34、技术干货：Shell命令、troff宽度表及mm与ms宏包对比全解析

技术干货：Shell命令、troff宽度表及mm与ms宏包对比全解析

1. Shell命令总结

Shell命令在系统操作中扮演着至关重要的角色，下面将详细介绍Bourne Shell的语法，涵盖特殊字符、变量以及内置编程命令。

1.1 特殊文件

• $HOME/.profile ：在Shell启动时执行。

1.2 文件名生成的特殊字符

字符	功能
*	匹配任意字符串
?	匹配任意单个字符
[ ... ]	匹配方括号内的任意字符，若两个字符用连字符分隔，则匹配这两个字符之间的任意字符

1.3 控制流特殊字符

字符	功能	示例
|	执行管道操作，将前一个命令的输出作为后一个命令的输入	cat file | lpr
;	分隔同一行的顺序命令
&	在后台运行命令	lpr file &
&&	若前一个命令执行成功，则执行后续命令	grep string file && lpr file
||	若前一个命令执行失败，则执行后续命令	grep string1 file || grep string2 file

1.4 变量替换

表达式	功能
variable=value	将变量设置为指定值
$variable	使用变量的值
${variable:-value}	若变量已设置，则使用该变量；否则将其设置为指定值
${variable:?value}	若变量已设置，则使用该变量；否则打印指定值并退出

1.5 Shell参数和变量

参数/变量	功能
$#	命令行参数的数量
$-	调用时或通过 set 命令提供的选项
$?	最后执行命令的返回值
$$	当前进程的进程号
$!	最后一个后台命令的进程号
$HOME	cd 命令的默认（主目录）值
$IFS	内部字段分隔符
$MAIL	默认邮件文件
$PATH	命令的默认搜索路径
$PS1	主提示符字符串，默认为 $
$PS2	次提示符字符串，默认为 >
$TERM	指定终端类型

1.6 Shell函数和内置命令

• Shell函数 ：

name() { command1; ...; commandn }

创建一个名为 name 的函数，该函数由花括号内的命令组成，可在当前脚本中通过名称调用。

• 内置命令 ：
  | 命令 | 功能 |
  | ---- | ---- |
  | break [n] | 从 for 、 while 或 until 循环中退出 n 层 |
  | case | 根据模式匹配执行相应命令 |
  | cd [dir] | 更改当前目录为指定目录 |
  | continue [n] | 继续 for 、 while 或 until 循环的第 n 次迭代 |
  | echo args | 在标准输出上打印参数 |
  | eval [arg ...] | 计算参数，然后执行结果 |
  | exec [cmd] | 用指定命令替换当前Shell |
  | exit [n] | 以指定状态码退出Shell |
  | export [var ...] | 将变量导出到环境中 |
  | for variable [in list ...] | 对列表中的每个项执行命令 |
  | if | 根据条件执行相应命令 |
  | hash cmds | 临时将命令添加到搜索路径中 |
  | login [user ...] | 以其他用户身份登录 |
  | newgrp [group ...] | 更改组ID |
  | pwd | 打印当前工作目录 |
  | read [var ...] | 从标准输入读取变量的值 |
  | readonly [var ...] | 将变量标记为只读 |
  | return | 停止当前Shell函数的执行并返回调用级别 |
  | set [t] [options] | 设置或显示Shell变量和选项 |
  | shift | 对参数进行移位操作 |
  | test exp 或 [exp] | 计算表达式的值 |
  | times | 打印累积的进程时间 |
  | trap [cmd] [n] | 当接收到指定信号时执行命令 |
  | type commands | 打印命令的相关信息 |
  | until condition | 直到条件满足为止，执行命令 |
  | ulimit [size] | 设置可创建文件的最大大小 |
  | umask [nnn] | 设置文件创建掩码 |
  | unset vars ... | 删除变量的定义 |
  | wait [n] | 等待指定进程终止并报告其状态 |
  | while condition | 当条件满足时，执行命令 |
  | filename | 读取并执行可执行文件中的命令 |

