EXPECT 语法

Expect 语法

接触Expect是迫不得已。系统管理员在工作中经常会遇到这样的问题，需要实现一个自动交互的工具，这个工具可以自动Telnet或者Ftp到指定的服务器上，成功login之后自动执行一些命令来完成所需的工作。

当然，有很多编程语言可以去解决此类问题，比如用C、Perl、或者Expect。

显然，尽管C是无所不能的，但是解决此类问题还是比较困难，除非你熟悉Telnet或者Ftp协议。

曾经见过别人用C实现了一个简单的Telnet客户端协议的程序，可以在这个程序加入自己的代码来捕获服务端的输出，根据这些输出来发送适当的指令来进行远程控制。

使用Perl一样可以实现这样的功能，然而，Expect做的更出色，而且除支持Unix/Linux平台外，它还支持Windows平台，它就是为系统管理和软件测试方面的自动交互类需求而产生的：

Expect是一个免费的编程工具语言，用来实现自动和交互式任务进行通信，而无需人的干预。

Expect的作者Don Libes在1990年开始编写Expect时对Expect做有如下定义：

Expect是一个用来实现自动交互功能的软件套件(Expect [is a] software suite for automating interactive tools)。

Expect语言是基于Tcl的， 作为一种脚本语言，Tcl具有简单的语法：

cmd arg arg arg

一条Tcl命令由空格分割的单词组成. 其中, 第一个单词是命令名称, 其余的是命令参数 .

$foo

$符号代表变量的值. 在本例中, 变量名称是foo.

[cmd arg]

方括号执行了一个嵌套命令. 例如, 如果你想传递一个命令的结果作为另外一个命令的参数, 那么你使用这个符号 .

\"some stuff\"

双引号把词组标记为命令的一个参数. \"$\"符号和方括号在双引号内仍被解释 .

{some stuff}

大括号也把词组标记为命令的一个参数. 但是, 其他符号在大括号内不被解释.

反斜线符号() 是用来引用特殊符号. 例如：n 代表换行. 反斜线符号也被用来关闭\"$\"符号 , 引号,方括号和大括号的特殊含义 .

最好的学习方法就是边干边学，对于已经熟悉一种编程语言的人来说，用另一种新的语言来写程序解决问题，是很容易的事。所以大概了解一下基本语法后，就一边动手解决问题，一边查手册吧。

关于Tcl和Expect的语法，请参考Unix/Linux 平台任务的自动化相关部分。

例1：下面是一个telnet到指定的远程机器上自动执行命令的Expect脚本，该脚本运行时的输出如下:

# /usr/bin/expect sample_login.exp root 111111

spawn telnet 10.13.32.30 7001

Trying 10.13.32.30...

Connected to 10.13.32.30.

Escape character is '^]'.

accho console login: root

Password:

Last login: Sat Nov 13 17:01:37 on console

Sun Microsystems Inc. SunOS 5.9 May 2004

#

Login Successfully...

# uname -p

sparc

# ifconfig -a

lo0: flags=2001000849 mtu 8232 index 1

inet 127.0.0.1 netmask ff000000

eri0: flags=1000843 mtu 1500 index 2

inet 10.13.22.23 netmask ffffff00 broadcast 10.13.22.255

ether 0:3:ba:4e:4a:aa

# exit

accho console login:

Finished...

下面是该脚本的源代码:

# vi sample_login.exp:

proc do_console_login {login pass} {

set timeout 5

set done 1

set timeout_case 0

while ($done) {

expect {

\"console login:\" { send \"$loginn\" }

\"Password:\" { send \"$passn\" }

\"#\" {

set done 0

send_user \"nnLogin Successfully...nn\"

}

timeout {

switch -- $timeout_case {

0 { send \"n\" }

1 {

send_user \"Send a return...n\"

send \"n\"

}

2 {

puts stderr \"Login time out...n\"

exit 1

}

}

incr timeout_case

}

}

}

}

proc do_exec_cmd {} {

set timeout 5

send \"n\"

expect \"#\"

send \"uname -pn\"

expect \"#\"

send \"ifconfig -an\"

expect \"#\"

send \"exitn\"

expect \"login:\"

send_user \"nnFinished...nn\"

