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命令行之巅：Linux Shell编程的至高艺术（中）

news 来源：原创 2025/5/14 19:59:25

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前言
一、输入/输出及重定向命令
- 1.1 输入/输出命令
- - 1.1.1 read命令
  - 1.1.2 echo命令
- 1.2 输入/输出重定向
- 1.3 重定向深入讲解
- 1.4 Here Document
- - 1.4.1 /dev/null 文件
二、shell特殊字符和命令语法
- 2.1 引号
- - 2.1.1 双引号
  - 2.1.2 单引号
  - 2.1.3 倒引号
- 2.2 注释、管道线和后台命令
- 2.3 命令执行操作符
- 2.4 复合命令
三、shell脚本调试
- 3.1 解决环境设置问题
- 3.2 解决脚本错误
四、文件包含

前言

在Shell编程中，重定向和特殊字符是非常重要的概念。它们允许我们控制输入和输出，并使我们能够构建复杂的脚本和命令。通过重定向和特殊字符，我们可以将命令的输出保存到文件中，从文件中读取输入，以及将多个命令连接在一起执行。这些功能极大地增强了Shell编程的灵活性和实用性。

重定向是将命令的输入或输出从默认位置改变到指定的位置的过程。在命令行中，我们可以使用特殊字符来指定要进行重定向的位置。例如，使用>字符将命令的输出重定向到文件中。这使得我们可以将命令的结果保存到文件中，而不是在终端上显示出来。类似地，使用<字符可以将文件中的内容重定向为命令的输入。这使得我们可以从文件中读取数据，而不是手动输入。此外，还可以使用>>字符将输出追加到文件中，而不是覆盖原有内容。

本篇文章将会讲解重定向以及一些特殊字符与命令。

一、输入/输出及重定向命令

1.1 输入/输出命令

1.1.1 read命令

利用read命令从键盘上读取数据，然后赋给指定的变量。

一般格式： read [-u fd] [-n nchars] [name1 name2…]

变量个数M与输入数据N个数之间的关系：

例：（判断闰年与平年）

#!/bin/bash
#determing if a year is a leap year
echo  "Input a year number"                         #提示输入一个年号
read  year                                                     #读取输入的年号
let  "leap=year%4==0&&year%100!=0||year%400==0"     #计算给定年号是闰年吗？
if [ $leap –eq 0 ]                                            #若leap等于0，则不是闰年
then  echo  "$year is not a leap year. "         #输出不是闰年信息
else  echo  " $year is a leap year. "              #否则，输出闰年信息
fi

1.1.2 echo命令

显示其后的变量值或者直接显示它后面的字符串。

一般格式： echo [-neE] [arg…]

-e 选项代表不换行

$ echo  -e  "Enter  the  file  name  ->\c" 
Enter  the  file  name  ->$ ▌

这种形式与带“-n”选项的命令行功能相同：

-n 选项代表解释转义符

$ echo  -n  "Enter  the  file  name  ->"
Enter  the  file  name  ->$ ▌

1.2 输入/输出重定向

1．输入重定向符

一般形式是：命令 < 文件名

让命令（或可执行程序）从指定文件中取得输入数据。例如：

\$ score < file1

注意：

$ wc -l zhangyu
2 zhangyu
$ wc -l < zhangyu
2

上面两个例子的结果不同：第一个例子，会输出文件名；第二个不会，因为它仅仅知道从标准输入读取内容。

2．输出重定向符

一般形式是：命令 > 文件名

把命令（或可执行程序）执行的结果输出到指定的文件。例如：

\$ who > abc

3．输出附加定向符

一般形式是： 命令>>文件名

把命令（或可执行程序）的输出附加到指定文件的后面，而该文件原有内容不被破坏。例如：

$ date>> file2

注意：需要注意的是文件描述符 0 通常是标准输入（STDIN），1 是标准输出（STDOUT），2 是标准错误输出（STDERR）。

1.3 重定向深入讲解

一般情况下，每个 Unix/Linux 命令运行时都会打开三个文件：

标准输入文件(stdin)：stdin的文件描述符为0，Unix程序默认从stdin读取数据。
标准输出文件(stdout)：stdout 的文件描述符为1，Unix程序默认向stdout输出数据。
标准错误文件(stderr)：stderr的文件描述符为2，Unix程序会向stderr流中写入错误信息。

command1 < infile > outfile

默认情况下，command > file 将 stdout 重定向到 file，command < file 将stdin 重定向到 file。

1.4 Here Document

Here Document 是 Shell 中的一种特殊的重定向方式，用来将输入重定向到一个交互式 Shell 脚本或程序。

command << delimiter  document  
delimiter

它的作用是将两个 delimiter 之间的内容(document) 作为输入传递给 command。

注意：

结尾的delimiter 一定要顶格写，前面不能有任何字符，后面也不能有任何字符，包括空格和 tab 缩进。

开始的delimiter前后的空格会被忽略掉。

例

wc -l << EOF  欢迎来到  章鱼大数据  www.ipieuvre.com  
EOF

1.4.1 /dev/null 文件

如果希望执行某个命令，但又不希望在屏幕上显示输出结果，那么可以将输出重定向到 /dev/null：

command > /dev/null

/dev/null 是一个特殊的文件，写入到它的内容都会被丢弃；如果尝试从该文件读取内容，那么什么也读不到。但是 /dev/null 文件非常有用，将命令的输出重定向到它，会起到"禁止输出"的效果。

