61、深入探索BASH shell：高效操作技巧与实用功能

深入探索BASH shell：高效操作技巧与实用功能

在使用BASH shell时，掌握一些高效的操作技巧和实用功能可以极大地提升工作效率。本文将详细介绍BASH shell的自动补全、键盘快捷键、命令历史记录、管道和输出重定向等功能。

1. 自动补全功能

自动补全是BASH shell中非常实用的功能，它可以帮助用户快速输入命令、文件名和路径。

1.1 文件和路径的自动补全

当输入文件夹名的前几个字母后，按下Tab键，BASH会尝试补全剩余部分。例如，输入 cd myfol 后按Tab键，如果当前目录中有以 myfol 开头的文件夹，BASH会自动补全。若当前目录中没有匹配项，补全则不会生效。
此外，还可以指定初始路径进行自动补全。比如，输入 cd /ho 后按Tab键，BASH会在根目录（ / ）中查找并补全路径，可能会补全为 /home 。若要运行当前目录下的程序，输入 ./ 加上程序名的开头部分，再按Tab键，BASH会自动补全程序名。

graph LR
    A[输入文件夹名开头] --> B{按Tab键}
    B -- 有匹配项 --> C[自动补全]
    B -- 无匹配项 --> D[无补全]
    E[输入cd /路径开头] --> F{按Tab键}
    F -- 有匹配项 --> G[自动补全路径]
    F -- 无匹配项 --> H[无补全]
    I[输入./程序名开头] --> J{按Tab键}
    J -- 有匹配项 --> K[自动补全程序名]
    J -- 无匹配项 --> L[无补全]

1.2 查看可用选项

如果BASH无法找到匹配项，再次按下Tab键会显示所有可用选项。例如，在shell中输入 ba ，然后连续按两次Tab键，BASH会列出所有以 ba 开头的命令：

badblocks  baobab  basename  bashbug
banner  base64  bash  batch

这是一种探索系统可用命令的好方法，还可以使用 --help 选项查看命令的功能，或浏览命令的手册页。在目录和文件名自动补全中使用此技巧也非常有用，例如在目录中输入 cd 后按两次Tab键，BASH会显示可用的目录。

1.3 其他自动补全示例

在Ubuntu系统中，Tab自动补全还可用于其他命令。比如，使用 apt-get 命令安装软件时，输入部分包名后按Tab键可自动补全。此外，在使用 man 命令查看技术文档时，输入 man 和感兴趣的命令的部分内容，再按Tab键也能实现自动补全。

2. 键盘快捷键

Ctrl和Alt键是使用BASH时的好帮手，它们提供了许多重要的命令行shell功能的快捷键，能提高输入效率。

2.1 BASH操作快捷键

快捷键	描述
导航
左右光标键	在文本中左右移动
Ctrl + A	移动到行首
Ctrl + E	移动到行尾
Ctrl + 右箭头	向前移动一个单词
Ctrl + 左箭头	向左移动一个单词
编辑
Ctrl + U	删除光标前到行首的所有内容
Ctrl + K	删除光标到行尾的所有内容
Ctrl + W	删除光标到单词开头的内容
Alt + D	删除光标到单词结尾的内容
Ctrl + T	交换光标左右的字符
Alt + T	交换光标左右的单词
杂项
Ctrl + L	清屏（清除当前行以上的所有内容）
Ctrl + U	撤销自上次命令以来的所有操作
Alt + R	撤销对当前行所做的更改
Ctrl + Y	撤销由Ctrl + K、Ctrl + W等操作导致的单词或行的删除
Alt + L	将当前单词（从光标到单词结尾）转换为小写

2.2 系统控制快捷键

• Ctrl + Z ：停止当前程序，将其挂起，直到用户切换回该程序或通过其他方式让其恢复运行，也可以手动终止它。
• Ctrl + C ：在程序运行时按下此键可终止程序，向程序进程发送终止信号。这在意外启动程序或命令运行时间过长时非常有用，也可尝试用它终止崩溃的程序，但有些复杂程序可能不适合以此方式终止。
• Ctrl + D ：向程序发送文件结束（EOF）消息，告知程序输入已结束。在shell提示符下单独按下Ctrl + D，若没有程序运行，会导致用户注销（如果使用的是GUI终端模拟器，程序会退出）。对于需要在命令行输入数据的程序，Ctrl + D也非常重要。

