【轉】shell十三問，爲linux學習打基礎（下）

本文整理並轉自CU上的帖子[學習共享] shell 十三問?，此貼是2003年發表的，但倒是至關不錯的linux基礎知識聚集貼，原帖主使用的臺灣風格，本文加以簡體化和整理。

第11問：> 與 < 差在哪？

11.1

談到I/O redirection，不妨先讓咱們認識一下File Descriptor（FD）。程序的運算，在大部份狀況下都是進行數據（data）的處理，這些數據從哪讀進？又，送出到哪裏呢？這就是File descriptor（FD）的功用了。

在shell程序中，最常使用的FD大概有三個，分別爲：

• 0: Standard Input（STDIN）

• 1: Standard Output（STDOUT）

• 2: Standard Error Output（STDERR）

在標準狀況下，這些FD分別跟以下設備（device）關聯：

• stdin（0）：keyboard

• stdout（1）：monitor

• stderr（2）：monitor

咱們能夠用以下下命令測試一下：

$ mail -s test root
this is a test mail.
please skip.
^d（同時按crtl跟d鍵）

很明顯，mail程序所讀進的數據，就是從stdin也就是keyboard讀進的。不過，不見得每一個程序的stdin都跟mail同樣從keyboard讀進，由於程序做者能夠從檔案參數讀進stdin，如：

$ cat /etc/passwd

但，要是cat以後沒有檔案參數則又如何呢？哦，請您本身玩玩看囉….^_^

$ cat

（請留意數據輸出到哪裏去了，最後別忘了按^d離開…）至於stdout與stderr，嗯…等我有空再續吧…^_^ 仍是，有哪位前輩要來玩接龍呢？

11.2

沿文再續，書接上一回…^_^ 相信，通過上一個練習後，你對stdin與stdout應該不難理解吧？而後，讓咱們繼續看stderr好了。

事實上，stderr沒甚麼難理解的：說穿了就是「錯誤信息」要往哪邊送而已…比方說，若讀進的檔案參數是不存在的，那咱們在monitor上就看到了：

$ ls no.such.file
ls: no.such.file: No such file or directory

若，一個命令同時產生stdout與stderr呢？那還不簡單，都送到monitor來就行了：

$ touch my.file
$ ls my.file no.such.file
ls: no.such.file: No such file or directory
my.file

okay，至此，關於FD及其名稱、還有相關聯的設備，相信你已經沒問題了吧？那好，接下來讓咱們看看如何改變這些FD的預設數據信道，咱們可用<來改變讀進的數據信道（stdin），使之從指定的檔案讀進。咱們可用>來改變送出的數據信道（stdout，stderr），使之輸出到指定的檔案。比方說：

$ cat < my.file

就是從my.file讀進數據

$ mail -s test root < /etc/passwd

則是從/etc/passwd讀進…

這樣一來，stdin將再也不是從keyboard讀進，而是從檔案讀進了…嚴格來講，<符號以前須要指定一個FD的（之間不能有空白），但由於0是<的預設值，所以<與0<是同樣的!okay，這個好理解吧？

那，要是用兩個<<又是啥呢？這是所謂的HERE Document，它可讓咱們輸入一段文本，直到讀到<<後指定的字串。比方說：

$ cat <<FINISH
first line here
second line there
third line nowhere
FINISH

這樣的話，cat會讀進3行句子，而無需從keyboard讀進數據且要等^d結束輸入。至於>又如何呢？且聽下回分解...

11.3

okay，又到講古時間~~~當你搞懂了0<原來就是改變stdin的數據輸入信道以後，相信要理解以下兩個redirection就不難了：1> 2> 。前者是改變stdout的數據輸出信道，後者是改變stderr的數據輸出信道。二者都是將本來要送出到monitor的數據轉向輸出到指定檔案去。

因爲1是>的預設值，所以，1>與>是相同的，都是改變stdout。用上次的ls例子來講明一下好了：

$ ls my.file no.such.file 1>file.out
ls: no.such.file: No such file or directory

這樣monitor就只剩下stderr而已。由於stdout給寫進file.out去了。

$ ls my.file no.such.file 2>file.err
my.file

這樣monitor就只剩下stdout，由於stderr寫進了file.err。

$ ls my.file no.such.file 1>file.out 2>file.err

這樣monitor就啥也沒有，由於stdout與stderr都給轉到檔案去了…

呵~~~看來要理解>一點也不難啦﹗是不？沒騙你吧？^_^ 不過，有些地方仍是要注意一下的。
首先，是同時寫入的問題。比方以下這個例子：

$ ls my.file no.such.file 1>file.both 2>file.both

假如stdout（1）與stderr（2）都同時在寫入file.both的話，則是採起「覆蓋」方式：後來寫入的覆蓋前面的。讓咱們假設一個stdout與stderr同時寫入file.out的情形好了：

