_err.txt
    2. 



注意：请注意，我使用“>>”替代了“>”。它允许我们附加到文件，而不是覆盖文件。


我们也可以重定向一个流到另一个：




    

  1. command >out_err.txt 2>&1
    2. 



让我来解释一下吧。所有命令的标准输出将被重定向到out_err.txt，错误输出将被重定向到流1（上面已经解释过了），而该流会被重定向到同一个文件。让我们看这个实例：




    

  1. [root@localhost ~]# rm -fv folder2 file2 >out_err.txt 2>&1
    2. 

  2. [root@localhost ~]# cat out_err.txt
    3. 

  3. rm: cannot remove `folder2': Is a directory
    4. 

  4. removed `file2'
    5. 

  5. [root@localhost ~]#
    6. 



看着这些组合的输出，我们可以将其说明为：首先，rm命令试着将folder2删除，而它不会成功，因为linux要求-r键来允许rm命令删除文件夹，而第二个file2会被删除。通过为rm提供-v（详情）键，我们让rm命令告诉我们每个被删除的文件或文件夹。


这些就是你需要知道的，关于重定向的几乎所有内容了。我是说几乎，因为还有一个更为重要的重定向工具，它称之为“管道”。通过使用|（管道）符号，我们通常重定向stdout流。


比如说，我们有这样一个文本文件：




    

  1. [root@localhost ~]# cat text_file.txt
    2. 

  2. This line does not contain H e l l o  word
    3. 

  3. This lilne contains Hello
    4. 

  4. This also containd Hello
    5. 

  5. This one no due to HELLO all capital
    6. 

  6. Hello bash world!
    7. 



而我们需要找到其中某些带有“Hello”的行，Linux中有个grep命令可以完成该工作：




    

  1. [root@localhost ~]# grep Hello text_file.txt
    2. 

  2. This lilne contains Hello
    3. 

  3. This also containd Hello
    4. 

  4. Hello bash world!
    5. 

  5. [root@localhost ~]#
    6. 



当我们有个文件，想要在里头搜索的时候，这用起来很不错。当如果我们需要在另一个命令的输出中查找某些东西，这又该怎么办呢？是的，当然，我们可以重定向输出到文件，然后再在文件里头查找：




    

  1. [root@localhost ~]# fdisk -l>fdisk.out
    2. 

  2. [root@localhost ~]# grep "Disk /dev" fdisk.out
    3. 

  3. Disk /dev/sda: 8589 MB, 8589934592 bytes
    4. 

  4. Disk /dev/mapper/VolGroup-lv_root: 7205 MB, 7205814272 bytes
    5. 

  5. Disk /dev/mapper/VolGroup-lv_swap: 855 MB, 855638016 bytes
    6. 

  6. [root@localhost ~]#
    7. 



如果你打算grep一些双引号引起来带有空格的内容呢！


注意：fdisk命令显示关于Linux操作系统磁盘驱动器的信息。


就像我们看到的，这种方式很不方便，因为我们不一会儿就把临时文件空间给搞乱了。要完成该任务，我们可以使用管道。它们允许我们重定向一个命令的stdout到另一个命令的stdin流：




    

  1. [root@localhost ~]# fdisk -l | grep "Disk /dev"
    2. 

  2. Disk /dev/sda: 8589 MB, 8589934592 bytes
    3. 

  3. Disk /dev/mapper/VolGroup-lv_root: 7205 MB, 7205814272 bytes
    4. 

  4. Disk /dev/mapper/VolGroup-lv_swap: 855 MB, 855638016 bytes
    5. 

  5. [root@localhost ~]#
    6. 