3. 命令历史记录

BASH shell会记录用户输入的每一条命令，并将其存储在硬盘上的列表中。在BASH会话期间，可以使用上下箭头键在命令历史记录中循环浏览。

3.1 查看和使用命令历史记录

• 按下上箭头键可返回命令历史记录，按下下箭头键则向前浏览。
• 若不想重新输入长命令，可以使用光标键在历史记录中找到该命令并按Enter键执行。
• 输入 history 命令可查看所有记录的命令，由于记录较多，列表会滚动出屏幕，可使用GNOME终端窗口的滚动条查看。若要查看最后20条命令，可输入 history 20 ，也可指定其他数字。
• 历史记录中的每条命令都有一个编号，在编号前加上感叹号（ ! ）可运行该命令。例如，输入 !923 会运行历史记录中编号为923的命令。
• 输入 !! 可重复执行上一条命令。输入 !cd 会在历史记录中查找最后一条以 cd 开头的命令并执行。
• 按下Ctrl + R可在命令提示符下搜索命令历史记录。开始输入时，BASH会根据历史记录中的匹配项自动补全命令，但可能最初的匹配结果并非所需，此时可继续输入或再次按下Ctrl + R循环查找。

graph LR
    A[使用上下箭头键] --> B[浏览命令历史记录]
    C[输入history] --> D[查看所有命令历史记录]
    E[输入history 数字] --> F[查看指定数量的命令历史记录]
    G[输入!编号] --> H[运行指定编号的命令]
    I[输入!!] --> J[重复上一条命令]
    K[输入!命令开头] --> L[运行历史记录中最后一条以该开头的命令]
    M[按下Ctrl + R] --> N[搜索命令历史记录]

4. 管道和输出重定向

在使用BASH shell时，目录列表或其他命令的输出可能会滚动出屏幕，此时可以使用管道和输出重定向来解决这个问题。

4.1 命令输出的管道操作

管道是UNIX的一项创新功能，它允许将一个命令的输出作为另一个命令的输入。例如，要查看一个充满文件的目录的详细列表（ ls -l ），但输出会滚动出屏幕，可使用管道将输出传递给 less 命令：

ls -l | less

| 符号是管道符号，在大多数美国键盘上位于方括号键旁边（靠近Enter键，需按住Shift键才能输入）。在上述示例中， ls -l 命令的输出不会直接显示在屏幕上，而是通过管道传递给 less 命令，在 less 中可以从容地查看列表，使用Page Up、Page Down或箭头键滚动浏览。退出 less 后，列表不会保存为文件。
同样，也可以将 history 命令的输出通过管道传递给 less 命令：

history | less

管道操作可用于任何命令的输出，常见的用途是在命令输出中搜索特定字符串。例如，要在一个拥挤的目录中查找文件名包含 flower 的文件，可使用以下命令：

ls -l | grep -i 'flower'

此命令先运行 ls -l ，将输出传递给 grep 命令， grep 会在输出中搜索 flower 这个单词（ -i 选项表示忽略大小写），若找到匹配结果会显示在屏幕上。还可以在一个命令行中多次使用管道，例如查找文件名同时包含 flower 和 daffodil 的文件：

ls -l | grep -i flower | grep -i daffodil

4.2 输出重定向

输出重定向是将命令的输出传递给文件，而不是另一个命令。也可以将文件的内容传递给命令。
- 创建文件 ：若要创建一个包含目录列表的文件，可使用以下命令：

ls -l > directorylisting.txt

> 符号表示将 ls -l 命令的输出重定向到名为 directorylisting.txt 的文件中。若该文件已存在，会被新数据覆盖；若不存在，则会创建该文件。
- 追加数据 ：使用 >> 符号可将数据追加到已存在的文件末尾。例如：

ls -l >> directorylisting.txt

若文件不存在，同样会创建该文件。
- 文件合并 ：结合 cat 命令和重定向可将两个或多个文件合并为一个文件。例如：

cat myfile1.txt myfile2.txt > myfile3.txt

• 文件内容传递给命令 ：使用 < 符号可将文件内容传递给命令。例如，使用 sort 命令对文件内容进行排序并将结果保存到另一个文件中：

sort < textfile.txt > sortedtext.txt

通过掌握这些BASH shell的功能和技巧，用户可以更加高效地使用命令行，提高工作效率。无论是自动补全、键盘快捷键、命令历史记录，还是管道和输出重定向，都能为用户带来便利。希望本文介绍的内容能帮助读者更好地使用BASH shell。

深入探索BASH shell：高效操作技巧与实用功能（续）

5. 管道和输出重定向的高级应用

前面介绍了管道和输出重定向的基本操作，实际上它们还有一些高级应用场景，能进一步提升我们处理数据和命令输出的能力。

5.1 多管道复杂过滤

在实际应用中，可能需要对数据进行多次过滤和处理。例如，在一个包含多种文件类型的目录中，我们想要找出所有以 .txt 结尾且文件名包含 report 的文件，并且只显示文件的权限、大小和文件名。可以使用如下命令：

ls -l | grep '\.txt$' | grep -i 'report' | awk '{print $1, $5, $9}'