}

if {$argc<2} {

puts stderr \"Usage: $argv0 login passwaord.n \"

exit 1

}

set LOGIN [lindex $argv 0]

set PASS [lindex $argv 1]

spawn telnet 10.13.32.30 7001

do_console_login $LOGIN $PASS

do_exec_cmd

close

exit 0

上面的脚本只是一个示例，实际工作中，只需要重新实现do_exec_cmd函数就可以解决类似问题了。

在例1中，还可以学习到以下Tcl的语法：

1. 命令行参数

$argc，$argv 0，$argv 1 ... $argv n

if {$argc<2} {

puts stderr \"Usage: $argv0 login passwaord.n \"

exit 1

}

2. 输入输出

puts stderr \"Usage: $argv0 login passwaord.n \"

3. 嵌套命令

set LOGIN [lindex $argv 0]

set PASS [lindex $argv 1]

4. 命令调用

spawn telnet 10.13.32.30 7001

5. 函数定义和调用

proc do_console_login {login pass} {

..............

}

6. 变量赋值

set done 1

7. 循环

while ($done) {

................

}

8. 条件分支Switch

switch -- $timeout_case {

0 {

...............

}

1 {

...............

}

2 {

...............

}

}

9. 运算

incr timeout_case

此外，还可以看到 Expect的以下命令：

send

expect

send_user

可以通过-d参数调试Expect脚本：

# /usr/bin/expect -d sample_login.exp root 111111

% set i 1

1

字符串应该用引号括起来：

% set str \"test\"

'test'

要输出一个标量的内容，使用put语句：

% puts $str

test

$用来说明str是一个变量。puts函数在标准输出显示变量的内容。

数组也可以用set语句定义，实际上，tcl中建立数组只是单个建立数组的元素。例如

，

% set arr(1) 0

0

% set arr(2) 1

1

这样就建立了一个两个元素的数组arr。在TCL中，不存在相当于数组边界这样的东西

，例如

% set arr(100) to

to

这时数组中实际只存在arr(1)，arr(2)和arr(100)，这是和C语言不同的地方。用arr

ay size命令可以返回数组的大小：

% array size arr

3

访问数组的方法和访问标两实际是一样的，例如：

% puts $arr(100)

to

可以用同样的方法创建数组。

要使用数组中的所有元素，需要使用一种特殊的便利方式。首先要启动startsearsh:

% array startsearch arr

s-1-arr

这里返回了一个搜索id，你可以把它传递给某个变量，因为以后还要使用它进行进一

步的搜索：

% set my_id [array startsearch arr]

s-1-arr

现在my_id的内容是s-1-arr，然后，就可以搜索arr的内容了：

% array nextelement arr $my_id

whi

这里的array nextelement返回的是什么？可能有点出乎你的意料，是arr数组的下标

，再执行一次array nextelement命令又会找出另外一个下标：

% array nextelement arr $my_id

4

这样遍历下去，可以找出arr数组的所有下标，而知道下标之后，就可以用$arr(4)之

类的方式访问arr的内容了。当遍历完成之后，array nextelement命令将简单地返回：

% array nextelement arr $my_id

%

这时就可以停止遍历过程了，如果你想确认遍历是否完成，可以使用array anymore命

令：

% array anymore arr $my_id

0

返回0说明遍历已经完成。

串处理

TCL中可以进行一般的串处理过程，这可以使用string命令和append命令，append命令

将某个字符串加到另外一个字符串的后面：

% set str1 \"test \"

test

% set str2 \"cook it\"

cook it

% append str1 $str2 \" and other\"

test cook it and other

string命令可以执行字符串的比较，删除和查询，其格式是 string [参数] string1

[string2]

参数可以是下面的命令之一：

compare 按照字典顺序对字符串进行比较，根据相对关系返回-1，0或者+1。

first 返回string2中第一次出现string1的位置，如果失败，返回-1。

last 返回string2中最后一次出现string1的位置，如果失败，返回-1

trim 从string1中删除开头和结尾的出现在string2中的字符

trimleft 从string1中删除开头的出现在string2中的字符。

trimright 从string1中删除结尾的出现在string2中的字符

下面几个用在string中的参数不需要string2变量：

length 返回tring1的长度

tolower 返回将string1全部小写化的串

toupper 返回将string1全部大写化的串

运算

TCL的运算方式比较别扭，它使用expr命令作为计算符号，其用法类似C语言的+=和/=

，例如，

% set j [expr $i/5]

1

注意TCL会自动选择整数或者浮点计算：

% set l [ expr $i /4.0]