如你所见，我们不需要任何临时文件就获得了相同的结果。我们把fdisk stdout重定向到了grep stdin。


注意 ： 管道重定向总是从左至右的。


还有几个其它重定向，但是我们将把它们放在后面讲。


在shell中显示自定义信息


正如我们所知道的，通常，与shell的交流以及shell内的交流是以对话的方式进行的。因此，让我们创建一些真正的脚本吧，这些脚本也会和我们讲话。这会让你学到一些简单的命令，并对脚本的概念有一个更好的理解。


假设我们是某个公司的总服务台经理，我们想要创建某个shell脚本来注册呼叫信息：电话号码、用户名以及问题的简要描述。我们打算把这些信息存储到普通文本文件data.txt中，以便今后统计。脚本它自己就是以对话的方式工作，这会让总服务台的工作人员的小日子过得轻松点。那么，首先我们需要显示提问。对于显示信息，我们可以用echo和printf命令。这两个都是用来显示信息的，但是printf更为强大，因为我们可以通过它很好地格式化输出，我们可以让它右对齐、左对齐或者为信息留出专门的空间。让我们从一个简单的例子开始吧。要创建文件，请使用你惯用的文本编辑器（kate，nano，vi，……），然后创建名为note.sh的文件，里面写入这些命令：




    

  1. echo "Phone number ?"
    2. 



如何运行/执行脚本？


在保存文件后，我们可以使用bash命令来运行，把我们的文件作为它的参数：




    

  1. [root@localhost ~]# bash note.sh
    2. 

  2. Phone number ?
    3. 



实际上，这样来执行脚本是很不方便的。如果不使用bash命令作为前缀来执行，会更舒服一些。要让脚本可执行，我们可以使用chmod命令：




    

  1. [root@localhost ~]# ls -la note.sh
    2. 

  2. -rw-r--r--. 1 root root 22 Apr 23 20:52 note.sh
    3. 

  3. [root@localhost ~]# chmod +x note.sh
    4. 

  4. [root@localhost ~]# ls -la note.sh
    5. 

  5. -rwxr-xr-x. 1 root root 22 Apr 23 20:52 note.sh
    6. 

  6. [root@localhost ~]#
    7. 



注意 ： ls命令显示了当前文件夹内的文件。通过添加-la键，它会显示更多文件信息。


如我们所见，在chmod命令执行前，脚本只有读（r）和写（w）权限。在执行chmod +x后，它就获得了执行（x）权限。（关于权限的更多细节，我会在下一篇文章中讲述。）现在，我们只需这么来运行：




    

  1. [root@localhost ~]# ./note.sh
    2. 

  2. Phone number ?
    3. 



在脚本名前，我添加了 ./ 组合。.(点）在unix世界中意味着当前位置（当前文件夹），/（斜线）是文件夹分隔符。（在Windows系统中，我们使用反斜线 \ 表示同样功能）所以，这整个组合的意思是说：“从当前文件夹执行note.sh脚本”。我想，如果我用完整路径来运行这个脚本的话，你会更加清楚一些：




    

  1. [root@localhost ~]# /root/note.sh
    2. 

  2. Phone number ?
    3. 

  3. [root@localhost ~]#
    4. 



它也能工作。


如果所有linux用户都有相同的默认shell，那就万事OK。如果我们只是执行该脚本，默认的用户shell就会用于解析脚本内容并运行命令。不同的shell的语法、内部命令等等有着一丁点不同，所以，为了保证我们的脚本会使用bash，我们应该添加#!/bin/bash到文件首行。这样，默认的用户shell将调用/bin/bash，而只有在那时候，脚本中的命令才会被执行：




    

  1. [root@localhost ~]# cat note.sh
    2. 

  2. #!/bin/bash
    3. 

  3. echo "Phone number ?"
    4. 



直到现在，我们才100%确信bash会用来解析我们的脚本内容。让我们继续。


读取输入


在显示信息后，脚本会等待用户回答。有个read命令用来接收用户的回答：




    

  1. #!/bin/bash
    2. 

  2. echo "Phone number ?"
    3. 

  3. read phone
    4. 



在执行后，脚本会等待用户输入，直到用户按[ENTER]键结束输入：




    

  1. [root@localhost ~]# ./note.sh
    2. 

  2. Phone number ?
    3. 

  3. 12345                               <--- 这儿是我输入的内容
    4. 

