shell 十三问.docx

1、shell 十三问shell 十三问来自: 1) 为何叫做 shell ？ 22) shell prompt(PS1) 与 Carriage Return(CR) 的关系？ 33) 别人 echo、你也 echo ，是问 echo 知多少？ 44) (双引号) 与 (单引号)差在哪？ 75) var=value？export 前后差在哪？ 116) exec 跟 source 差在哪？ 157) ( ) 与 差在哪？ 178) $( ) 与 $( ) 还有$ 差在哪？ 199) $ 与 $* 差在哪？ 2210) & 与 | 差在哪？ 2411) 与 差在哪？ 2712) 你要 if 还是 c

2、ase 呢？ 3413) for what?while 与 until 差在哪？ 371) 为何叫做 shell ？ 在介绍 shell 是甚么东西之前，不妨让我们重新检视使用者与计算机系统的关系： 图(FIXME)我们知道计算机的运作不能离开硬件，但使用者却无法直接对硬件作驱动，硬件的驱动只能透过一个称为操作系统(Operating System)的软件来控管，事实上，我们每天所谈的 linux ，严格来说只是一个操作系统，我们称之为核心(kernel)。然而，从使用者的角度来说，使用者也没办法直接操作 kernel ，而是透过 kernel 的外壳程序，也就是所谓的 shell ，来与 k

3、ernel 沟通。这也正是 kernel 跟 shell 的形像命名关系。如图： 图(FIXME)从技术角度来说，shell 是一个使用者与系统的互动界面(interface)，主要是让使用者透过命令行(command line)来使用系统以完成工作。因此，shell 的最简单的定义就是-命令解译器(Command Interpreter)： * 将使用者的命令翻译给核心处理， * 同时，将核心处理结果翻译给使用者。每次当我们完成系统登入(log in)，我们就取得一个互动模式的 shell ，也称为 login shell 或 primary shell。若从行程(process)角度来说，

4、我们在 shell 所下达的命令，均是 shell 所产生的子行程。这现像，我们暂可称之为 fork 。如果是执行脚本(shell script)的话，脚本中的命令则是由另外一个非互动模式的子 shell (sub shell)来执行的。也就是 primary shell 产生 sub shell 的行程，sub shell 再产生 script 中所有命令的行程。(关于行程，我们日后有机会再补充。)这里，我们必须知道：kernel 与 shell 是不同的两套软件，而且都是可以被替换的： * 不同的操作系统使用不同的 kernel ， * 而在同一个 kernel 之上，也可使用不同的 sh

5、ell 。在 linux 的预设系统中，通常都可以找到好几种不同的 shell ，且通常会被列于如下档案里： /etc/shells不同的 shell 有着不同的功能，且也彼此各异、或说大同小异。常见的 shell 主要分为两大主流： sh： burne shell (sh) burne again shell (bash) csh： c shell (csh) tc shell (tcsh) korn shell (ksh) (FIXME)大部份的 Linux 系统的预设 shell 都是 bash ，其原因大致如下两点： * 自由软件 * 功能强大bash 是 gnu project 最成

6、功的产品之一，自推出以来深受广大 Unix 用户喜爱，且也逐渐成为不少组织的系统标准。2) shell prompt(PS1) 与 Carriage Return(CR) 的关系？ 当你成功登录进一个文字界面之后，大部份情形下，你会在荧幕上看到一个不断闪烁的方块或底线(视不同版本而别)，我们称之为*游标*(coursor)。游标的作用就是告诉你接下来你从键盘输入的按键所插入的位置，且每输如一键游标便向右边移动一个格子，若连续输入太多的话，则自动接在下一行输入。假如你刚完成登录还没输入任何按键之前，你所看到的游标所在位置的同一行的左边部份，我们称之为*提示符号*(prompt)。提示符号的格式或

