Shell(二):变量、数据重定向和管道

在上一篇博客Shell(一):功能、配置和插件中,介绍了为什么要使用shell,shell有哪些功能,如何使用oh my zsh来提高效率等,本篇重点介绍,shell中的变量的如何设置和读取数据,读取之后如何使用变量?每个程序一般都有输入和输出,让我们看看数据重定向如何处理输入和输出的?还有,Unix/Linux系统提供丰富的工具,我们如何将这些工具通过管道来组合成更加强大的宏工具呢?下面,由我来逐一详细介绍变量、数据重定向和管道。

 

变量

变量的作用

变量与其他程序设计语言一样,都是存储数据,然后被程序引用。相比于不使用变量,而是直接使用数据,存在两个问题:

当数据改变时,直接使用数据的时候却不能灵活地根据数据改变而随着改变,而使用变量却不同,它能够做到这点。
当数据发生变化时,如果想保证数据一致性,必须查找所有引用该数据的所有地方,然后将它修改,当下一次再需要修改时,也是像这种情况一样,是多么繁琐的事,而变量却不用,只需要修改变量值即可。
因此,变量具有可变性和易于修改的两个特点。

变量的分类

在shell中,大概分为两种变量:环境变量和局部变量,主要区别在于它们的使用范围不同,环境变量可以在父进程与子进程之间共享,而自定义变量只在本进程使用。举一个简单的例子来说明:

我首先设置一个shell变量devname=sam,然后输入bash打开一个新的shell,而这个shell是子进程,然后echo $devname输出变量值,变量值为空,最后exit退出子进程。

但使用export devname设置环境变量后,再次进入输入bash进入子进程之后,echo $devname输出变量值,这次变量值是sam

查看环境变量env和set

如果想查看系统中以及自定义有哪些环境变量,可以使用env命令:

而set命令不仅能查看环境变量,还可以查看与shell接口有关的变量,下面只截取一部分变量:

 

变量有哪些操作

显示echo $variable

如果你想显示某个变量的值,例如PATH,你只需要输入:

注意上面一条命令,需要在变量名前加上一个符号$,这样才能访问变量

设置variable=value和取消unset

如果你想设置某个变量的值,只需在变量名和变量值之间用符号=连接就行了,例如:

由上面的输入命令echo $devname,显示结果为空。由此可知,一开始如果没有设置某个变量时,它的是为空。另外,设置变量的规则还需要几点注意:

1. 在命名变量名时,变量名称只能是英文字母和数字,而且首字母不能是数字。下面演示一个错误的例子:

2. 等号=两边不能有空格

3. 如果变量值有空格,可用双引号” “或单引号’ ‘来包围变量值,但两者是有区别:
双引号” “内的一些特殊字符,可以保持原有的特性,例如:

而单引号’ ‘内的一些特殊字符,仅为一般字符,即纯文本,例如:

4. 如果想显示一些特殊字符($、空格、!等),在字符前面加上用转义字符\

5. 有些时候,变量的值可能来源于一些命令,这时你可以使用反单引号命令或$(命令),例如:

使用反单引号命令的方式

使用$(命令)的方式

6. 如果变量想增加变量的值,可以使用$variable累加

7. 如果变量需要在其他子进程使用,用export关键字来设置变量为环境变量

8. 系统环境变量一般都是字母全部大写,例如:PATH,HOME,SHELL等

9. 如果想取消设置变量的值,使用unset variable命令。注意,变量之前是没有符号$

 

环境配置文件

之前那些设置的环境变量,一旦退出系统后,就不能再次使用,如果想再次使用,必须重新再设置才行。如果想就算退出系统,也能重新使用自定义的环境变量,那怎么办呢?