这个命令的执行流程如下：
1. ls -l ：列出当前目录下所有文件的详细信息。
2. grep '\.txt$' ：过滤出所有以 .txt 结尾的文件信息。
3. grep -i 'report' ：在上述结果中，进一步过滤出文件名包含 report 的文件信息。
4. awk '{print $1, $5, $9}' ：从过滤后的结果中提取文件的权限（第1列）、大小（第5列）和文件名（第9列）并输出。

graph LR
    A[ls -l] --> B[列出所有文件详细信息]
    B --> C[grep '\.txt$']
    C --> D[过滤出以.txt结尾的文件信息]
    D --> E[grep -i 'report']
    E --> F[过滤出文件名包含report的文件信息]
    F --> G[awk '{print $1, $5, $9}']
    G --> H[输出文件权限、大小和文件名]

5.2 重定向错误输出

在执行命令时，除了标准输出，还可能会产生错误输出。可以使用特定的符号将错误输出重定向到文件。例如，在执行一个可能会出错的命令 ls non_existent_directory 时，将错误信息重定向到 error.log 文件：

ls non_existent_directory 2> error.log

这里的 2> 表示将标准错误输出（文件描述符为2）重定向到 error.log 文件。如果想要同时将标准输出和错误输出都重定向到同一个文件，可以使用 &> ：

ls non_existent_directory &> all_output.log

6. 结合自动补全和命令历史记录的技巧

自动补全和命令历史记录功能可以结合使用，进一步提高操作效率。

6.1 补全历史命令

当想要重复执行历史记录中的命令，但只记得部分内容时，可以先使用 Ctrl + R 搜索历史记录，找到大致匹配的命令后，再使用Tab键进行自动补全。例如，之前执行过一个很长的 git 命令，现在只记得开头是 git commit -m ，可以按下 Ctrl + R ，输入 git commit -m ，找到该命令后，若命令中还有未补全的部分，按下Tab键尝试自动补全。

6.2 利用历史记录补全路径

如果之前在命令中使用过某个路径，之后再次需要输入该路径时，可以先输入路径的开头部分，然后按下 Ctrl + R ，输入路径中记得的部分内容，快速定位到该路径，再按下Tab键完成补全。例如，之前使用过 /home/user/documents/reports 路径，之后再次输入时，先输入 /home ，按下 Ctrl + R ，输入 reports ，找到该路径后按Tab键补全。

7. 键盘快捷键的组合应用

键盘快捷键不仅可以单独使用，还可以组合起来完成更复杂的操作。

7.1 快速编辑命令

在输入命令时，如果发现前面输入的内容有误，可以使用 Ctrl + A 移动到行首，然后使用 Ctrl + K 删除到行尾，重新输入正确的内容。或者使用 Ctrl + U 直接删除光标前到行首的所有内容，再重新开始输入。

7.2 高效切换任务

在执行多个任务时，可以使用 Ctrl + Z 暂停当前任务，然后使用 jobs 命令查看当前挂起的任务列表，使用 fg %编号 将指定编号的任务恢复到前台继续执行，使用 bg %编号 将指定编号的任务放到后台继续执行。例如：

# 执行一个长时间运行的命令
sleep 100
# 按下Ctrl + Z暂停该命令
# 查看挂起的任务
jobs
# 将任务恢复到前台执行
fg %1

8. 总结

BASH shell提供了丰富的功能和实用的技巧，通过合理运用自动补全、键盘快捷键、命令历史记录、管道和输出重定向等功能，可以大大提高我们在命令行环境下的工作效率。

功能	作用	示例
自动补全	快速输入命令、文件名和路径	输入 cd /ho 按Tab补全为 /home
键盘快捷键	提高输入和操作效率	Ctrl + A 移动到行首
命令历史记录	方便重复使用之前的命令	输入 !! 重复上一条命令
管道	将一个命令的输出作为另一个命令的输入	ls -l | less
输出重定向	将命令输出保存到文件或从文件获取输入	ls -l > directorylisting.txt

在实际使用过程中，我们可以根据具体的需求灵活组合这些功能，不断探索和尝试，以适应不同的工作场景。希望这些技巧能帮助你在BASH shell的世界中更加游刃有余，提升工作和学习的效率。

通过不断实践和总结，我们可以发现更多BASH shell的奥秘，让命令行操作变得更加简单、高效和有趣。无论是系统管理、软件开发还是日常的文件处理，BASH shell都能成为我们得力的工具。