linux基础学习笔记二：vim, shell和shell脚本

3.1 vim

只记录一些不太熟悉且强大的命令：

• 功能键[home]或者0：到行首；
• 功能键[end]或者$：到行尾；
• 数字+回车：往下走多少行；
• [ctrl] + v：矩形区块选择；
• u：撤销；
• [ctrl]+r：redo；
• .：重复上个指令
• y是复制，d是删除，有一些通用变种：
  • yy是一行，数字+yy是几行，y1G是从头到光标位置，yG是到结尾，y0是到行首，y$是到行尾。
• :1,$s/word1/word2/gc，从头到尾替换word1为word2，c是可选的，在替换前请求确认。
  -:w [filename]：另存为， 甚至还有:n1,n2 w [filename]。
• :sp [filename]：分屏打开另一个文件。[ctrl] +w+↑用来切换窗口。
• :set nu：显示行号。
• :! ls /usr：暂时离开vim去执行别的命令。

3.2 shell基础

本节的shell都以bash为例说明。

3.2.1 一些普通命令

• [ctrl]+u：从当前位置删到开头，+k则是删到结尾；
• [ctrl]+s：暂停屏幕输出，+q恢复屏幕输出。这些都可以通过stty命令来查看修改。
• alias可以给命令起别名，对复杂且常用的命令很好用
• history是历史命令，不过条数有限。另外也建议不要给同一个用户开多个连接，因为历史记录会被覆盖乱掉。
• printf可以在命令行上格式化打印数据，和C语言很像。
• 差异比较：
  • diff file1 file2可以查看两个文件的差异，在行的级别上；还可以比较目录。
    • 通过diff，我们可以制作补丁文件，diff -Naur old_file new_file > file.patch
    • 然后通过patch命令，可以将旧文件更新成新文件。
  • cmp会找字节级别上的差异。
• 命令的查找路径：
  1. 绝对或相对路径：./program
  2. alias中的命令
  3. shell 内置命令，比如cd
  4. 操作系统提供的脚本，即$PATH的目录中提供的脚本程序。
• 多条命令的执行：
  1. ;是多条指令连续执行；
  2. &&是前一条成功了，后面一条执行；否则不执行。
  3. ||恰好反过来，前一条失败了，后面一条执行，否则不执行。

3.2.2 变量和环境变量

• env观察所有环境变量，set观察所有环境变量+自定义变量，echo观察一个变量。
• 读取环境变量时，需要用$，但对其修改时则不用，修改时只需var=/home/user即可。
  • 注意：为变量赋值时，单引号里面的值全部解析为纯文本，也就是不能读取其他变量；但是双引号里面是可以解析变量的。
  • 变量是可以累加的，最经典的PATH=${PATH}:/usr/local/bin，不需要任何符号，直接把变量放上去就行了。
  • 变量也可以从用户输入中读取，使用read命令，read -p "input sth." var
  • export可以将自定义变量share给子进程，但也只有子进程可以看到。
• 变量类型可以定义为字符串（默认），整数，数组。命令为declare -i/a var。参数-x可以将var设为当前shell的环境变量，如下条。
• 命令中如果需要其他命令的返回值，可以用$(locate find)括起来或者用``包裹起来。
• 像linux的命令提示符，就是由环境变量来设置格式的；
• 上一条指令的执行结果，会存在一个系统变量$?，一般成功则为0。

• 变量判断检测：

• 变量还可以做删除一部分和替换一部分，也可以检测某个变量是否存在或是否为空。
• 在用户登录shell的时候，shell会自己读入一组环境变量，读入的文件有两个：
  1. /etc/profile：整个系统的环境变量，在这个脚本中，还会额外读入并执行：
  • /etc/profile.d/*.sh：一些基本环境和alias
  • /etc/locale.conf：语系设置
  • /usr/share/bash-completion-completions：自动补齐规则
  2. ~/.bash_profile：用户的环境变量，如果没有的话就依次找~/.bash_login或者~/.profile。会额外读入：
  • ~/.bashrc：一些个人设置，没登录的时候也会激活。
• source或者.命令可以主动激活一个配置文件
• ~/.bash_logout：注销shell时的操作。