不用怕,系统提供一些环境配置文件:/etc/profile和~/.bash_profile。/etc/profile是系统整体的设置,每个用户共享,最好不要修改;而~/.bash_profile属于单个用户的设置,每个用户设置后,互不影响和共享。但因为我使用oh my zsh,之前~/.bash_profile设置一些配置都不生效了,但它提供一个环境配置文件.zshrc,所以如果想设置环境变量TEST,只需将export TEST=test添加.zshrc即可。

但在.zshrc文件设置好环境变量TEST后,echo $TEST为空,原因是还没使用source命令来读取环境配置文件。使用source .zshrc命令之后,设置环境变量TEST生效了

 

数据重定向

含义

当输入命令行时,一般都有输入参数(standard input),而命令行处理完之后,一般都有输出结果,结果有可能成功(standard output),也有可能失败(standard error),而这些结果一般都会输出到屏幕上,如果你想控制结果输出到文件或以文件作为输入的话,你需要了解数据重定向的分类和符号操作。

分类

数据重定向主要分为三类:

  • stdin,表示标准输入,代码为0,使用<或<<操作符

符号<表示以文件内容作为输入
符号<<表示输入时的结束符号

  • stdout,表示标准输出,代码为1,使用>或>>操作符

符号>表示以覆盖的方式将正确的数据输出到指定文件中
符号>>表示以追加的方式将正确的数据输出到指定文件中

  • stderr,表示标准错误输出,代码为2,使用2>或2>>操作符

符号2>表示以覆盖的方式将错误的数据输出到指定文件中
符号2>>表示以追加的方式将错误的数据输出到指定文件中

使用

stdout
当你输入ls命令,屏幕会显示当前目录有哪些文件和目录;而当你使用符号>时,输出结果将重定向到dir.txt文件,而不显示在屏幕上

而符号>与符号>>有什么区别呢?>表示当文件存在时,将文件内容清空,然后stdout结果存放到文件中。而>>表示当文件存在时,文件内容并没有清空,而是将stdout结果追加到文件尾部。

当你再次输入命令ls > dir.txt时,文件内容并没有改变,因为之前文件内容被清空,然后stdout结果存放在dir.txt文件

而你这次使用符号ls >> dir.txt的话,文件内容被追加到dir.txt文件

 

stderr

这次我输入命令ls test显示一个不存在的文件,会显示错误信息。然后将错误信息输出到文件error.txt。

如果你想追加错误信息,可以使用2>>符号

 

stdout & stderr

  • 将stdout和stderr分离:>和2>符号

输入ls README.md test,在屏幕显示既有正确信息,也有错误信息,如果想将正确信息和错误信息分离到不同文件,你可以同时使用>和2>符号

  • 将stdout和stderr合并:&>符号

如果你想将正确信息和错误信息合并,且输出到同一个文件,可以使用&>符号

stdin

一般输入一些简单的数据的方式都是通过键盘,但是如果要输入大量的数据,最好还是通过文件的方式。举一个简单例子:
首先输入cat > test命令之后,你就可以输入内容,那些内容最终会存放在test文件

但如果有大量数据从一个文件导入到test文件时,此时需要用到<符号

还一个符号<<需要解释,符号<<表示输入时的结束符号。输入cat > test << “eof”命令之后,你就可以输入内容,那些内容最终会存放在test文件,输入完内容后可以输入eof来结束输入

 

管道

在Unix设计哲学中,有一个重要设计原则–KISS(Keep it Simple, Stupid),大概意思就是只关注如何做好一件事,并把它做到极致。每个程序都有各自的功能,那么有没有一样东西将不同功能的程序互相连通,自由组合成更为强大的宏工具呢?此时,管道出现了,它能够让程序实现了高内聚,低耦合。

如果我想查看文件是否存在某个关键字,此时我可以使用管道

命令cat README.md | grep ‘pod’的处理过程分为两步:

  1. cat README.md查看文件内容
  2. 然后将cat README.md输出的内容作为grep ‘pod’命令的输入,再进行处理。

上面一个很关键的符号|,就是管道,它能够将前一个命令处理完的stdout作为下一条命令stdin。

 

扩展阅读

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关于作者:SamLau

iOS Developer兼业余Designer,Apple脑残粉丝,关注移动互联网,热爱iOS开发,记录对技术思考和学习的点滴! 个人主页 · 我的文章 ·      

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