如果希望屏蔽 stdout 和 stderr，可以这样写：

command > /dev/null 2>&1  
sudo apt-get update  > /dev/null 2>&1

二、shell特殊字符和命令语法

2.1 引号

2.1.1 双引号

由双引号括起来的字符（除$、倒引号（`）和转义字符（\）外）均作为普通字符对待。

$ cat  exam9
echo  "current  directory  is  ` pwd ` "      #倒引号表示命令替换
echo  "home  directory  is  $HOME"       #以HOME的值代替$HOME
echo  "file*.?"                                          #其中的字符都作为普通字符出现
echo  "directory  '$HOME ' "                   #单引号仍作为普通字符出现
echo  "Filename  is  No\$\* "                   #其中有转义字符
$ exam9
current  directory  is  /home/ciee/dir1
home  directory  is  /home/ciee
file*.?
directory  '/home/ciee'
Filename  is No$\*

2.1.2 单引号

由单引号括起来的所有字符都作为普通字符出现。例如：

$ str=' echo  "directory  is  $HOME" '
$ echo  $str
echo  "directory  is  $HOME "

2.1.3 倒引号

用倒引号括起来的字符串被shell解释为命令行。

可以将一个命令的执行结果赋给变量，即命令替换。

一般形式是：变量名=`命令表` 例如：dir=`pwd`

另一种形式是：变量名=$(命令表) 例如：dir=$(pwd)

$ users=` who | wc -l `
$ echo  The  number  of  users  is  $users
The  number  of  users  is  3
$ Nuser=`echo  The  number  of  users  is  \` who | wc -l \` `
$ echo  $Nuser
The  number  of  users  is  3

2.2 注释、管道线和后台命令

1．注释

shell程序中以“#”开头的正文行表示注释。
#! /bin/bash 说明该脚本是用Bourne Again shell编写的，应该调用相应的解释程序予以执行。

2．管道线

$ ls -l $HOME | wc –l

执行时，前一个命令的输出正好是下一个命令的输入。

$ ls | grep m?.c | wc –l

3．后台命令

$ gcc m1.c m2.c -o prog&

$

后台进程的调度优先级都低于前台进程的优先级。

2.3 命令执行操作符

1．顺序执行

各条命令之间以分号（；）隔开，从左到右依次执行。例如：

\$ pwd ; who | wc -l ; cd /home/bin

2．逻辑与

一般形式：命令1 && 命令2

先执行命令1，如果成功，才执行命令2；否则，不执行命令2。例如：

\$ cp ex1 ex10 && rm ex1

3．逻辑或

一般形式：命令1 || 命令2

先执行命令1，如果不成功，则执行命令2；否则，不执行命令2。例如：

$ cat abc || pwd

用&&或||可以把多个命令联系起来

2.4 复合命令

1．{ }形式

以{ }括起来的全部命令可视为语法上的一条命令，出现在管道符的一边。成组命令的执行顺序是根据命令出现的先后次序，由左至右执行。

$ { echo “User Report for date.”;who; }

应注意，左括号“{”后面应有一个空格；右括号“}”之前应有一个分号（;）。

花括号也可以包含若干单独占一行的命令，例如：

{  echo  "Report  of  users  for  ` date ` . "
echo
echo  "There  are  ` who | wc -l `  users  logged  in. "
echo
who | sort ; }

2．( )形式

(echo  "Current  directory  is  ` pwd ` . "
cd  /home/cieeqc ;  ls -l ;
cp  m1  em1 && rm  m1
cat  em1)

二者执行过程相同，但存在重要区别：{ }成组命令只在本shell内执行命令表，不产生新的进程；而（）成组命令在新的子shell内执行，要建立新的子进程。

$ a="current  value "
$ echo  $a
current  value
$ ( a="new  value-1 " ;  echo  $a )
new  value-1                                                 #（子shell内部a的值）
$ echo  $a
current  value                                              # （与前者不同，这是外部a的值）
$ {  a="new  value-2 " ; echo  $a ;  }
new  value-2                                                #（a的新值）
$ echo  $a
new  value-2                                                #（同一进程，a的值也相同）
$ pwd
/home/ciee /dir1
$ (cd  /bin ;  pwd )                                        #（在子shell中将工作目录改为/bin）
/bin
$ pwd
/home/ciee /dir1                                     #（仍是原来的目录，不受上面命令影响）
$ {  cd  /bin ;  pwd ;  }
/bin
$ pwd
/bin                                                              #（同一进程，前后关联）

三、shell脚本调试

3.1 解决环境设置问题

环境设置不对通常包括以下情况：

① 不能直接在其他shell下运行bash脚本。解决的办法是在脚本的第一行写上：#!/bin/bash。

② 在PATH环境变量中没有包括“.”（当前目录）。解决办法是设置PATH：PATH=$PATH:.

③ 脚本文件与已存在命令的名字相同。

3.2 解决脚本错误

基本的错误类型有两种：语法错误和逻辑错误。

语法错误是编写程序时违反了所用编程语言的规则而造成的。
逻辑错误通常是由于程序的逻辑关系存在问题。对此类问题需要进行程序调试。

调试技巧——设置x标志：

使用set -x命令：设置x标志后，执行下面命令前先显示该行的内容。
使用bash –x命令：在启动shell时，将它设置成跟踪模式。

四、文件包含

Shell和其他语言一样，Shell 也可以包含外部脚本。这样可以很方便的封装一些公用的代码作为一个独立的文件。

Shell 文件包含的语法格式如下：

. filename   # 注意点号(.)和文件名中间有一空格  #或  source filename