• 首先stdout寫入10個字元

• 而後stderr寫入6個字元

那麼，這時候本來stdout輸出的10個字元就被stderr覆蓋掉了。那，如何解決呢？所謂山不轉路轉、路不轉人轉嘛，咱們能夠換一個思惟：將stderr導進stdout或將stdout導進sterr，而不是你們在搶同一份檔案，不就好了﹗bingo﹗就是這樣啦：

• 2>&1就是將stderr並進stdout做輸出

• 1>&2或>&2就是將stdout並進stderr做輸出

因而，前面的錯誤操做能夠改成：

$ ls my.file no.such.file 1>file.both 2>&1
或
$ ls my.file no.such.file 2>file.both >&2

這樣，不就皆大歡喜了嗎？呵~~~ ^_^ 不過，光解決了同時寫入的問題還不夠，咱們還有其餘技巧須要瞭解的。故事還沒結束，別走開﹗廣告後，咱們再回來…﹗

11.4

okay，此次不講I/O Redirction，講佛吧…（有沒搞錯？﹗網中人是否頭殼燒壞了？…）嘻~~~ ^_^

學佛的最高境界，就是「四大皆空」。至因而空哪四大塊？我也不知，由於我還沒到那境界…但這個「空」字，卻很是值得咱們返復把玩的：---色便是空、空便是色﹗好了，施主要是可以領會「空」的禪意，那離修成正果不遠矣~~~

在Linux檔案系統裏，有個設備檔位於/dev/null。許多人都問過我那是甚麼玩意兒？我跟你說好了：那就是「空」啦﹗沒錯﹗空空如也的空就是null了….請問施主是否突然有所頓誤了呢？然則恭喜了~~~ ^_^ 這個null在I/O Redirection中可有用得很呢：

• 若將FD1跟FD2轉到/dev/null去，就可將stdout與stderr弄不見掉。

• 若將FD0接到/dev/null來，那就是讀進nothing。

比方說，當咱們在執行一個程序時，畫面會同時送出stdout跟stderr，
假如你不想看到stderr（也不想存到檔案去），那能夠：

$ ls my.file no.such.file 2>/dev/null
my.file

若要相反：只想看到stderr呢？還不簡單﹗將stdout弄到null就行：

$ ls my.file no.such.file >/dev/null
ls: no.such.file: No such file or directory

那接下來，假如單純只跑程序，不想看到任何輸出結果呢？哦，這裏留了一手上次節目沒講的法子，專門贈予有緣人﹗…^_^ 除了用>/dev/null 2>&1以外，你還能夠如此：

$ ls my.file no.such.file &>/dev/null

（提示：將&>換成>&也行啦~~！）

okay？講完佛，接下來，再讓咱們看看以下狀況：

$ echo "1" > file.out
$ cat file.out
1
$ echo "2" > file.out
$ cat file.out
2

看來，咱們在重導stdout或stderr進一份檔案時，彷佛永遠只得到最後一次導入的結果。那，以前的內容呢？呵~~~要解決這個問提很簡單啦，將>換成>>就好：

$ echo "3" >> file.out
$ cat file.out
2
3

如此一來，被重導的目標檔案以內容並不會失去，而新的內容則一直增長在最後面去。easy？呵…^_^

但，只要你再一次用回單一的>來重導的話，那麼，舊的內容仍是會被「洗」掉的﹗這時，你要如何避免呢？----備份﹗yes，我聽到了﹗不過….還有更好的嗎？既然與施主這麼有緣份，老納就送你一個錦囊妙法吧：

$ set -o noclobber
$ echo "4" > file.out
-bash: file: cannot overwrite existing file

那，要如何取消這個「限制」呢？哦，將set -o換成set +o就行：

$ set +o noclobber
$ echo "5" > file.out
$ cat file.out
5

再問：那…有辦法不取消而又「臨時」蓋寫目標檔案嗎？哦，佛曰：不可告也﹗啊~開玩笑的、開玩笑的啦~ ^_^唉，早就料到人心是不足的了﹗

$ set -o noclobber
$ echo "6" >| file.out
$ cat file.out
6

留意到沒有：在>後面再加個「|」就好（注意：>與|之間不能有空白哦）… 呼…（深呼吸吐納一下吧）~~~ ^_^再來還有一個難題要你去參透的呢：

$ echo "some text here" > file
$ cat < file
some text here
$ cat < file > file.bak
$ cat < file.bak
some text here
$ cat < file > file
$ cat < file