3.2.3 高级命令

3.2.3.1 通配符与正则表达式

shell的命令中有四种通配符可以用：

• *：任意多个任意字符
• ?：一个任意字符
• [abcd]：方括号中的一个字符。类似正则表达式，[0-9]，[^a-c]的用法也支持。

通配符由shell负责解析，正则表达式则由命令本身负责解析。能支持正则表达式的命令则不再使用通配符规则，比如grep，sed，awk等。

• ^代表行首，$代表行尾；
• .和通配符中的?含义一致；
• *用来表示前一个字符零个或任意多个；
• \{n\}表示n个前一个字符，\{n,m\}表示[n,m]个前一个字符，\{n,\}表示大于等于n个前一个字符。
• 方括号和通配符规则一致。
• 【扩展版】+表示一个或多个前一个字符，?表示0个或1个前一个字符。
• 【扩展版】|表示或。
• 【扩展版】()可以把部分正则表达式括号成一个群组，比如：
  • g(oo|la)d表示两个单词之一，A(xyz)+c表示中间一个或多个xyz。

一些常用的正则表达式搭配：

• .*代表0个或任意多个任意字符；
• ^$：空白行

还有一些宏可以用在正则表达式里：

• [:space:]表示任何空白符，[:blank:]表示空格和TAB
• [:lower:],[:upper:]表示小写/大写英文字母，[:alpha:]代表所有英文字母
• [:digit:]代表所有数字，[:alnum:]代表字母和数字

3.2.3.2 数据流重定向

命令执行（可能）有三条数据流，输入数据流stdin，标准输出流stdout，标准错误输出流stderr，分别对应代码0,1,2。数据流重定向是将数据的末端从屏幕变成文件。

• >：将标准输出流输出到文件中（覆盖写），>>则是追加写；
• 2>, 2>>是写标准错误流；
• 2>&1 >, 2>&1 >>是同时把输出流和错误列写出来；
• 如果想丢弃这些输出，可以重定向到/dev/null这个黑洞中去；
• <是从文件中获取输入（而非命令行），<<是指定用户键盘输入的结束字符串（没啥用）。
• tee:转存命令，可以在多个管道命令传递数据之间额外保存中间结果到文件中，参数-a表示追加写。

3.2.3.3 管道命令

管道命令|是将前一个命令的标准输出作为后一个命令的标准输入，这要求后一个命令必须能接受标准输入，即是管道命令。

• grep选行: last | grep 'root'：将输入中带有pattern的行留下来，pattern支持正则表达式。参数-c可以计数，-i忽略大小写，-v反向选择，-n显示行号，-A 3显示后几行，-B 4显示前几行。
  • grep有一个重要功能就是搜索文件中出现了什么关键字，比如grep 'key' ./*, grep 'key' $(find . -type f), find . -type f | xargs -n 10 grep 'key'
• cut选列: echo $PATH | cut -d ":" -f 5,7：将输入的每一行，按照-d后面的字符split，然后取出第-f个元素。有一个参数-c可以直接选择字符的索引区间，比如export | cut -c 10-20
• sort排序：默认按照字典序排序各行。参数-f忽略大小写，-b忽略前导空格，-r反向排序，-n数值排序。
  • less data.txt | sort -t ":" -k 3-5 -n，用:split，按照第3-5列数值排序。
• uniq去重：-i忽略大小写，-c对每个元素进行计数。
• tr,join等命令可以对数据做删除/替换，两组数据的join，笛卡尔积join等，不详细展开。
• wc计数：-l统计行数，-w统计英文字母数，-m统计字符数。
• split划分：-b参数确定分割后的最大文件大小，-l确定最大行数。
  • split -l 10 file new_files：由于这里需要一个文件参数，如果在管道中就用-来代替文件名代表从标准输入中获得，输出的文件也可以用-来代替代表标准输出流。
• xargs将标准输入流变成参数：很多常用命令并非管道命令，比如ls，我们可以通过...|xargs ls把标准输入流变成参数传给ls命令。
  • 有些命令只能接受一个参数，则可以用...|xargs -n 1 ls表示每次只传递一个参数；另外-p表示每次执行都询问，-e可以设置最后一个参数是什么样的。
• sed：强大的数据操作工具。
  • 删除：...|sed '2,5d'表示删除【2,5】行；...|sed '2,$d'表示删到结尾。
  • 新增：...|sed '2a new line'表示在第二行下面新插入一行，文字为new line；通过\+回车还可以直接插入多行；
  • 替换：...|sed '2,5c repleaced text'，把[2,5]行替换成了一行replaced text；
  • 打印：...|sed -n '2,5p'，很简答，只打印[2,5]行，注意参数-n表示只显示操作的部分；
  • 行内替换：...|grep 'sth'| sed 's/old word'/new word/g，注意old word可以是一个正则表达式。
  • 参数-i可以直接修改文件中的数据。
  • 参数-e，如果需要多个连续操作，每个操作前面都需要加-e
• awk: 表格式数据处理工具。以换行符定义行，以空格或[tab]分割列（可以设置分割符）。awk会迭代处理每一行，$1代表第一列，依次类推，然后判断条件，满足则执行操作。$0最特殊，表示一整行。
  基本语法是awk '条件1{操作1} 条件2{操作2}'
  • ... | awk '{print $1 "\t" $3}' 无条件，打印第一列和第三列的数据；

