shell-bash之九大特性詳解

一、shell是什麼？

Shell 本身是一個用C語言編寫的程式，它是使用者使用Unix/Linux的橋梁，使用者的大部分工作都是通過Shell完成的。Shell既是一種指令語言，又是一種程式設計語言。作為指令語言，它互動式地解釋和執行使用者輸入的指令；作為程式設計語言，它定義了各種變量和參數，并提供了許多在進階語言中才具有的控制結構，包括循環和分支。

如圖shell是一個應用程式，是使用者管理應用程式的一個接口。

GUI：圖形使用者界面

KDE，GNOME，XFCE

CLI：指令行接口

bash, zsh, fishsh, csh, tcsh, ksh

在大多發行版中常用的為bash

三、bash的特性

bash是弱類型的程式設計語言，不嚴格區分資料類型，意味把所有資料統統當作字元串處理；

字元串類型的資料可不加引号； 

引号有三種類型：', ", `

', "：字元引用

': 強引用，其内部的變量不會被替換； 

"：弱引用，其内部的變量會被替換；

`：指令引用

變量引用：${NAME}

擷取目前使用者可用的别名的定義：

定義别名：

生命周期：目前shell程序；

撤消别名：

shell程序會儲存其會話中使用者曾經執行過的指令；指令通過其“曆史檔案”來持久儲存此前執行過的指令；每個使用者都有其自己專用的曆史檔案；

HISTSIZE：shell程序的緩沖區保留的曆史指令的條數；

HISTFILESIZE：指令曆史檔案可儲存的曆史指令的條數；

預設均為1000;       

HISTFILE：目前使用者的指令曆史檔案；

～/.bash_history

檢視指令曆史清單：

指令用法：

history -c：清空指令曆史；

history  -d  OFFSET：删除指定的條目；

-a        将目前緩沖的曆史行追加到曆史檔案中

-n        從曆史檔案中讀取所有未被讀取的行

-r        讀取曆史檔案并将内容追加到曆史清單中

調用指令曆史清單中的指令以重執行之目的：

!#：再一次執行曆史清單中的第#條指令；

!!：再一次執行上一條指令；

!STRING：再一次執行指令曆史清單中最近一個以指定的STRING開頭的指令；

調用上一條指令的最後一個參數：

快捷鍵：ESC, .

Alt+.

!$：給出的字元組合

顯示最近的n條件指令曆史：

history  #

控制指令曆史的記錄方式：

通過HISTCONTROL環境變量進行，其取值：

ignoredups：忽略重複的指令；重複是指連續且相同的令；

ignorespace：以空白字元開頭的指令不記入曆史；

ignoreboth：上述兩者同時生效；

修改變量值的方式：

NAME='VALUE'

Ctrl+a：跳至指令行首；

Ctrl+e：跳至指令行尾；

Ctrl+k：删除光标所在處至尾部的内容；

Ctrl+u：删除行首至光标所在處的内容；

指令補全：

shell程式在接收到使用者執行指令的請求且分析完成之後，最左側字元串将被當作指令去查找；

查找機制：

(1) 查找内部指令；

(2) 查找外部指令：

1、去$PATH變量所指定的各路徑下，自左而右逐個搜尋各目錄下的檔案名；

2、給定的打頭的字元串如果能惟一辨別某指令程式檔案的檔案名，則直接補全；

3、不能惟一辨別，再擊tab可給清單；

4、錯誤：沒有任何指令可被此打頭字元串辨別；

路徑補全：

在給定的起始路徑的上級目錄下，以對應路徑下的打頭字元串來逐一比對上級目标下的每個檔案：

惟一辨別：tab補全；

不能惟一辨別：tab, tab給出清單；

錯誤路徑：沒有響應；

把指令行的給定的特殊符号自動替換為相應字元串的機制；

~: 自動替換為使用者家目錄；

~USERNAME：自動替換為指定使用者的家目錄；

{}：可承載一個以逗号分隔的路徑清單，能夠将其展開為多個獨立路徑；

例如：

/tmp/{a,b,c} /tmp/a /tmp/b /tmp/c

/tmp/{a,b}/z /tmp/a/z /tmp/b/z

指令的正常輸出結果：指令的傳回值；

通過引用來儲存下來或直接調用——”指令引用“

`COMMAND`

$(COMMAND)

指令的執行狀态結果：

成功：0

失敗：1-255

bash用一個特殊變量來儲存最一次執行的指令的狀态結果：

bash中的引用：

''：強引用

""：弱引用

“：指令引用

glob：檔案名通配；快速引用多個檔案；檔案名整體比對度檢測；    

元字元：基于元字元可編寫比對模式(pattern)；

*：比對任意長度的任意字元；

p*,  pa*, *p, *p*a

p*：pa, p

?：比對任意單個字元；

p?, p?a, p??

p??: pa, pad, 

[ ]：比對指定集合内的任意單個字元；

[a-z], [A-Z]：不區分字元大小寫；

[a-z0-9]

[[:upper:]]：所有大寫字母；

[[:lower:]]：所有小寫字母；

[[:digit:]]：所有的數字；

[[:alpha:]]：所有字母；

[[:alnum:]]：所有字母和數字；

[[:space:]]：空白字元；

[[:punct:]]：标點符号；

[^ ]：比對指定集合外的任意單個字元；

[^[:alpha:]]

