shell-bash之九大特性详解

muri

　　一、shell是什么？
　　Shell 本身是一个用C语言编写的程序，它是用户使用Unix/Linux的桥梁，用户的大部分工作都是通过Shell完成的。Shell既是一种命令语言，又是一种程序设计语言。作为命令语言，它交互式地解释和执行用户输入的命令；作为程序设计语言，它定义了各种变量和参数，并提供了许多在高级语言中才具有的控制结构，包括循环和分支。
　　如图shell是一个应用程序，是用户管理应用程序的一个接口。

二、广义上shell的分类
　　GUI：图形用户界面
　　KDE，GNOME，XFCE
　　CLI：命令行接口
　　bash, zsh, fishsh, csh, tcsh, ksh
　　在大多发行版中常用的为bash
　　三、bash的特性
　　bash是弱类型的编程语言，不严格区分数据类型，意味把所有数据统统当作字符串处理；
　　字符串类型的数据可不加引号；
　　引号有三种类型：', ", `
　　', "：字符引用
　　': 强引用，其内部的变量不会被替换；
　　"：弱引用，其内部的变量会被替换；
　　`：命令引用
　　变量引用：${NAME}
a、bash特性之一：命令别名
　　获取当前用户可用的别名的定义：
# alias　　定义别名：
# alias  NAME='COMMAND'　　生命周期：当前shell进程；
　　撤消别名：
# unalias NAMEb、bash的特性之二：命令历史
　　shell进程会保存其会话中用户曾经执行过的命令；命令通过其“历史文件”来持久保存此前执行过的命令；每个用户都有其自己专用的历史文件；
　　HISTSIZE：shell进程的缓冲区保留的历史命令的条数；
　　HISTFILESIZE：命令历史文件可保存的历史命令的条数；
　　默认均为1000;
# echo $HISTSIZE　　
1000
　　
# echo $HISTFILESIZE
　　
1000
　　HISTFILE：当前用户的命令历史文件；
　　～/.bash_history
　　查看命令历史列表：
# history　　命令用法：
　　history -c：清空命令历史；
　　history  -d  OFFSET：删除指定的条目；
# history -d 156　　-a        将当前缓冲的历史行追加到历史文件中
　　-n        从历史文件中读取所有未被读取的行
　　-r        读取历史文件并将内容追加到历史列表中
　　调用命令历史列表中的命令以重执行之目的：
　　!#：再一次执行历史列表中的第#条命令；
# history　　
   ....
　　
   72  cat test
　　
   73  history
　　
# !72
　　
cat test
　　
Hello World
　　!!：再一次执行上一条命令；
# cat test　　
Hello World
　　
# !!
　　
cat test
　　
Hello World
　　!STRING：再一次执行命令历史列表中最近一个以指定的STRING开头的命令；
# !cat　　
cat test
　　
Hello World
　　调用上一条命令的最后一个参数：
　　快捷键：ESC, .
　　Alt+.