7、因不同系统版本而各有不同，在 Linux 上，只需留意最接近游标的一个可见的提示符号，通常是如下两者之一： $：给一般使用者账号使用 #：给 root (管理员)账号使用事实上，shell prompt 的意思很简单： * 是 shell 告诉使用者：您现在可以输入命令行了。我们可以说，使用者只有在得到 shell prompt 才能打命令行，而 cursor 是指示键盘在命令行所输入的位置，使用者每输入一个键，cursor 就往后移动一格，直到碰到命令行读进 CR(Carriage Return，由 Enter 键产生)字符为止。CR 的意思也很简单： * 是使用者告诉 shell：老兄你可

8、以执行我的命令行了。严格来说： * 所谓的命令行，就是在 shell prompt 与 CR 字符之间所输入的文字。 (思考：为何我们这里坚持使用 CR 字符而不说 Enter 键呢？答案在后面的学习中揭晓。)不同的命令可接受的命令行格式或有不同，一般情况下，一个标准的命令行格式为如下所列： command-name options argument若从技术细节来看，shell 会依据 IFS(Internal Field Seperator) 将 command line 所输入的文字给拆解为字段(word)。然后再针对特殊字符(meta)先作处理，最后再重组整行 command line

9、。(注意：请务必理解上两句话的意思，我们日后的学习中会常回到这里思考。)其中的 IFS 是 shell 预设使用的字段分隔符，可以由一个及多个如下按键组成： * 空格键(White Space) * 表格键(Tab) * 回车键(Enter)系统可接受的命令名称(command-name)可以从如下途径获得： * 明确路径所指定的外部命令 * 命令别名(alias) * 自定功能(function) * shell 内建命令(built-in) * $PATH 之下的外部命令每一个命令行均必需含用命令名称，这是不能缺少的。3) 别人 echo、你也 echo ，是问 echo 知多少？承接上一

10、章所介绍的command line ，这里我们用 echo 这个命令加以进一步说明。温习-标准的 command line 包含三个部件：* command_name option argument echo 是一个非常简单、直接的 Linux 命令：* 将 argument 送出至标准输出(STDOUT)，通常就是在监视器(monitor)上输出。(注：stdout 我们日后有机会再解说，或可先参考如下讨论： )为了更好理解，不如先让我们先跑一下 echo 命令好了：Copy to clipboard - CODE:$ echo$你会发现只有一个空白行，然后又回到 shell prompt

11、上了。这是因为 echo 在预设上，在显示完 argument 之后，还会送出一个换行符号(new-line charactor)。但是上面的 command 并没任何的 argument ，那结果就只剩一个换行符号了.若你要取消这个换行符号，可利用 echo 的 -n option ：Copy to clipboard - CODE:$ echo -n$不妨让我们回到 command line 的概念上来讨论上例的 echo 命令好了：* command line 只有 command_name(echo) 及 option(-n)，并没有任何 argument 。要想看看 echo 的 a

12、rgument ，那还不简单接下来，你可试试如下的输入：Copy to clipboard - CODE:$ echo first linefirst line$ echo -n first linefirst line $于上两个 echo 命令中，你会发现 argument 的部份显示在你的荧幕，而换行符号则视 -n option 的有无而别。很明显的，第二个 echo 由于换行符号被取消了，接下来的 shell prompt 就接在输出结果同一行了. _事实上，echo 除了 -n options 之外，常用选项还有： -e ：启用反斜线控制字符的转换(参考下表) -E：关闭反斜线控制字

13、符的转换(预设如此) -n ：取消行末之换行符号(与 -e 选项下的 c 字符同意)关于 echo 命令所支持的反斜线控制字符如下表： a：ALERT / BELL (从系统喇叭送出铃声) b：BACKSPACE ，也就是向左删除键 c：取消行末之换行符号 E：ESCAPE，跳脱键 f：FORMFEED，换页字符 n：NEWLINE，换行字符 r：RETURN，回车键 t：TAB，表格跳位键 v：VERTICAL TAB，垂直表格跳位键 n：ASCII 八进位编码(以 x 开首为十六进制) ：反斜线本身 (表格数据来自 OReilly 出版社之 Learning the Bash Shell,

