本文大部分内容为MIT的《The Missing Semester of Your CS Education》课程的lecture 1和lecture 2的翻译整理

shell是什么？

计算机接收命令的文本接口，可以通过它运行程序，给程序输入，检查程序输出。

怎么用Shell？

下面主要介绍bash（Bourne Again SHell）

shell命令

Shell在环境变量$PATH指定的目录下搜索待运行的程序（$PATH里的目录通过:号隔开，可以通过which查看程序的文件，如which echo得到/bin/echo），也可以直接指定待运行的程序的路径。

>输出重定向 <输入重定向 >> 追加到文件

sudo echo 3 > 系统文件

会报错

An error occurred while redirecting file ''
open: Permission denied

原因：>、<和|操作是由shell完成的，而不是前面的echo程序，echo并不知道这些操作的存在。shell（用户权限）在将文件设置为sduo echo的输出前，会尝试打开该文件。因为shell不是作为root运行的，所以会报错。

正确的写法

echo 3 | sudo tee 系统文件

shell脚本

source、sh、bash、./都可以执行shell脚本，区别是？

source a.sh 或者. a.sh在当前shell内读取、执行脚本，而该脚本不需要有“执行权限”

sh a.sh或者bash a.sh 都是打开一个subshell去读取、执行脚本，同样该脚本不需要“执行权限”。通常在subshell运行的脚本里设置变量，不会影响到父shell。

./a.sh在当前shell执行脚本，即将a.sh当成一个文件执行，此时需要文件的运行权限。

语法

给变量赋值foo=bar，之后用$foo获取这个变量的值。而foo = bar会被解释为foo程序，参数为=和bar。一般，空格都会被解释为参数分隔符。

函数

mcd () {
    mkdir -p "$1"
    cd "$1"
}

$0 脚本名称
$1到$9 第一到第九个参数
$@ 所有参数
$# 参数个数
$? 上一个命令的返回码
$$ 当前脚本的进程号
!! 整个最后一个命令，包括参数。一种常见的用法是仅执行命令以使其由于缺少权限而失败，然后通过sudo !! 快速执行它。也可以直接在交互式shell里这么用。
$_ 上一条命令的参数。在交互式shell里可以先按Esc再按 . 同样得到上一条命令的参数。

同一行两个命令用;隔开

命令替换：$( CMD ) 执行CMD，得到该命令的输出，并替换$()。例如for file in $(ls)

进程替换：<( CMD )执行CMD，将输出保存在一个临时文件中，然后用该文件的名字替换<()。当命令期望通过文件而不是STDIN传递值时很有用。例如diff <(ls foo) <(ls bar)将比较foo和bar两个文件夹的里的文件的差异。

举个例子

#!/bin/bash #这行称作Shebang（或Hashbang）
echo "Starting program at $(date)"
echo "Running program $0 with $# arguments with pid $$"
for file in $@; do
    grep foobar $file > /dev/null 2> /dev/null
    # 当文件中不包含foobar，grep的退出状态为1
    # 将STDOUT和STDERR重定向到null，因为这里并不关心这两。其中2> 代表重定向STDERR，2和>中间不能有空格，2是文件描述符。
    if [[ $? -ne 0 ]]; then 
    # -ne 不等于，类似的还有 -eq 等于； -ge 大于等于； -gt 大于； -le 小于等于； -lt 小于
    # 直接用>或者<，则比较的是字符串
        echo "File $file does not have any foobar, adding one"
        echo "# foobar" >> "$file"
    fi
done

if条件，检查文件类型和比较值的语法可以见test

[ 和 [[ 的区别

[ 是命令，和test等价，即test exper和[ expr ]等价

[[ 是关键字，功能更强大，定义了特殊的原语 [[ 有，但 [ 可能缺乏(取决于实现)，例如-ef两个文件是否相等，更多见http://mywiki.wooledge.org/BashFAQ/031。目前只有bash，Zsh和Korn支持[[]]

通配符

?匹配一个字符

*匹配任意个字符

{}只要在一系列命令中有一个公共子字符串，就可以用{}进行扩展。如:

convert image.{png, jpg}等价于convert image.png image.jpg

`cp /path/to/project/{foo, bar, baz}.sh /newpath``

``mv *{.py, .sh} folder`

touch {foo, bar}/{a..h}这个会创建 foo/a, foo/b, ... , foo/h等文件

常用命令

pwd 当前路径
man 显示一个程序的手册页，按q退出。如man ls
tee从输入中读取数据到输出中。如tee file1 file2将输入的数据同时保存在两个文件中。-a 追加。
cat用于连接文件并打印到标准输出设备上。

例如cat -n file1 > file2把file1的内容加上行号后输入到file2中

cat /dev/null > test.txt清空test.txt
touch用于修改文件或目录的时间属性，包括存取时间和更改时间。若文件不存在，系统会建立一个新的文件。
chmod[ugoa...][[+-=][rwxX]...][,....]

u表示文件拥有者，g表示与该文件的拥有者同属一个group的用户，o表示其他，a表示这三者都是

+表示增加权限，-表示取消权限，=表示唯一设置权限

X表示只有当该文件是个子目录或者该文件已经被设定过可执行
stat用于显示inode内容
awk是一种处理文本文件的语言，是一个强大的文本分析工具。

例如获取文件的最后修改时间 ll file | awk '{print $6 "-" $7 "-" $8}'
grep [-r][范本样式][文件或目录...] 用于查找文件里符合条件的字符串

若不指定任何文件名称，或是文件名为- ，则从标准输入读取数据。

-r 以递归的方式查找符合条件的文本

例如grep test *file在当前目录中的后缀为file的文件中查找包含test字符串的文件，并打印出该字符串的行。

Tips

多个单词作为一个参数，除了用单引号或者双引号，如”Hello World“，也可以用\，如 Hello\ world
单引号和双引号的区别 单引号将剥夺其中的所有字符的特殊含义，而双引号中的$（参数替换）和'（命令替换）是例外
要进入一个目录，用户必须对该目录及其父目录具有搜索权限（execute，x）
基本上/bin下的所有文件对于其他用户都是可执行的
sysfs 挂载在/sys 下，将许多内核参数以文件的形式暴露出来。例如：屏幕亮度参数在/sys/class/backlight/brightness，通过向该文件写入一个数字，可以改变屏幕亮度
工具如https://github.com/koalaman/shellcheck可以帮助检测shell脚本的错误

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