31、Linux Shell 操作与文件管理全解析-优快云博客

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Linux Shell 操作与文件管理全解析

1. 标准输出重定向

在 Linux 中，我们可以将标准输出重定向到文件而非屏幕显示。要实现这一点，可在 Linux 命令行中使用输出重定向操作符大于号（>），其后紧跟文件名。例如：

$ ls -l *.c > programlist

此操作会创建新的目标文件。若文件已存在，将被标准输出的数据覆盖。为防止覆盖现有文件，可设置 noclobber 特性：

$ set -o noclobber
$ cat myarticle >! oldarticle

这里的 > 操作符虽置于命令后，但重定向操作会在命令执行前进行。若文件已存在，会先被销毁再创建同名文件。

以下是一个将 ls 命令输出重定向到文件的示例：

$ ls
mydata intro preface
$ ls > listf
$ cat listf
mydata intro listf preface

需要注意的是，若使用相同文件名作为命令的输入文件和重定向的目标文件，会出现错误。因为重定向操作先执行，输入文件会被销毁并替换为同名空文件。

除了覆盖文件，还可使用 >> 操作符将标准输出追加到现有文件末尾：

$ cat myarticle >> allarticles
$ cat oldarticle >> allarticles

1.1 重定向操作总结

命令	执行操作
`command > filename`	将标准输出重定向到文件或设备，若文件不存在则创建，存在则覆盖
`command < filename`	将标准输入从文件或设备重定向到程序
`command >> filename`	将标准输出重定向到文件或设备，并将输出追加到文件末尾
`command 2> filename`	将标准错误重定向到文件或设备
`command 2>> filename`	将标准错误重定向并追加到文件或设备
`command 2>&1`	在 Bourne shell 中将标准错误重定向到标准输出
`command >& filename`	在 C shell 中将标准错误重定向到文件或设备
`command \| command`	将一个命令的标准输出作为另一个命令的输入

2. 标准输入

许多 Linux 命令可从标准输入接收数据，标准输入的数据来自设备或文件，默认设备是键盘。我们也可将标准输入重定向，从文件而非键盘接收输入，使用小于号（<）操作符。示例如下：

$ cat < myarticle
hello Christopher
How are you today
$

还可同时对标准输入和标准输出进行重定向：

$ cat < myarticle > newarticle

3. 管道操作

在 Linux 中，可使用管道操作符（|）将一个命令的标准输出作为另一个命令的输入。例如，要将文件名列表发送到打印机打印，可使用以下命令：

$ ls | lpr

管道操作可与其他 shell 特性结合，实现特定操作。如只打印 .c 扩展名的文件：

$ ls *.c | lpr

管道不仅可处理文件名列表，还能处理整个文件内容。例如，将 mydata 文件内容读取并输出，再通过管道发送到打印机：

$ cat mydata | lpr

Linux 中有许多能生成修改后输出的命令，如 sort 命令可对文件内容按行进行字母排序。这类输出修改后版本输入的命令称为过滤器，常与管道结合使用：

$ sort mylist | more

使用 - 作为命令参数，可更精确控制管道输入，它代表标准输入。

4. Linux 文件

4.1 文件名规则

在 Linux 中，文件名可使用字母、下划线、数字，也可包含句点和逗号，但除特殊情况外，文件名不应以句点开头。像斜杠、问号、星号等字符是系统保留的特殊字符，不能作为文件名的一部分。文件名最长可达 256 个字符，也可包含空格，但在命令行引用时需用引号括起来。例如：

preface
chapter2
9700info
New_Revisions
calc.c
intro.bk1
"New book review"

4.2 隐藏文件

特殊的初始化文件用于保存 shell 配置命令，这些是隐藏文件（以句点开头）。例如， .mozilla 目录用于保存 Mozilla 数据和配置文件。使用 ls 命令时，隐藏文件默认不显示，若要显示，需使用 -a 选项。

