4. shell脚本

• shell启动后—->>进程：使用PID号进行区分，（在系统中，一个进程只认为自己存在）
• 父shell与子shell相互独立（父子shell之间环境相互独立）
• cat /etc/shells/：查看当前系统所支持的shell程序

4.1bash特性：

4.1.1命令历史：.bash_history

• history：

  • -d：删除历史命令（history -d 第几行(开始) [连续几行]
  • -c：清空当前内存的命令历史
  • -w：将命令历史保存到某个文件中

  • 使用技巧：

    • !n：执行命令历史中的第n行命令
    • !-n：执行命令历史中的倒数第n行命令
    • !word：执行命令历史中最近一次的Word命令
    • !!：执行上一条命令

    • !$：引用运行的这个命令的之前所用过的最后一个参数

             ESC键（按完松开）. 键（按完松开）

4.1.2 管道，IO重定向：|

• 计算机体系结构：
  • 控制器：CPU
  • 运算器：CPU
  • 存储器：RAM：内存
  • 输入设备：（input）：键盘、鼠标
  • 输出设备：（output）：屏幕、打印机
• 计算机总线：
  • 地址总线：负责内存寻址
  • 数据总线：负责传输数据
  • 控制总线：负责控制指令
• 寄存器：CPU中内部临时存储空间
• I/O设备：负责计算机内部存储设备和外部存储设备（硬盘、光盘）
• 程序：指令+数据
  • 指令：有程序提供，负责加工数据
  • 数据：系统中数据可以有多个数据来源，比如来自变量、文件、输入设备
• 标准输入输出设备：
  • 标准输入设备：键盘（stdin），文件描述符：0
  • 标准输出设备：显示器（stdout），文件描述符：1
  • 标准错误输出设备：显示器（stderr），文件描述符：2
• 三种数据流：
  • 标准输入数据流 / 标准输出数据流 / 标准错误输出流
• 当在Linux中打开一个文件时，内核会反复调用，对于文件标识就很重要，用文件描述符来标识文件，文件加载完用数字标识 ：fd（file descriptor）

IO重定向：把默认输入输出来源，重新定向到其他的文件或设备：

• 输出重定向：

  • ：覆盖输出重定向

  • ：追加输出重定向

  • 2>：错误覆盖输出重定向
  • 2>>：错误追加输出重定向
  • &>：混合覆盖输出重定向
  • &>>：混合追加输出重定向
• 输入重定向：
  • <：输入重定向
• |（管道）：连接多条命令，把前一条命令的输出结果作为后一条命令的输入条件
  • 格式：command1 | command2 | command3 | …..
  • 思路：北京 、河北保定、河北大学、 找 2018级 计算机系 3班 张三 （组合小程序，完成实现大功能）
  • tr命令：实现字符转换：tr ’a-z‘ ’A-Z‘
  • tee命令：把数据重定向到给定文件和屏幕上
  • 管道使用例子：cat /etc/passwd | tr ‘a-z’ ‘A-Z’

4.1.2扩展—— 重定向的具体讲解

1.文件描述符

• linux文件描述符：可以理解为linux跟踪打开文件，而分配的一个数字，这个数字有点类似c语言操作文件时候的句柄，通过句柄就可以实现文件的读写操作。
• 三个默认的文件描述符
  • 标准输入：standard input 0 （默认设备键盘）
  • 标准输出：standard output 1（默认设备显示器）
  • 错误输出：error output 2 （默认设备显示器）
• 注意：

（1）以后再打开文件，描述符可以依次增加
（2）一条shell命令，都会继承其父进程的文件描述符，因此所有的shell命令，都会默认有三个文件描述符。

（3） 文件所有输入输出都是由该进程所有打开的文件描述符控制的。（Linux一切皆文件，就连键盘显示器设备都是文件，因此他们的输入输出也是由文件描述符控制）

（4） 一条命令执行以前先会按照默认的情况进行绑定（也就是上面所说的 0,1,2），如果我们有时候需要让输出不显示在显示器上，而是输出到文件或者其他设备，那我们就需要重定向。

（5）下面的学习注意理解重定向的含义。将标准的重定向到自定义的。

2.重定向

• 输入重定向 ：<、 <<
• 输出重定向 ：>、 >>
• 注意：此处涉及到shell的解析原理，仅做简单介绍
  • bash 在执行一条指令的时候，首先会检查命令中存不存在重定向的符号，如果存在那么首先将文件描述符重定向（之前说过了，输入输出操作都是依赖文件描述符实现的，重定向输入输出本质上就是重定向文件描述符），然后再把重定向去掉，执行指令
  • 如果指令中存在多个重定向，那么不要随便改变顺序，因为重定向是从左向右解析的，改变顺序可能会带来完全不同的结果
  • < 是对标准输入 0 重定向 ，> 是对标准输出 1 重定向
  • 再强调一下， 重定向就是针对文件描述符的操作

3.输入重定向

• 格式： [n]< file：n是文件描述符。[]与<之间没有空格
• 说明：将文件描述符 n 重定向到 word 指代的文件（以只读方式打开），如果n省略就是0（标准输入、键盘）

• 解释：解析器解析到 “<” 以后会先处理重定向，将标准输入重定向到file，之后cat再从标准输入读取指令的时候，由于标准输入已经重定向到了file ，于是cat就从file中读取指令了。第二张图片，先定义了重定向，然后读cat文件