　　!$：给出的字符组合
　　显示最近的n条件命令历史：
　　history  #
　　控制命令历史的记录方式：
　　通过HISTCONTROL环境变量进行，其取值：
　　ignoredups：忽略重复的命令；重复是指连续且相同的令；
　　ignorespace：以空白字符开头的命令不记入历史；
　　ignoreboth：上述两者同时生效；
　　修改变量值的方式：
　　NAME='VALUE'
# echo $HISTCONTROL　　
ignoredups
　　
# HISTCONTROL="ignoreboth"
　　
# echo $HISTCONTROL
　　
ignoreboth
c、bash特性之三：快捷键
　　Ctrl+a：跳至命令行首；
　　Ctrl+e：跳至命令行尾；
　　Ctrl+k：删除光标所在处至尾部的内容；
　　Ctrl+u：删除行首至光标所在处的内容；
d、bash的特性之四：命令补全和路径补全
　　命令补全：
　　shell程序在接收到用户执行命令的请求且分析完成之后，最左侧字符串将被当作命令去查找；
　　查找机制：
　　(1) 查找内部命令；
　　(2) 查找外部命令：
　　1、去$PATH变量所指定的各路径下，自左而右逐个搜索各目录下的文件名；
　　2、给定的打头的字符串如果能惟一标识某命令程序文件的文件名，则直接补全；
　　3、不能惟一标识，再击tab可给列表；
　　4、错误：没有任何命令可被此打头字符串标识；
　　路径补全：
　　在给定的起始路径的上级目录下，以对应路径下的打头字符串来逐一匹配上级目标下的每个文件：
　　惟一标识：tab补全；
　　不能惟一标识：tab, tab给出列表；
　　错误路径：没有响应；
e、bash的特性之五：命令行展开：
　　把命令行的给定的特殊符号自动替换为相应字符串的机制；
　　~: 自动替换为用户家目录；
　　~USERNAME：自动替换为指定用户的家目录；
　　{}：可承载一个以逗号分隔的路径列表，能够将其展开为多个独立路径；
　　例如：
　　/tmp/{a,b,c} /tmp/a /tmp/b /tmp/c
　　/tmp/{a,b}/z /tmp/a/z /tmp/b/z
# cd ~　　
# pwd
　　
/root
　　
# cd ~testuser
　　
testuser]# pwd
　　
/home/testuser
f、bash特性之六：命令的执行状态结果：
　　命令的正常输出结果：命令的返回值；
　　通过引用来保存下来或直接调用——”命令引用“
　　`COMMAND`
　　$(COMMAND)
# ls -ld `pwd`　　命令的执行状态结果：
　　成功：0
　　失败：1-255
# echo "Helllo World"　　
Helllo World
　　
# echo $?
　　
0
　　
# echoa "Hello World"
　　
-bash: echoa: command not found
　　
# echo $?
　　
127
　　bash用一个特殊变量来保存最一次执行的命令的状态结果：
　　bash中的引用：
　　''：强引用
　　""：弱引用
　　“：命令引用
# echo '$PATH'　　
$PATH
　　
# echo "$PATH"
　　
/usr/lib64/qt-3.3/bin:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin
　　
# echo `pwd`
　　
/home/testuser
g、bash的特性之七：glob
　　glob：文件名通配；快速引用多个文件；文件名整体匹配度检测；
　　元字符：基于元字符可编写匹配模式(pattern)；
　　*：匹配任意长度的任意字符；
　　p*,  pa*, *p, *p*a
　　p*：pa, p
　　?：匹配任意单个字符；
　　p?, p?a, p??
　　p??: pa, pad,
　　[ ]：匹配指定集合内的任意单个字符；
　　[a-z], [A-Z]：不区分字符大小写；
　　[a-z0-9]
　　[[:upper:]]：所有大写字母；
　　[[:lower:]]：所有小写字母；
　　[[:digit:]]：所有的数字；
　　[[:alpha:]]：所有字母；
　　[[:alnum:]]：所有字母和数字；
　　[[:space:]]：空白字符；
　　[[:punct:]]：标点符号；
　　[^ ]：匹配指定集合外的任意单个字符；
　　[^[:alpha:]]
　　测试：
　　1、显示/etc目录下，以非字母开头，后面跟了一个字母及其它任意长度任意字符的文件或目录；
    ls  -d  /etc/[^[:alpha:]][a-z]*　　2、复制/etc目录下，所以n开头，以非数字结尾的文件或目录至/tmp/etc目录下；
    mkdir /tmp/etc　　
    cp  -r  /etc/n*[^0-9]  /tmp/etc/
　　3、显示/usr/share/man目录下，所有以man开头，后跟一个数字结尾的文件或目录；
    ls  -d  /ur/share/man/man[0-9]　　4、复制/etc目录下，所以p,m,r开头的，且以.conf结尾的文件或目录至/tmp/conf.d目录下；