  4. [root@localhost ~]#
    5. 



你输入的所有东西都会被存储到变量phone中，要显示变量的值，我们同样可以使用echo命令：




    

  1. [root@localhost ~]# cat note.sh
    2. 

  2. #!/bin/bash
    3. 

  3. echo "Phone number ?"
    4. 

  4. read phone
    5. 

  5. echo "You have entered $phone as a phone number"
    6. 

  6. [root@localhost ~]# ./note.sh
    7. 

  7. Phone number ?
    8. 

  8. 123456
    9. 

  9. You have entered 123456 as a phone number
    10. 

  10. [root@localhost ~]#
    11. 



在bash shell中，一般我们使用$（美元）符号来表明这是一个变量，除了读入到变量和其它为数不多的时候才不用这个$（将在今后说明）。


好了，现在我们准备添加剩下的问题了：




    

  1. #!/bin/bash
    2. 

  2. echo "Phone number?"
    3. 

  3. read phone
    4. 

  4. echo "Name?"
    5. 

  5. read name
    6. 

  6. echo "Issue?"
    7. 

  7. read issue
    8. 

  8. [root@localhost ~]# ./note.sh
    9. 

  9. Phone number?
    10. 

  10. 123
    11. 

  11. Name?
    12. 

  12. Jim
    13. 

  13. Issue?
    14. 

  14. script is not working.
    15. 

  15. [root@localhost ~]#
    16. 



使用流重定向


太完美了！剩下来就是重定向所有东西到文件data.txt了。作为字段分隔符，我们将使用/（斜线）符号。


注意 ： 你可以选择任何你认为是最好的分隔符，但是确保文件内容不会包含这些符号在内，否则它会导致在文本行中产生额外字段。


别忘了使用“>>”来代替“>”，因为我们想要将输出内容附加到文件末！




    

  1. [root@localhost ~]# tail -2 note.sh
    2. 

  2. read issue
    3. 

  3. echo "$phone/$name/$issue">>data.txt
    4. 

  4. [root@localhost ~]# ./note.sh
    5. 

  5. Phone number?
    6. 

  6. 987
    7. 

  7. Name?
    8. 

  8. Jimmy
    9. 

  9. Issue?
    10. 

  10. Keybord issue.
    11. 

  11. [root@localhost ~]# cat data.txt
    12. 

  12. 987/Jimmy/Keybord issue.
    13. 

  13. [root@localhost ~]#
    14. 



注意 ： tail命令显示了文件的最后的n行。


搞定。让我们再来运行一次看看：




    

  1. [root@localhost ~]# ./note.sh
    2. 

  2. Phone number?
    3. 

  3. 556
    4. 

  4. Name?
    5. 

  5. Janine
    6. 

  6. Issue?
    7. 

  7. Mouse was broken.
    8. 

  8. [root@localhost ~]# cat data.txt
    9. 

  9. 987/Jimmy/Keybord issue.
    10. 

  10. 556/Janine/Mouse was broken.
    11. 

  11. [root@localhost ~]#
    12. 



我们的文件在增长，让我们在每行前面加个日期吧，这对于今后摆弄这些统计数据时会很有用。要实现这功能，我们可以使用date命令，并指定某种格式，因为我不喜欢默认格式：




    

  1. [root@localhost ~]# date
    2. 

  2. Thu Apr 23 21:33:14 EEST 2015                     <---- date命令的默认输出
    3. 

  3. [root@localhost ~]# date "+%Y.%m.%d %H:%M:%S"
    4. 

  4. 2015.04.23 21:33:18                               <---- 格式化后的输出
    5. 



有几种方式可以读取命令的输出到变量，在这种简单的情况下，我们将使用`（是反引号，不是单引号，和波浪号~在同一个键位）：




    

  1. [root@localhost ~]# cat note.sh
    2. 

  2. #!/bin/bash
    3. 

  3. now=`date "+%Y.%m.%d %H:%M:%S"`
    4. 

