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Shell（二）：变量、数据重定向和管道

2017-03-22 16:08 323 查看

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Shell（二）：变量、数据重定向和管道

作者 Sam_Lau 关注

2015.05.21 08:27 字数 2631 阅读 5835评论
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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。

Variable & Redirection & Pipe.png

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：

no share variable.png

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。

share variable.png

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：

env command.png

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：

set command.png

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：

echo $PATH

echo command.png

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：

set variable.png

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：

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：

wrong variable name.png

等号

两边不能有空格

blank can't exist.png

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：

double quotation marks.png

而单引号

' '

内的一些特殊字符，仅为一般字符，即纯文本，例如：

single quotation marks.png

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

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

get information from comand 1.png

使用

$(命令)

的方式

get information from comand 2.png

如果变量想增加变量的值，可以使用

$variable

累加

append variable value.png

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

export VARIABLE

系统环境变量一般都是字母全部大写，例如：

PATH

，

HOME

，

SHELL

等

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

unset variable.png

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。

export variable in zshrc file.png

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

source command.png

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。

Redirection.png

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

stdin demo.png

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

stdin demo 1.png

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

stdin demo 2.png

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

。

stderr demo 1.png

如果你想追加错误信息，可以使用

2>>

符号

stderr demo 2.png

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

seperate stdout & stderr.png

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

combine stdout & stderr.png

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

stdin demo 1.png

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

stdin demo 2.png

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

stdin demo 3.png

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。