1.25

% set l [ expr $i /4]

1

在TCL里面可以使用+ - * /和%作为基本运算符，另外通常还包括一些数学函数，如a

bs，sin，cos，exp和power(乘方)等等。

另外，还有一个起运算符作用的命令incr，它用来对变量加一：

% set i 1

1

% incr i

2

流程控制

tcl支持分支和循环。分支语句可以使用if和switch实现。如

if { $ x < 0 } {

set y 10;

}

注意判断子句也需要使用花括号。

与C语言一样，tcl的if语句也可以使用else和elseif。

switch语句的用法有点类似这样：

语句的和C语言类似，if

switch $x {

0 { set y 10;}

10 { set y 100;}

20 { set y 400;}

}

与C的switch语句不同，每次只有符合分支值的子句才被执行。

循环命令主要由for，foreach和while构成，而且每一个都可以使用break和continue

子句。

for语句的格式有点类似这样：

for { set i 0} {$i < 10} { incr i} {puts $i}

将会输出从1到9的整数。

如果用while循环，这个句子可以写成

while {$i < 10 } {

puts $i;

incr i;

}

foreach是对于集合中的每一个元素执行一次命令，大致的命令格式是

foreach [变量] { 集合 } {

语句；

}

例如

% foreach j { 1 3 5} {

put $j;

}

1

3

5

函数

如同在一般的编程语言里面一样，在tcl里面也可以定义函数，这是通过proc命令实现

的：

proc my_proc {i}{

puts $i;

}

这样就定义了一个名字叫proc的函数，它只是在终端显示输入变元的内容。

要使用这个函数，简单地输入它的名字：

% my_proc { 5 }

5

如果变元的数目是0，只要使用空的变元列表，例如 proc my_proc {} {语句；}

尽管tcl还可以处理更复杂的过程，但是我们不再介绍了，例如文件的读写以及tk图

形

语言，因为我们处理tcl的主要目标就是理解expect，对于更复杂的编程工作，我们建议

你使用perl。

11.1.2 expect

expect是建立在tcl基础上的一个工具，它用来让一些需要交互的任务自动化地完成。

我们首先从一个简单的例子开始，如同在这一节一开始就提到的，我们想设置一个自动

的文件下载程序。

我们看一看这样的一个例子脚本：

#! /usr/bin/expect

spawn ftp 202.199.248.11

expect \"Name\"

send \"ftpr\"

expect \"Password:\"

send \"nothingr\"

expect \"apply\"

send \"cd /pub/UNIX/Linux/remoteXr\"

expect \"successful.\"

send \"binr\"

expect \"set to I\"

send \"get exceed5.zipr\"

expect \"complete.\"

send \"quitr\"

这个是什么意思？呵呵，就是个自动下载程序。第一行说明这个程序应该调用/usr/b

in/expect去执行，然后的就是expect命令。

察看expect的手册页面(man expect)可以得到一个很长的expect说明，可惜其中关于

expect的语法仍然介绍的不够。一般来说，expect主要用在需要自动执行人机交互的过

程中，例如fsck程序，这个程序会不断地提问\"yes/no\"，像这样的命令就可以用expect

来完成。

spawn语句在expect脚本中用于启动一个新的进程，在我们的程序中，spawn ftp 202

.199.248.11就是去执行ftp程序，接下来，就是expect和send的指令对了。

每一对expect和send指令代表一个信息/回应。如果这样说不好理解的话，那么可以看

一看ftp的具体执行过程：

ftp 202.199.248.11

Connected to 202.199.248.11.

220 mail.asnc.edu.cn FTP server (BeroFTPD 1.3.3(3) Sun Feb 20 15:52:49 CST

2000.

Name (202.199.248.11:wanghy):