  4. echo "Phone number?"
    5. 

  5. read phone
    6. 

  6. echo "Name?"
    7. 

  7. read name
    8. 

  8. echo "Issue?"
    9. 

  9. read issue
    10. 

  10. echo "$now/$phone/$name/$issue">>data.txt
    11. 

  11. [root@localhost ~]# ./note.sh
    12. 

  12. Phone number?
    13. 

  13. 123
    14. 

  14. Name?
    15. 

  15. Jim
    16. 

  16. Issue?
    17. 

  17. Script hanging.
    18. 

  18. [root@localhost ~]# cat data.txt
    19. 

  19. 2015.04.23 21:38:56/123/Jim/Script hanging.
    20. 

  20. [root@localhost ~]#
    21. 



嗯…… 我们的脚本看起来有点丑啊，让我们来美化一下。如果你要手动读取read命令，你会发现read命令也可以显示一些信息。要实现该功能，我们应该使用-p键加上信息：




    

  1. [root@localhost ~]# cat note.sh
    2. 

  2. #!/bin/bash
    3. 

  3. now=`date "+%Y.%m.%d %H:%M:%S"`
    4. 

  4. read -p "Phone number: " phone
    5. 

  5. read -p "Name: " name
    6. 

  6. read -p "Issue: " issue
    7. 

  7. echo "$now/$phone/$name/$issue">>data.txt
    8. 



你可以直接从控制台查找到各个命令的大量有趣的信息，只需输入：man read, man echo, man date, man ……


同意吗？它看上去是舒服多了！




    

  1. [root@localhost ~]# ./note.sh
    2. 

  2. Phone number: 321
    3. 

  3. Name: Susane
    4. 

  4. Issue: Mouse was stolen
    5. 

  5. [root@localhost ~]# cat data.txt
    6. 

  6. 2015.04.23 21:38:56/123/Jim/Script hanging.
    7. 

  7. 2015.04.23 21:43:50/321/Susane/Mouse was stolen
    8. 

  8. [root@localhost ~]#
    9. 



光标在消息的后面（不是在新的一行中），这有点意思。（LCTT 译注：如果用 echo 命令输出显示的话，可以用 -n 参数来避免换行。）


循环


是时候来改进我们的脚本了。如果用户一整天都在接电话，如果每次都要去运行，这岂不是很麻烦？让我们让这些活动都永无止境地循环去吧：




    

  1. [root@localhost ~]# cat note.sh
    2. 

  2. #!/bin/bash
    3. 

  3. while true
    4. 

  4. do
    5. 

  5.         read -p "Phone number: " phone
    6. 

  6.         now=`date "+%Y.%m.%d %H:%M:%S"`
    7. 

  7.         read -p "Name: " name
    8. 

  8.         read -p "Issue: " issue
    9. 

  9.         echo "$now/$phone/$name/$issue">>data.txt
    10. 

  10. done
    11. 



我已经交换了read phone和now=date行的位置。这是因为我想要在输入电话号码后再获得时间。如果我把它放在循环的首行，那么循环一次后，变量 now 就会在数据存储到文件中后马上获得时间。而这并不好，因为下一次呼叫可能在20分钟后，甚至更晚。




    

  1. [root@localhost ~]# ./note.sh
    2. 

  2. Phone number: 123
    3. 

  3. Name: Jim
    4. 

  4. Issue: Script still not works.
    5. 

  5. Phone number: 777
    6. 

  6. Name: Daniel
    7. 

  7. Issue: I broke my monitor
    8. 

  8. Phone number: ^C
    9. 

  9. [root@localhost ~]# cat data.txt
    10. 

  10. 2015.04.23 21:38:56/123/Jim/Script hanging.
    11. 

  11. 2015.04.23 21:43:50/321/Susane/Mouse was stolen
    12. 

  12. 2015.04.23 21:47:55/123/Jim/Script still not works.
    13. 

  13. 2015.04.23 21:48:16/777/Daniel/I broke my monitor
    14. 