14、 2nd Ed.)或许，我们可以透过实例来了解 echo 的选项及控制字符：例一：Copy to clipboard - CODE:$ echo -e atbtcndtetfa b cd e f上例运用 t 来区隔 abc 还有 def ，及用 n 将 def 换至下一行。例二：Copy to clipboard - CODE:$ echo -e 141011142011143012144011145011146a b cd e f与例一的结果一样，只是使用 ASCII 八进位编码。例三：Copy to clipboard - CODE:$ echo -e x61x09x62x09x63x0a

15、x64x09x65x09x66a b cd e f与例二差不多，只是这次换用 ASCII 十六进制编码。例四：Copy to clipboard - CODE:$ echo -ne atbtcndtebfaa b cd f $因为 e 字母后面是删除键(b)，因此输出结果就没有 e 了。在结束时听到一声铃向，那是 a 的杰作由于同时使用了 -n 选项，因此 shell prompt 紧接在第二行之后。若你不用 -n 的话，那你在 a 后再加个 c ，也是同样的效果。事实上，在日后的 shell 操作及 shell script 设计上，echo 命令是最常被使用的命令之一。比方说，用 echo

16、 来检查变量值：Copy to clipboard - CODE:$ A=B$ echo $AB$ echo $?0(注：关于变量概念，我们留到下两章才跟大家说明。)好了，更多的关于 command line 的格式，以及 echo 命令的选项，就请您自行多加练习、运用了.4) (双引号) 与 (单引号)差在哪？ 还是回到我们的 command line 来吧.经过前面两章的学习，应该很清楚当你在 shell prompt 后面敲打键盘、直到按下 Enter 的时候，你输入的文字就是 command line 了，然后 shell 才会以行程的方式执行你所交给它的命令。但是，你又可知道：你在

17、command line 输入的每一个文字，对 shell 来说，是有类别之分的呢？简单而言(我不敢说这是精确的定议，注一)，command line 的每一个 charactor ，分为如下两种：* literal：也就是普通纯文字，对 shell 来说没特殊功能。* meta：对 shell 来说，具有特定功能的特殊保留字符。(注一：关于 bash shell 在处理 command line 时的顺序说明，请参考 OReilly 出版社之 Learning the Bash Shell, 2nd Edition，第 177 - 180 页的说明，尤其是 178 页的流程图 Figure

18、7-1 . )Literal 没甚么好谈的，凡举 abcd、123456 这些文字都是 literal . (easy？)但 meta 却常使我们困惑. (confused?)事实上，前两章我们在 command line 中已碰到两个机乎每次都会碰到的 meta ：* IFS：由 或 或 三者之一组成(我们常用 space )。* CR：由 产生。IFS 是用来拆解 command line 的每一个词(word)用的，因为 shell command line 是按词来处理的。而 CR 则是用来结束 command line 用的，这也是为何我们敲 命令就会跑的原因。除了 IFS 与 CR

19、 ，常用的 meta 还有：= ：设定变量。$ ：作变量或运算替换(请不要与 shell prompt 搞混了)。 ：重导向 stdout。 ：重导向 stdin。|：命令管线。& ：重导向 file descriptor ，或将命令置于背境执行。( )：将其内的命令置于 nested subshell 执行，或用于运算或命令替换。 ：将其内的命令置于 non-named function 中执行，或用在变量替换的界定范围。; ：在前一个命令结束时，而忽略其返回值，继续执行下一个命令。& ：在前一个命令结束时，若返回值为 true，继续执行下一个命令。| ：在前一个命令结束时，若返回值为 fa

20、lse，继续执行下一个命令。!：执行 history 列表中的命令.假如我们需要在 command line 中将这些保留字符的功能关闭的话，就需要 quoting 处理了。在 bash 中，常用的 quoting 有如下三种方法：* hard quote： (单引号)，凡在 hard quote 中的所有 meta 均被关闭。* soft quote： (双引号)，在 soft quoe 中大部份 meta 都会被关闭，但某些则保留(如 $ )。(注二)* escape ： (反斜线)，只有紧接在 escape (跳脱字符)之后的单一 meta 才被关闭。( 注二：在 soft quote