显然，一旦连接成功，服务器会返回一个Name(202.199.248.11:wanghy):的字符串来

要求客户给出用户名。expect语句简单地在返回信息中查询你给出的字符串，一旦成功

就执行下面的命令，现在，expect \" Name\"已经成功地找到了Name字符串，接下来可以

执行send命令了。

send命令比expect命令更简单，它简单地向标准输入提交你设定的字符串，现在设置

为send \"ftpr\"表示等到登录信息之后就给出一个输入ftp回车，也就是标准的登录过

程。

下面的行与这些行完全一样，只是机械地等待服务器的回应，并且提交自己的输入。

要使用这个expect脚本，你只需要将它设置为可执行的属性，然后执行它，expect就

会执行你需要的服务。

由于expect是tcl的扩展，所以你在expect文件中可以象tcl脚本一样设置变量和程

序

流程。

现在我们看一看我们还能够如何改进我们的expect脚本。ftp命令可能会失败，比如远

端的机器可能会无法提供服务，或者在启动ftp命令时本地机器发生问题。为了处理这一

类的问题，我们可以使用expect的timeout选项来设置超时的话expect脚本自动退出：

#! /usr/bin/expect

spawn ftp 202.199.248.11

expect {

timeout exit

Connect

}

………………

注意这里面使用的花括号。它的含义是使用一组并列表达式。使用并列表达式的主要

原因是这样：如果使用下面的指令对：

expect timeout

exit

那么由于expect脚本是顺序执行的，那么当程序执行到这个expect的时候就会阻塞，

所以程序会一直等待到timeout然后退出。并列表达式则是相当于switch的行为，只要列

出的几项内容有一项得到满足，expect命令就得到满足，于是程序可以正常执行。上面

的脚本表示，如果连接ftp的时候发生了超时，那么就退出，否则，一旦发现Connect应

答，说明服务器已经正常了，那么就可以继续运行了。

我们可以看看用tcl能够对我们的expect脚本提供什么帮助。我们可以设置让expect脚

本不断地连接远端服务器的服务，直到正常建立连接开始，为此，我们可以把建立连接

的命令放在一个循环里面，并且根据回应的不同自动选择重新输入命令还是继续执行：

spawn ftp

while {1} {

expect \"ftp>\"

send \"o 202.199.248.11r\"

expect {

\"Connected\" break

\"refused\" { sleep 10} ;

}

}

这里使用了我们在tcl语言中讲到的while和break命令，熟悉C的读者应该很容易看出

它的行为：不断地等待ftp>提示符，在提示符下面发送连接远端服务器的命令，如果服

务器回应是refused（连接失败），就等待10秒钟，然后开始下一次循环；如果是Conne

cted，那么就跳出循环执行下面的命令。sleep是expect的一个标准命令，表示暂停若干

秒钟。

expect还支持许多更复杂的进程控制方式，如fork，disconnect等等，你可以从手册

页面中得到详细的信息。另外，各种tcl运算符和流程控制命令，包括tcl函数也可以使

用。

有些读者可能会问，如果expect执行的话是否控制台输入不能使用了，答案是否定的

。expect命令运行时，如果某个等待的信息没有得到，那么程序会阻塞在相应的expect

语句处，这时，你在键盘上输入的东西仍然可以正常地传递到程序中去，其实对于那些

expect处理的信息，原则上你输入的内容仍然有效，只是expect的反映太快，总是抢在

你的前面“输入”就是了。知道了这一点之后，你就可能写一个expect脚本，让

expect

自动处理来自fscki的那些恶心的yes/no选项（我们介绍过，这些yes/no其实完全是多余

的，正常情况下你除了选择yes之外什么也干不了）。

缺省下，expect在标准输出（你的终端上）输出所有来自应用程序的回应信息，你可

以用下面的两个命令重定向这些信息：

log_file [文件名]

这个命令让expect在你设置的文件中记录输出信息。必须注意，这个选项并不影响控

制台输出信息，不过如果你通过crond设置expect脚本在半夜运行的话，你就确实可能需

要这个命令来记录各种信息了。例如：

log_file expect.log

log_user 0/1

这个选项设置是否显示输出信息，设置为1时是缺省值，为0 的话，expect将不产生任

何输出信息，或者说简单地过滤掉控制台输出。必须记住，如果你用log_user 0关闭了

控制台输出，那么你同时也就关闭了对记录文件的输出。

这一点很让人困扰，如果你确实想要记录expect的输出却不想让它在控制台上制造垃

圾的话，你可以简单地把expect的输出重定向到/dev/null：

./test.exp > /dev/null

你可以象下面这样使用一对fork和disconnect命令。expect的disconnect命令将使得

相应的进程到后台执行，输入和输出被重定向到/dev/null：

if [fork]!=0 exit

disconnect

fork命令会产生出一个子进程，而且它产生返回值，如果返回的是0，说明这是一个子

进程，如果不为0，那么是父进程。因此，执行了fork命令之后，父进程死亡而子进程被

disconnect命令放到后台执行。注意disconnect命令只能对子进程使用。