  14. [root@localhost ~]#
    15. 



注意： 要从无限循环中退出，你可以按[Ctrl]+[C]键。Shell会显示^表示 CTRL 键。


使用管道重定向


让我们添加更多功能到我们的“弗兰肯斯坦（Frankenstein）”，我想要脚本在每次呼叫后显示某个统计数据。比如说，我想要查看各个号码呼叫了我几次。对于这个，我们应该cat文件data.txt：




    

  1. [root@localhost ~]# cat data.txt
    2. 

  2. 2015.04.23 21:38:56/123/Jim/Script hanging.
    3. 

  3. 2015.04.23 21:43:50/321/Susane/Mouse was stolen
    4. 

  4. 2015.04.23 21:47:55/123/Jim/Script still not works.
    5. 

  5. 2015.04.23 21:48:16/777/Daniel/I broke my monitor
    6. 

  6. 2015.04.23 22:02:14/123/Jimmy/New script also not working!!!
    7. 

  7. [root@localhost ~]#
    8. 



现在，所有输出我们都可以重定向到cut命令，让cut来把每行切成一块一块（我们使用分隔符“/”），然后打印第二个字段：




    

  1. [root@localhost ~]# cat data.txt | cut -d"/" -f2
    2. 

  2. 123
    3. 

  3. 321
    4. 

  4. 123
    5. 

  5. 777
    6. 

  6. 123
    7. 

  7. [root@localhost ~]#
    8. 



现在，我们可以把这个输出重定向打另外一个命令sort：




    

  1. [root@localhost ~]# cat data.txt | cut -d"/" -f2|sort
    2. 

  2. 123
    3. 

  3. 123
    4. 

  4. 123
    5. 

  5. 321
    6. 

  6. 777
    7. 

  7. [root@localhost ~]#
    8. 



然后只留下唯一的行。要统计唯一条目，只需添加-c键到uniq命令：




    

  1. [root@localhost ~]# cat data.txt | cut -d"/" -f2 | sort | uniq -c
    2. 

  2.     3 123
    3. 

  3.     1 321
    4. 

  4.     1 777
    5. 

  5. [root@localhost ~]#
    6. 



只要把这个添加到我们的循环的最后：




    

  1. #!/bin/bash
    2. 

  2. while true
    3. 

  3. do
    4. 

  4.         read -p "Phone number: " phone
    5. 

  5.         now=`date "+%Y.%m.%d %H:%M:%S"`
    6. 

  6.         read -p "Name: " name
    7. 

  7.         read -p "Issue: " issue
    8. 

  8.         echo "$now/$phone/$name/$issue">>data.txt
    9. 

  9.         echo "===== We got calls from ====="
    10. 

  10.         cat data.txt | cut -d"/" -f2 | sort | uniq -c
    11. 

  11.         echo "--------------------------------"
    12. 

  12. done
    13. 



运行：




    

  1. [root@localhost ~]# ./note.sh
    2. 

  2. Phone number: 454
    3. 

  3. Name: Malini
    4. 

  4. Issue: Windows license expired.
    5. 

  5. ===== We got calls from =====
    6. 

  6.     3 123
    7. 

  7.     1 321
    8. 

  8.     1 454
    9. 

  9.     1 777
    10. 

  10. --------------------------------
    11. 

  11. Phone number: ^C
    12. 



当前场景贯穿了几个熟知的步骤：


    

  • 显示消息
    • 

  • 获取用户输入
    • 

  • 存储值到文件
    • 

  • 处理存储的数据
    • 



但是，如果用户有点责任心，他有时候需要输入数据，有时候需要统计，或者可能要在存储的数据中查找一些东西呢？对于这些事情，我们需要使用switches/cases，并知道怎样来很好地格式化输出。这对于在shell中“画”表格的时候很有用。


原文发布时间为：2015-06-09


本文来自合作伙伴“Linux中国”
				


				
时间： 2024-10-29 03:08:38

		
		


		


	

	
	

		


		
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