21、中被豁免的具体 meta 清单，我不完全知道，有待大家补充，或透过实作来发现及理解。 )下面的例子将有助于我们对 quoting 的了解：Copy to clipboard - CODE: $ A=B C # 空格键未被关掉，作为 IFS 处理。 $ C: command not found. $ echo $A $ A=B C # 空格键已被关掉，仅作为空格键处理。 $ echo $A B C在第一次设定 A 变量时，由于空格键没被关闭，command line 将被解读为：* A=B 然后碰到，再执行 C 命令在第二次设定A 变量时，由于空格键被置于 soft quote 中，因此被关闭，

22、不再作为 IFS ：* A=BC事实上，空格键无论在 soft quote 还是在 hard quote 中，均会被关闭。Enter 键亦然：Copy to clipboard - CODE: $ A=B C $ echo $A B C在上例中，由于 被置于 hard quote 当中，因此不再作为 CR 字符来处理。这里的 单纯只是一个断行符号(new-line)而已，由于 command line 并没得到 CR 字符，因此进入第二个 shell prompt (PS2，以 符号表示)，command line 并不会结束，直到第三行，我们输入的 并不在hard quote 里面，因此并没

23、被关闭，此时，command line 碰到 CR 字符，于是结束、交给 shell 来处理。上例的 要是被置于 soft quote 中的话， CR 也会同样被关闭：Copy to clipboard - CODE: $ A=B C $ echo $A B C然而，由于 echo $A 时的变量没至于 soft quote 中，因此当变量替换完成后并作命令行重组时， 会被解释为 IFS ，而不是解释为 New Line 字符。同样的，用 escape 亦可关闭 CR 字符：Copy to clipboard - CODE: $ A=B C $ echo $A BC上例中，第一个 跟第二个 均

24、被 escape 字符关闭了，因此也不作为 CR 来处理，但第三个 由于没被跳脱，因此作为 CR 结束 command line 。但由于 键本身在 shell meta 中的特殊性，在 跳脱后面，仅仅取消其 CR 功能，而不会保留其 IFS 功能。您或许发现光是一个 键所产生的字符就有可能是如下这些可能：CRIFSNL(New Line)FF(Form Feed)NULL.至于甚么时候会解释为甚么字符，这个我就没去深挖了，或是留给读者诸君自行慢慢摸索了. _至于 soft quote 跟 hard quote 的不同，主要是对于某些 meta 的关闭与否，以 $ 来作说明：Copy to c

25、lipboard - CODE: $ A=B C $ echo $A B C $ echo $A $A在第一个 echo 命令行中，$ 被置于 soft quote 中，将不被关闭，因此继续处理变量替换，因此 echo 将 A 的变量值输出到荧幕，也就得到B C 的结果。在第二个 echo 命令行中，$ 被置于 hard quote 中，则被关闭，因此 $ 只是一个 $ 符号，并不会用来作变量替换处理，因此结果是 $ 符号后面接一个 A 字母：$A 。-练习与思考：如下结果为何不同？Copy to clipboard - CODE: $ A=B C $ echo $A # 最外面的是单引号 $

26、A $ echo $A # 最外面的是双引号 B C (提示：单引号及双引号，在 quoting 中均被关?#93;了。)-在 CU 的 shell 版里，我发现有很多初学者的问题，都与 quoting 理解的有关。比方说，若我们在 awk 或 sed 的命令参数中调用之前设定的一些变量时，常会问及为何不能的问题。要解决这些问题，关键点就是：* 区分出 shell meta 与 command meta 前面我们提到的那些 meta ，都是在 command line 中有特殊用途的，比方说 是将其内一系列 command line 置于不具名的函式中执行(可简单视为 command block )，但是，awk 却需要用 来区分出 awk 的命令区段(BEGIN, MAIN, END)。若你在 command line 中如此输入：Copy to clipboard - CODE:$ awk print $0 1.txt由于 在 shell 中并没关闭，那 shell 就将 print $0