4.3 文件详细信息

ls -l 命令可显示文件的详细信息，包括权限、链接数、文件所有者、所属组、文件大小、最后修改日期和时间以及文件名。示例如下：

$ ls -l
-rw-r--r-- 1 chris weather 207 Feb 20 11:55 mydata
-rw-rw-r-- 1 chris weather 568 Feb 14 10:30 today
-rw-rw-r-- 1 chris weather 308 Feb 17 12:40 monday

4.4 文件类型

Linux 中所有文件都采用字节流的物理格式，这使 Linux 能将文件概念应用于系统的每个数据组件。常见的文件类型有以下 5 种：
- 普通文件
- 目录文件
- 先进先出（FIFO）管道
- 字符设备文件
- 块设备文件

虽然很少直接引用文件类型，但在搜索目录或设备时可能会用到。可使用 file 命令判断文件用途：

$ file monday reports
monday: text
reports: directory

若需逐字节检查整个文件，可使用 od 命令，默认以八进制表示每个字节，也可指定字符、十进制或十六进制表示。

4.5 文件类型判断流程

graph TD;
    A[开始] --> B[使用 file 命令检查文件];
    B --> C{文件类型判断};
    C -->|文本文件| D[显示 text];
    C -->|目录文件| E[显示 directory];
    C -->|其他类型| F[显示相应类型];
    D --> G[结束];
    E --> G[结束];
    F --> G[结束];

5. 文件结构

Linux 采用树形结构组织文件，文件被分层存放在不同的目录中。每个目录既可以包含文件，也可以包含其他子目录。这种结构就像一棵树，根目录是树干，各个子目录和文件则是树枝和树叶。

5.2 用户主目录

用户登录系统后，会进入自己的主目录，主目录的名称通常与用户的登录名相同。用户在登录后创建的文件默认会存放在主目录中，并且可以在主目录下创建更多的子目录来组织文件。例如，用户 dylan 的主目录是 /home/dylan 。用户可以通过目录名访问特定目录，也可以使用 cd 命令将某个目录设置为当前工作目录。当执行文件操作时，如果不指定目录名，默认操作的是当前工作目录。

5.3 路径名

5.3.1 绝对路径名和相对路径名

文件或目录的全名是其路径名，路径名可以分为绝对路径名和相对路径名。绝对路径名从根目录开始，是文件或目录的完整路径；相对路径名从当前工作目录开始，是相对于当前工作目录的路径。例如，假设当前工作目录是 /home/chris ，文件 monday 的绝对路径名是 /home/chris/reports/monday ，相对路径名则是 reports/monday 。

5.3.2 波浪号（~）的使用

为了方便引用主目录，可使用波浪号（~），它代表用户主目录的绝对路径名。例如，要访问主目录下 reports 目录中的 monday 文件，可使用以下命令：

$ cat ~/reports/monday

5.4 文件结构层次流程

graph TD;
    A[/根目录/] --> B[/home/]
    A --> C[/bin/]
    A --> D[/usr/]
    A --> E[/var/]
    A --> F[/dev/]
    A --> G[/etc/]
    B --> H[/home/chris/]
    H --> I[/home/chris/reports/]
    I --> J(monday 文件)
    D --> K[/usr/bin/]
    D --> L[/usr/sbin/]
    D --> M[/usr/lib/]
    D --> N[/usr/share/]
    N --> O[/usr/share/doc/]
    N --> P[/usr/share/man/]
    E --> Q[/var/spool/]

6. 总结

通过本文的介绍，我们了解了 Linux 中标准输入输出的重定向方法、管道操作的使用，以及 Linux 文件的命名规则、文件类型和文件结构等重要知识。这些知识对于在 Linux 系统中进行高效的文件管理和命令操作至关重要。在实际使用中，我们可以根据具体需求灵活运用这些技术，提高工作效率。例如，合理使用重定向和管道操作可以简化复杂的任务，利用文件结构的特点能够更好地组织和查找文件。希望这些内容能帮助你更好地掌握 Linux 系统的使用。