嗯？！注意到沒有？！！----怎麼最後那個cat命令看到的file竟是空的？﹗why？why？why？同窗們：下節課不要遲到囉~~~！

11.5

噹噹噹~上課囉~ ^_^
前面提到：$ cat < file > file 以後本來有內容的檔案結果卻被洗掉了﹗要理解這一現像其實不難，這只是priority的問題而已：

在IO Redirection中，stdout與stderr的管道會先準備好，纔會從stdin讀進數據。也就是說，在上例中，> file會先將file清空，而後纔讀進< file，但這時候檔案已經被清空了，所以就變成讀不進任何數據了…哦~原來如此~~ ^_^

那…以下兩例又如何呢？

$ cat <> file
$ cat < file >> file

嗯…同窗們，這兩個答案就當練習題囉，下節課以前請交做業﹗好了，I/O Redirection也快講完了，sorry，由於我也只知道這麼多而已啦~嘻 ^_^ 不過，還有同樣東東是必定要講的，各位觀衆（請自行配樂~！#@！$%）：----就是pipe line也！

談到pipe line，我相信很多人都不會陌生：咱們在不少command line上常看到的「|」符號就是pipe line了。不過，究竟pipe line是甚麼東東呢？別急別急…先查一下英漢字典，看看pipe是甚麼意思？沒錯﹗它就是「水管」的意思…那麼，你能想像一下水管是怎麼一根接着一根的嗎？又，每根水管之間的input跟output又如何呢？嗯？？靈光一閃：原來pipe line的I/O跟水管的I/O是如出一轍的：上一個命令的stdout接到下一個命令的stdin去了!的確如此…無論在command line上你使用了多少個pipe line，先後兩個command的I/O都是彼此鏈接的﹗（恭喜：你終於開竅了﹗^_^）

不過…然而…可是……stderr呢？好問題﹗不過也容易理解：若水管漏水怎麼辦？也就是說：在pipe line之間，前一個命令的stderr是不會接進下一命令的stdin的，其輸出，若不用2>導到file去的話，它仍是送到攝像頭上面來﹗這點請你在pipe line運用上務必要注意的。那，或許你又會問：有辦法將stderr也喂進下一個命令的stdin去嗎？（貪得無厭的傢伙﹗）方法固然是有，並且你早已學過了﹗^_^ 我提示一下就好：請問你如何將stderr合併進stdout一同輸出呢？若你答不出來，下課以後再來問我吧…（若是你臉皮真夠厚的話…）

或許，你仍意尤未盡﹗或許，你曾經碰到過下面的問題：

在cm1 | cm2 | cm3…這段pipe line中，若要將cm2的結果存到某一檔案呢？

若你寫成cm1 | cm2 > file | cm3的話，那你確定會發現cm3的stdin是空的﹗（固然啦，你都將水管接到別的水池了﹗）聰明的你或許會如此解決：cm1 | cm2 > file; cm3 < file 是的，你的確能夠這樣作，但最大的壞處是：這樣一來，file I/O會變雙倍﹗在command執行的整個過程當中，file I/O是最多見的最大性能殺手。凡有經驗的shell操做者，都會盡可能避免或下降file I/O的頻率。那，上面問題還有更好方法嗎？有的，那就是tee命令了。

所謂tee命令是在不影響本來I/O的狀況下，將stdout複製一份到檔案去。所以，上面的命令行能夠如此打：

cm1 | cm2 | tee file | cm3

在預設上，tee會改寫目標檔案，若你要改成增長內容的話，那可用-a參數達成。
基本上，pipe line的應用在shell操做上是很是普遍的，尤爲是在text filtering方面，
凡舉cat，more，head，tail，wc，expand，tr，grep，sed，awk，…等等文字處理工具，搭配起pipe line來使用，你會驚覺command line原來是活得如此精彩的﹗常讓人有「衆裏尋他千百度，驀然回首，那人卻在燈火闌珊處﹗」之感…^_^

好了，關於I/O Redirection的介紹就到此告一段落。若往後有空的話，再爲你們介紹其它在shell上好玩的東西﹗bye…^_^

第12問：你要 if 還是 case 呢？

放了一個愉快的春節假期，人也變得懶懶散散的…只是，答應了你們的做業，仍是要堅持完成就是了~~~

還記得咱們在第10章所介紹的return value嗎？是的，接下來介紹的內容與之有關，若你的記憶也被假期的歡樂時光所抵消掉的話，那，建議您仍是先回去溫習溫習再回來…