    mkdir  /tmp/conf.d/　　
    cp  -r  /etc/[pmr]*.conf   /tmp/conf.d/
h、bash特性之八：变量
　　程序：指令+数据
　　数据：文件、变量；
　　变量：内存空间，有名称，名称即为变量名，对应的内存空间中的数据即为变量的值；
　　变量赋值：NAME=VALUE
　　=：赋值符号；
　　把VALUE存储到NAME指向的内存空间中；
　　编程语言：
　　强类型：严格区分变量中的数据类型；
　　弱类型：不区分变量中存储的数据类型，统一为字符型；
　　bash：统统默认为字符型数据；变量无需事先声明；
　　变量为什么有类型？
　　存储空间、存储格式、参与的运算、……
　　类型不同决定对数据的处理方式不同
　　变量命名：只能使用字母、数字和下划线；而且不能以数字开头；
　　变量名：见名知义；不能使用程序保留字，例如if、case、then、fi、esac、for、while、until、break、continue等等；
　　变量引用：${NAME}, $NAME
　　变量替换：把变量引用符号出现的位置替换为其指向的内存空间中的数据；
　　bash变量种类：
　　本地变量：作用域为当前shell进程；不包括其子进程；
　　环境变量：使用域为当前shell进程及其子进程；
　　局部变量
　　作用域：生效范围，也即可引用到的范围；
　　位置参数变量：
　　特殊变量
　　本地变量：
　　变量赋值：NAME=VALUE
　　变量引用：$NAME, ${NAME}
　　查看变量：set
　　撤销变量：unset NAME
　　注意：此处非为变量引用，因此不能使用$；
　　所有的本地变量在shell进程终止时，会被自动撤销；
　　环境变量：
　　变量声明和赋值：
　　declare -x  NAME[=VALUE]
　　export  NAME[=VALUE]
　　引用方式：
　　${NAME}, $NAME
　　注意：bash内嵌了许多环境变量，名称为全大写字母，例如UID、HOME、PWD、SHELL, PATH, HISTSIZE等等；
　　环境变量查看：
　　export, declare  -x
　　env,  printenv
　　撤销环境变量：
　　unset  NAME
　　只读变量：常量
　　(1) declare  -r  NAME
　　(2) readonly  NAME
　　不支持重新赋值，也不支持撤销操作；
# declare -r username=`whoami`　　
# echo $username
　　
root
　　
# unset username
　　
-bash: unset: username: cannot unset: readonly variable
i、bash基于特性之九：I/O重定向和管道
　　程序的数据流有三个：
　　输入数据流： ，标准输出(stdout), 显示器；
　　错误数据流：–>，错误输出(stderr)，显示器；
　　fd：file descriptor，文件描述符；
　　stdin: 0
　　stdout: 1
　　stderr: 2
　　IO重定向：
　　输出重定向：
　　重定向程序正常执行的结果
　　COMMAND >  /PATH/TO/SOMEFILE
　　覆盖重定向：覆盖目标文件中的原有内容；
　　COMMAND >> /PATH/TO/SOMEFILE
　　追加重定向：追加新产生的内容至目标文件尾部；
　　shell的一个功能开关：
　　# set -C
　　禁止覆盖输出重定向至已存在的文件；
　　注意：此时仍然可以使用“>|”至目标文件；
　　# set +C
　　关闭上述特性；
　　错误重定向：
　　重定向错误的执行结果；
　　COMMAND 2>  /PATH/TO/SOMEFILE
　　错误输出覆盖重定向；
　　COMMAND 2>> /PATH/TO/SOMEFILE
　　错误输出追加重定向；
　　合并标准输出与错误输出流：
　　(1) &>, &>>
　　(2) COMMAND > /PATH/TO/SOMEFILE 2>&1
　　COMMAND >> /PATH/TO/SOMEFILE 2>&1
　　特殊输出目标：/dev/null
　　位桶：bit bucket
　　特殊的输入文件：/dev/zero
　　输入重定向：
　　COMMAND < /PATH/FROM/SOMEFILE
　　tr命令：把输出的数据当中的字符，实现对位转换，即把数据中的存在于字符集中的字符，统统转换为字符集2中对应的字符；
　　tr – translate or delete characters
　　tr [OPTION]… SET1 [SET2]
　　(1) tr  SET1  SET2 < /PATH/FROM/SOMEFILE
　　字符转换
    # cat test　　
    Hello World
　　
    # cat test |tr 'a-z' 'A-Z'
　　
    HELLO WORLD
　　(2) tr  -d  SET1  < /PATH/FROM/SOMEFILE
# cat test　　
    Hello World
　　
    # cat test |tr -d 'ldH'
　　
    eo Wor
　　COMMAND