測試：

1、顯示/etc目錄下，以非字母開頭，後面跟了一個字母及其它任意長度任意字元的檔案或目錄； 

2、複制/etc目錄下，是以n開頭，以非數字結尾的檔案或目錄至/tmp/etc目錄下；

3、顯示/usr/share/man目錄下，所有以man開頭，後跟一個數字結尾的檔案或目錄；

4、複制/etc目錄下，是以p,m,r開頭的，且以.conf結尾的檔案或目錄至/tmp/conf.d目錄下；

程式：指令+資料

資料：檔案、變量；

變量：記憶體空間，有名稱，名稱即為變量名，對應的記憶體空間中的資料即為變量的值；

變量指派：NAME=VALUE

=：指派符号；

把VALUE存儲到NAME指向的記憶體空間中；

程式設計語言：

強類型：嚴格區分變量中的資料類型；

弱類型：不區分變量中存儲的資料類型，統一為字元型；

bash：統統預設為字元型資料；變量無需事先聲明；

變量為什麼有類型？

存儲空間、存儲格式、參與的運算、……

類型不同決定對資料的處理方式不同

變量命名：隻能使用字母、數字和下劃線；而且不能以數字開頭；

變量名：見名知義；不能使用程式保留字，例如if、case、then、fi、esac、for、while、until、break、continue等等；

變量引用：${NAME}, $NAME

變量替換：把變量引用符号出現的位置替換為其指向的記憶體空間中的資料；

bash變量種類：

本地變量：作用域為目前shell程序；不包括其子程序；

環境變量：使用域為目前shell程序及其子程序；

局部變量

作用域：生效範圍，也即可引用到的範圍；

位置參數變量：

特殊變量

本地變量：

變量引用：$NAME, ${NAME}

檢視變量：set

撤銷變量：unset NAME

注意：此處非為變量引用，是以不能使用$；

所有的本地變量在shell程序終止時，會被自動撤銷；

環境變量：

變量聲明和指派：

declare -x  NAME[=VALUE]

export  NAME[=VALUE]

引用方式：

${NAME}, $NAME

注意：bash内嵌了許多環境變量，名稱為全大寫字母，例如UID、HOME、PWD、SHELL, PATH, HISTSIZE等等；

環境變量檢視：

export, declare  -x

env,  printenv

撤銷環境變量：

unset  NAME

隻讀變量：常量

(1) declare  -r  NAME

(2) readonly  NAME

不支援重新指派，也不支援撤銷操作；

程式的資料流有三個：

輸入資料流： <–，标準輸入(stdin)，鍵盤；

輸出資料流：–>，标準輸出(stdout), 顯示器；

錯誤資料流：–>，錯誤輸出(stderr)，顯示器；

fd：file descriptor，檔案描述符；

stdin: 0

stdout: 1

stderr: 2

IO重定向：

輸出重定向：

重定向程式正常執行的結果

COMMAND >  /PATH/TO/SOMEFILE

覆寫重定向：覆寫目标檔案中的原有内容；

COMMAND >> /PATH/TO/SOMEFILE

追加重定向：追加新産生的内容至目标檔案尾部；

shell的一個功能開關：

# set -C

禁止覆寫輸出重定向至已存在的檔案；

注意：此時仍然可以使用“>|”至目标檔案； 

# set +C

關閉上述特性；

錯誤重定向：

重定向錯誤的執行結果；

COMMAND 2>  /PATH/TO/SOMEFILE

錯誤輸出覆寫重定向；

COMMAND 2>> /PATH/TO/SOMEFILE

錯誤輸出追加重定向；

合并标準輸出與錯誤輸出流：

(1) &>, &>>

(2) COMMAND > /PATH/TO/SOMEFILE 2>&1

COMMAND >> /PATH/TO/SOMEFILE 2>&1

特殊輸出目标：/dev/null

位桶：bit bucket

特殊的輸入檔案：/dev/zero

輸入重定向：

COMMAND < /PATH/FROM/SOMEFILE

tr指令：把輸出的資料當中的字元，實作對位轉換，即把資料中的存在于字元集中的字元，統統轉換為字元集2中對應的字元；

tr – translate or delete characters

tr [OPTION]… SET1 [SET2]

(1) tr  SET1  SET2 < /PATH/FROM/SOMEFILE

字元轉換

(2) tr  -d  SET1  < /PATH/FROM/SOMEFILE

COMMAND << ：

Here Document

COMMAND << EOF

COMMAND > /PATH/TO/SOMEFILE << EOF

COMMAND1 | COMMAND2 | COMMAND3 | …

練習1：把/etc/passwd檔案最後三行資訊中所有小寫字元改為大寫後輸出；

練習2：取出/etc/fstab的第6行；

練習3：取出/etc目錄下所有以p開頭的檔案或目錄，隻顯示前5個；

tee指令：

tee – read from standard input and write to standard output and files

tee [OPTION]… [FILE]…

-a：使用追加輸出，而非覆寫；

COMMAND | tee /PATH/TO/SOMEFILE