若你記得return value，我想你也應該記得了&&與||是甚麼意思吧？用這兩個符號再配搭command group的話，咱們可以讓shell script變得更加聰明哦。比方說：

comd1 && {
    comd2
    comd3
    :
} || {
    comd4
    comd5
}

意思是說：假如comd1的return value爲true的話，然則執行comd2與comd3，不然執行comd4與comd5。

事實上，咱們在寫shell script的時候，常常須要用到這樣那樣的條件以做出不一樣的處理動做。
用&&與||的確能夠達成條件執行的效果，然而，從「人類語言」上來理解，卻不是那麼直觀。
更多時候，咱們仍是喜歡用if….then…else…這樣的keyword來表達條件執行。在bash shell中，咱們能夠如此修改上一段代碼：

if comd1
then
    comd2
    comd3
else
    comd4
    comd5
fi

這也是咱們在shell script中最經常使用到的if判斷式：只要if後面的command line返回true的return value（咱們最經常使用test命令來送出return value），然則就執行then後面的命令，不然執行else後的命令;fi則是用來結束判斷式的keyword。

在if判斷式中，else部份能夠不用，但then是必需的。（若then後不想跑任何command，可用:這個null command代替）。固然，then或else後面，也能夠再使用更進一層的條件判斷式，這在shell script設計上很常見。

如有多項條件須要「依序」進行判斷的話，那咱們則可以使用elif這樣的keyword：

if comd1; then
    comd2
elif comd3; then
    comd4
else
    comd5
fi

意思是說：若comd1爲true，然則執行comd2;不然再測試comd3，然則執行comd4;假若comd1與comd3均不成立，那就執行comd5。

if判斷式的例子很常見，你可從不少shell script中看獲得，我這裏就再也不舉例子了…接下來要爲你們介紹的是case判斷式。

雖然if判斷式已可應付大部份的條件執行了，然而，在某些場合中，卻不夠靈活，尤爲是在string式樣的判斷上，比方以下：

QQ() {
    echo -n "Do you want to continue?(Yes/No):"
    read YN
    if [ "$YN" = Y -o "$YN" = y -o "$YN" = "Yes" -o "$YN" = "yes" -o "$YN" = "YES" ]
    then
        QQ
    else
        exit 0
    fi
}
QQ

從例中，咱們看得出來，最麻煩的部份是在於判斷YN的值可能有好幾種式樣。聰明的你或許會如此修改：

if echo "$YN" | grep -q '^[Yy]\([Ee][Ss]\)*$'

也就是用Regular Expression來簡化代碼。（咱們有機會再來介紹RE）只是…是否有其它更方便的方法呢?有的，就是用case判斷式便可：

QQ() {
    echo -n "Do you want to continue?(Yes/No):"
    read YN
    case "$YN" in
        [Yy]|[Yy][Ee][Ss])
            QQ
            ;;
        *)
            exit 0
            ;;
    esac
}
QQ

咱們經常使用case的判斷式來判斷某一變量在不一樣的值（一般是string）時做出不一樣的處理，比方說，判斷script參數以執行不一樣的命令。若你有興趣、且用Linux系統的話，不妨挖一挖/etc/init.d/*裏那堆script中的case用法。以下就是一例：

case "$1" in
    start)
        start
        ;;
    stop)
        stop
        ;;
    status)
        rhstatus
        ;;
    restart|reload)
        restart
        ;;
    condrestart)
        [ -f /var/lock/subsys/syslog ] && restart || :
        ;;
    *)
        echo $"Usage: $0 {start|stop|status|restart|condrestart}"
        exit 1
    esac

（若你對positional parameter的印像已經模糊了，請重看第9章吧。）okay，十三問還剩一問而已，過幾天再來搞定之….^_^

第13問：for what？while與until差在哪？

終於，來到shell十三問的最後一問了…長長吐一口氣~~~~

最後要介紹的是shell script設計中常見的「循環」（loop）。所謂的loop就是script中的一段在必定條件下反覆執行的代碼。bash shell中經常使用的loop有以下三種：for while until

for loop是從一個清單列表中讀進變量值，並「依次」的循環執行do到done之間的命令行。例：

for var in one two three four five
do
    echo -----------
    echo '$var is '$var
    echo
done