awk命令还藏了两个变量，NR表示现在处理的是第几行，NF表示该行共有几列。

• ... | awk '{print "cur line:" NR ", total columns: " NF}'

设置分隔符是另一个变量FS

• ... | awk 'BEGIN {FS=":"} $3<10{print $3}'：第一个操作设置分隔符为:，随后若第三列<10，则打印第三列。BEGIN表示从第一行的分隔符就是:，否则从第二行开始。

在awk的操作中，即{}中，可以有多条命令，用;或者回车可以分隔；甚至还可以定义变量，且无需加上$读取变量；再甚至可以有条件逻辑和循环逻辑，非常强大

3.2.4 ulimit

• ulimit可以对各个用户对系统的资源使用作出限制，比如：
  • -d 是对一个进程的内存大小的限制（不仅仅是二进制文件的数据段，也包括动态申请的堆）。
  • -l最大锁住的内存，即钉死在内存里，不允许交换的内存数据。
  • 【这个指令很强大，其他限制将继续研究补充】

3.3 shell脚本

shell脚本就是一系列shell命令写到文件里，从上到下依次执行而已。
规则是碰到回车就执行当前行命令，除非是用\+回车换行。
基本规则：

• 第一行必须有#!/bin/bash用来指明这个脚本在哪个shell中执行，=。注意这不是注释，没有这一行系统不知道用哪个shell来执行这个脚本。
• 可以用exit + 数字来结束这个脚本。

执行方式：

• 一种是直接执行，用绝对/相对路径执行，或者放到$PATH里面，或者用sh或bash显示执行，其实都会启用一个子进程，在子进程中执行，执行结束后，定义的变量也就丢弃了；
• 另一种是用source来执行，这样是直接在父进程中执行，定义的变量也会得到保留。
• 参数-x会打印执行过的每一条命令，可以用于调试。

脚本的参数：脚本也可以拥有参数，在脚本中以特殊方式读取

• $1代表第一个参数，后续的依次类推；
• $0代表脚本路径；
• $@代表全部参数的一个变量

条件逻辑：

if [some condition] && [other condition]; then
  sth
elif [conditon1] || [condition2]; then
  sth
else [condition 3]
  sth
fi

选择逻辑：

case $var in 
  "one")
    sth
    ;;
  "two")
    sth
    ;;
  *)
    echo "Usage: ./$0 one or two"
    ;;
esac

循环逻辑：

while [condition]
do
    sth
done

until [condition]
do
    sth
done

for var in one two three
do
    sth
done
for var in $(ls .), for var in {1..100}, for var in $(seq 1 100)

for (( i=1; i<=${th}; i=i+1 ))
do
    sth
done

shell内的函数：没有返回值，但是可以像命令那样传递些参数进来，里面仍然会有$1,$2,$0是函数名，但与整个脚本的不同，只看调用的时候提供的参数。

function fname(){
    echo "$1"
}
fname hello