The Missing Semester of Your CS Education 阅读笔记.

1. The Shell

Shell: 允许你执行程序,输入并获取某种半结构化的输出。

Bash Reference Manual Advanced Bash-Scripting Guide Bash Guide

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kumiko:~$
  • kumiko：主机名
  • ~：当前工作目录
  • $：表示您现在的身份不是 root 用户

1.1. 在程序间创建连接

在 shell 中，程序有两个主要的“流”：输入流和输出流。通常，一个程序的输入输出流都是终端（键盘作为输入，显示器作为输出）；但是，我们也可以重定向这些流。

  • < file & > file: 将程序的输入输出流分别重定向至文件
  • >>：向一个文件追加内容
  • |：将一个程序的输出和另外一个程序的输入连接起来

值得注意的是，|、> 和 < 是通过 shell 执行的，而不是被各个程序单独执行。因此会有以下情况发生

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# error
sudo echo 3 > brightness
An error occurred while redirecting file 'brightness'
open: Permission denied

# ok
echo 3 | sudo tee brightness

1.2. shell 脚本 (bash)

可以使用 shellcheck 定位 shell 脚本中的错误。

在 shell 脚本中使用空格以分割参数：

  • foo=bar：变量 foo 赋值为 bar
  • foo = bar：调用程序 foo 并将 = 和 bar 作为参数

Bash 中的字符串通过 ' 和 " 分隔符来定义：

  • ' 定义的字符串为原义字符串，其中的变量不会被转义
  • " 定义的字符串会将变量值进行替换
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foo=bar

# bar
echo "$foo"

# $foo
echo '$foo'

函数

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mcd () {
  mkdir -p "$1"
  cd "$1"
}
  • $0： 脚本名
  • $1-$9： 脚本的参数列表
  • $@：所有参数
  • $#：参数个数
  • $?：前一个命令的返回值
  • $$：当前脚本的进程识别码
  • !!：完整的上一条命令，包括参数

    当你因为权限不足执行命令失败时，可以使用 sudo !! 再尝试一次

  • $_：上一条命令的最后一个参数
    • 如果你正在使用的是交互式 shell，可以通过按下 Esc 之后键入 . 来获取这个值

命令输出

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# 黄前久美子世界第一！
false || echo "黄前久美子世界第一！"

# nothing
false && echo "黄前久美子世界第一！"

# 黄前久美子世界第一！
false ; echo "黄前久美子世界第一！"
  • 命令通常使用 STDOUT 来返回输出值，使用 STDERR 来返回错误及错误码
  • 返回值 0 表示正常执行，其他所有非 0 的返回值都表示有错误发生
  • 退出码可以搭配 && 和 || 使用，用来进行条件判断，决定是否执行其他程序
  • 程序 true 的返回码永远是 0，false 的返回码永远是 1
  • 同一行的多个命令可以用 ; 分隔

Command/Process Substitution

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# date 会被替换成日期和时间
echo "Starting program at $(date)"

# 显示文件夹 foo 和 bar 中文件的区别
diff <(ls foo) <(ls bar)
  • Command Substitution $(cmd)：执行 cmd，并使用输出结果替换 $(cmd)
  • Porcess Substitution <(cmd)：执行 cmd，将结果输出到一个临时文件中，并将 <(cmd) 替换成临时文件名

比较

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#!/bin/bash

for file in $@; do
    grep foobar $file > /dev/null 2> /dev/null
    # 如果模式没有找到，则grep退出状态为 1
    # 我们将标准输出流和标准错误流重定向到Null，因为我们并不关心这些信息
    if [[ $? -ne 0 ]]; then
        echo "File $file does not have any foobar, adding one"
        echo "# foobar" >> "$file"
    fi
done
  • 在 bash 中进行比较时，尽量使用双方括号 [[ ]] 而不是单方括号 [ ]，这样会降低犯错的几率，尽管这样并不能兼容 sh
  • 可通过 man test 查看 Bash 中的 test 手册，下面给出常见的比较操作说明：

    • 布尔运算

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      ( expression )      # 返回表达式值，输入注意括号前反斜杆
exp1 -a exp2        # 与
exp1 -o exp2        # 或
! expression        # 非

    • 字符串判断

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      -n str1             # 字符串不为空(长度不为零)，等同于 str1
-z str1             # 字符串为空(长度等于零)
str1 = str2         # 相等
str1 != str2        # 不等

    • 整型比较

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      num1 -eq num2       # == 
num1 -ne num2       # !=
num1 -lt num2       # <
num1 -le num2       # <=
num1 -gt num2       # >
num1 -ge num2       # >=

    • 文件判断

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      -e file             # file exists
-d file             # file exists and is a directory
-f file             # file exists and is a regular file
-h file             # file exists and is a symbolic link
-L file             # same as -h file
-S file             # file exists and is a socket

file1 -ef file2     # file1 and file2 have the same device and inode numbers
file1 -nt file2     # file1 is newer(modification date) than file2
file1 -ot file2     # file1 is older than file2

通配(globbing)

  • 通配符

    • ? 匹配一个字符
    • * 匹配任意个字符

  • 花括号 {}：当你有一系列的指令，其中包含一段公共子串时，可以用花括号来自动展开这些命令

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    convert image.{png,jpg}
# 会展开为
convert image.png image.jpg

1.3. Shell 工具

查看命令如何使用

  • 命令行输入

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    cmd_name -h
cmd_name --help
man cmd_name

  • man 获得的使用手册太过详实，推荐使用 TLDR pages

查找文件

locate vs find

查找文件内容

查找 shell 历史命令

  • history 命令允许您以程序员的方式来访问 shell 中输入的历史命令
  • 可以使用 Ctrl+R 对命令历史记录进行回溯搜索
  • 输入命令时，如果您在命令的开头加上一个空格，它就不会被加进 shell 记录中。当你输入包含密码或是其他敏感信息的命令时会用到这一特性。如果你不小心忘了在前面加空格，可以通过编辑 bash_history 或 .zhistory 来手动地从历史记录中移除那一项

目录切换

  • 使用 fasd 可以查找最常用和/或最近使用的文件和目录
  • 也可以使用 autojump