4.输出重定向

• 格式： [n]> file
• 说明： 将文件描述符 n 重定向到word 指代的文件（以写的方式打开），如果n 省略则默认就是 1（标准输出）

• 第二张图同样是 先进行重定向，然后使用echo命令

5.标准输出与标准错误输出重定向

• 格式： &> word 、>& word
• 说明：将标准输出与标准错误输出都定向到word代表的文件（以写的方式打开），两种格式意义完全相同，这种格式完全等价于 > word 2>&1 (2>&1 是将标准错误输出复制到标准输出，&是为了区分文件1和文件描述符1的)

• 解释：我们首先执行了一个错误的命令，可以看到错误提示被写入文件（正常情况下是会直接输出的），我们又执行了一条正确的指令，发现结果也输入到了文件，说明正确错误消息都能输出到文件。（&>是混合错误输出重定向）

6.文件描述符的复制

• 格式： [n]<&[m]、[n]>&[m] (这里的所有字符之间不能有空格)
• 说明：
  • 这里两个都是将文件描述符 n 复制到 m ，两者的区别是，前者是以只读的形式打开，后者是以写的形式打开
  • 这里的& 目的是为了区分数字名字的文件和文件描述符，如果没有& 系统会认为是将文件描述符重定向到了一个数字作为文件名的文件，而不是一个文件描述符
• 一定要注意：重定向符号不能随意换位置
  • cmd > file 2>&1
  • cmd 2>&1 >file
  • 第二句的意思是，先将标准错误输出重定向到1（显示器），然后将标准输出重定向到file，与第一句不同
  • 

7. exec 绑定重定向

• 格式：exec [n]< file/[n]、exec > file/[n]
• 注意：
  • 格式： exec [n]<>file
  • 说明：以读写方式打开file指代的文件，并将n重定向到该文件。如果n不指定的话，默认为标准输入。
  • exec仅仅对随后的一条重定向指令有效，第二条向后就失效了

8.HERE文件

• 格式：<<[-]EOF，
• 说明：指定shell从当前输入源中读入行直至遇到仅包含EOF的一行（EOF后面也不能有空白符），然后所有读入的内容（不包括最后一行）作为标准输入传递给指令。‘-‘的作用是将每一行前面的tab去除后再读入。需要注意的是这个EOF不会进行任何扩展，但是如果EOF中没有字符没引号扩起来，那么here-document中的内容可以进行参数扩展、指令替换以及算术扩展（parameterexpansion, command substitution, and arithmeticexpansion）；只要有任一字符被引号扩起来，delimiter仍是将去除引号的EOF，但是输入行不会进行任何扩展。
• 示例：

  $ cat <<EOF
  > $(pwd)     # 指令替换
  > `pwd`      # 指令替换的第2种形式
  > $HOME      # 参数扩展
  > $((4+5))   # 算数扩展
  > EOF
  /home/leo        //此处开始扩展
  /home/leo
  /home/leo
  9
  $ cat <<"EOF"
  > $(ls)
  > `pwd`
  > $HOME
  > $((4+5))
  > EOF
  $(ls)              //因为EOF有双引号，所以不会被扩展
  `pwd`
  $HOME
  $((4+5))
  

9.HERE字符串

• 格式：<<<word
• 说明：将扩展后的word作为标准输入传递给指令。
  • 举例：使用这个功能可以将指令
    echo ‘something’ |command
    通过下面这种方式来实现
    command <<<’something’

4.1.3 命令别名：（使用alias定义的别名只在当前shell中生效）

• alias： alias ll=‘ls -l’（等号后不能有空格，等号后用英文单引号、双引号引起来）
• unalias：unalias 命令别名

4.1.4 命令行编辑

• Ctrl+a：光标快速跳转到命令行行首
• Ctrl+e：光标快速跳转到命令行行尾
• Ctrl+u：快速删除光标位置到命令行行首的字符
• Ctrl+k：快速删除光标位置到命令行行尾的字符
• Ctrl+l ：清屏（clear）

4.1.5 命令行展开

• 命令补齐：在path变量中搜索命令并补齐（不能补齐选项）
• 路径和文件补齐：在系统路径中查找
• 命令替换：（常用在编程中）
  • 将命令中的子命令替换成子命令执行结果的过程：$(command)、commamd(两边是反撇号)
  • " "（双引号）：弱引用（可是实现变量的替换，把变量名替换为变量值）
  • ``（反撇号）：命令引用
  • ‘’（单引号） ：强引用，不会替换

　4.1.6 命令行通配

• • ：匹配任意长度的任意字符
• ?：匹配任意单个字符
• []：匹配指定范围内的任意字符：[ab][a-z][A-Z][0-9][a-zA-Z][a-zA-Z0-9 ]
• [^]：匹配指定范围外的任意字符
• [:space:]：代表空格
• [:punct:]：表示所有标点字符
• [:lower:]：表示所有小写字母
• [:upper:]：表示所有大写字母
• [:alpha:]：表示所有字母（包括大小写）
• [:digit:]：表示所有数字
• [:alnum:]：表示所有数字和大小写字母

4.1.7 变量

4.1.8 编程