上例的執行結果將會是：

1. for會定義一個叫var的變量，其值依次是one two three four five。

2. 由於有5個變量值，所以do與done之間的命令行會被循環執行5次。

3. 每次循環均用echo產生三行句子。而第二行中不在hard quote以內的$var會依次被替換爲one two three four five。

4. 當最後一個變量值處理完畢，循環結束。

咱們不難看出，在for loop中，變量值的多寡，決定循環的次數。然而，變量在循環中是否使用則不必定，得視設計需求而定。假若for loop沒有使用in這個keyword來指定變量值清單的話，其值將從$@（或$*）中繼承：

for var; do
…
done

（若你忘記了positional parameter，請溫習第9章…）

for loop用於處理「清單」（list）項目很是方便，其清單除了可明確指定或從positional parameter取得以外，也可從變量替換或命令替換取得…（再一次提醒：別忘了命令行的「重組」特性！）

然而，對於一些「累計變化」的項目（如整數加減），for亦能處理：

for ((i=1;i<=10;i++))
do
    echo "num is $i"
done

除了for loop，上面的例子咱們也可改用while loop來作到：

num=1
while [ "$num" -le 10 ]; do
    echo "num is $num"
    num=$(($num + 1))
done

while loop的原理與for loop稍有不一樣：它不是逐次處理清單中的變量值，而是取決於while後面的命令行之return value：

• 若爲ture，則執行do與done之間的命令，而後從新判斷while後的return value。

• 若爲false，則再也不執行do與done之間的命令而結束循環。

分析上例：

1. 在while以前，定義變量num=1。

2. 而後測試（test）$num是否小於或等於10。

3. 結果爲true，因而執行echo並將num的值加一。

4. 再做第二輪測試，此時num的值爲1+1=2，依然小於或等於10，所以爲true，繼續循環。

5. 直到num爲10+1=11時，測試纔會失敗…因而結束循環。

咱們不難發現：若while的測試結果永遠爲true的話，那循環將一直永久執行下去：

while : ;do
    echo looping…
done

上例的:是bash的null command，不作任何動做，除了送回true的return value。所以這個循環不會結束，稱做死循環。死循環的產生有多是故意設計的（如跑daemon），也多是設計錯誤。若要結束死循環，可透過signal來終止（如按下ctrl-c）。（關於process與signal，等往後有機會再補充，十三問暫時略過。）

一旦你可以理解while loop的話，那，就能理解until loop：

與while相反，until是在return value爲false時進入循環，不然結束。

所以，前面的例子咱們也能夠輕鬆的用until來寫：

num=1
until [ ! "$num" -le 10 ]; do
    echo "num is $num"
    num=$(($num + 1))
done

或是：

num=1
until [ "$num" -gt 10 ]; do
    echo "num is $num"
    num=$(($num + 1))
done

okay，關於bash的三個經常使用的loop暫時介紹到這裏。在結束本章以前，再跟你們補充兩個與loop有關的命令：break continue

這兩個命令經常使用在複合式循環裏，也就是在do…done之間又有更進一層的loop，固然，用在單一循環中也何嘗不可啦…^_^

break是用來打斷循環，也就是「強迫結束」循環。若break後面指定一個數值n的話，則「從裏向外」打斷第n個循環，預設值爲break 1，也就是打斷當前的循環。
在使用break時須要注意的是，它與return及exit是不一樣的：

• break是結束loop

• return是結束function

• exit是結束script/shell

而continue則與break相反：強迫進入下一次循環動做。若你理解不來的話，那你可簡單的當作：在continue到done之間的句子略過而返回循環頂端…與break相同的是：continue後面也可指定一個數值n，以決定繼續哪一層（從裏向外計算）的循環，預設值爲continue 1，也就是繼續當前的循環。
在shell script設計中，若能善用loop，將能大幅度提升script在複雜條件下的處理能力。請多加練習吧….

好了，該是到告終束的時候了。

婆婆媽媽的跟你們羅唆了一堆關於shell的基礎概念，目的不是要告訴你們「答案」，而是要帶給你們「啓發」…在往後關於shell的討論中，我或許會常常用「鏈接」方式指引回來十三問中的內容，以便咱們在進行技術探討時彼此能有一些討論基礎，而不至於各說各話、徒費時力。但，更但願十三問能帶給你更多的思考與樂趣，至爲重要的是透過實做來加深理解。

是的，我很重視「實做」與「獨立思考」這兩項學習要素，若你可以掌握其中真義，那請容我說聲：
---恭喜﹗十三問你沒白看了﹗^_^

p.s.

至於補充問題部份，我暫時不寫了。而是但願：

1. 你們擴充題目。

2. 一塊兒來寫心得。

Good luck and happy studying！