2. troff宽度表格式

troff使用存储在 /usr/lib/font 目录中的宽度表来确定如何在页面上放置文本，下面将详细介绍其相关内容。

2.1 目录结构

对于系统支持的每种troff输出设备，都有一个名为 /usr/lib/font/devX 的目录，其中 X 是设备名称。例如：

$ ls -F /usr/lib/font
devlj/
devps/

每个目录中包含一个总体设备描述文件 DESC 和系统字体的各个字体文件，这些文件有ASCII和二进制两种形式，二进制文件通过 makedev 实用程序从ASCII版本创建，后缀为 -out 。

2.2 DESC文件

DESC文件包含输出设备的总体描述，包括分辨率、纸张大小、默认安装的字体、可用的字号以及设备支持的所有troff特殊字符名称的完整列表。示例如下：

# HP LaserJet
fonts 6 R I B HB CW S
sizes 7 8 10 12 14 17 22 27 0
res 300
hor 1
vert 1
unitwidth 12
paperwidth 2400
paperlength 3300
charset
fi fl ff Fi F1
br vr ul ru
bu sq em hy 14 12 34 aa ga
\I
\A
\-
sc gr no is pt es mo
dd rh lh bs or ci
It lb rt rb lk rk bv If rf IC rc

DESC文件中使用的关键字及其功能如下：
| 关键字 | 功能 |
| ---- | ---- |
| fonts | 指定设备要安装的字体数量，后跟字体名称列表（最多十个） |
| sizes | 各种字体可用的字号 |
| res | 输出设备的分辨率，以每英寸点数为单位 |
| hor | 设备在水平方向上可移动的最小分辨率单位数 |
| vert | 设备在垂直方向上可移动的最小分辨率单位数 |
| unitwidth | 其他文件中指定字符宽度的字号 |
| paperwidth | 页面的宽度，以分辨率单位为单位 |
| paperlength | 页面的长度，以分辨率单位为单位 |
| biggest font | 字体中字符的最大数量 |
| charset | 该输出设备支持的字符名称列表 |
| # | 开始注释 |

2.3 字体描述文件

对于DESC文件中 fonts 行列出的每个字体，都应有一个同名的字体文件，该文件包含字体中所有字符的列表，以及字符的宽度和其他相关信息。示例如下：

name R
internalname Roman
charset
4
8
VII
0
ru
25
A
42
B
35
C
37
W
40
X
28
Y
28
z
25
0
0
3
0
2
65
2
66
2
67
0
119
0
120
1
121
0
122
0
0
13
17

每个字符列出四列，用制表符分隔：
1. 字符名称 ：可以是字母、数字、符号或DESC文件 charset 部分定义的双字符troff特殊字符名称。
2. 字符宽度 ：以输出设备单位表示的字符宽度，该宽度是在DESC文件中 unitwidth 关键字指定的字号下的宽度。
3. 字符类型 ：表示字符是下降符（1）、上升符（2）、两者皆是（3）还是都不是（0）。
4. 排版代码 ：输出设备用于生成字符的代码，可以是十进制或八进制形式。

2.4 字体文件编译

完成宽度表后，需要使用 makedev 实用程序进行编译：

$ makedev DESC  # 编译DESC文件中列出的所有字体
$ makedev B  # 编译未包含在DESC文件中的字体

2.5 字体使用限制

用户不限于使用DESC文件中列出的“安装”字体，任何输出设备支持且有编译宽度表的字体都可以在文档中引用。但有时会遇到问题，如果使用的字体文件大小大于DESC文件中指定的最大安装字体，则troff可能会出现问题。解决方法包括：
- 从字体中删除不需要的字符。
- 在DESC文件中填充字体。
- 将有问题的大字体添加到DESC文件中。

3. 对比mm和ms宏包

如果系统中同时存在 ms 和 mm 宏包，可能会对它们的功能进行评估。一般来说， ms 和 mm 有许多相同的功能，但 ms 缺少一些重要功能，如自动编号列表和目录生成。不过， ms 的内部机制更容易学习，因此更容易用自定义宏进行扩展。

3.1 段落

宏包	块段落	首行缩进段落
ms	.P	.P1
mm	.LP	.PP
在 mm 中，可以通过将数字寄存器 Pt 设置为1或2来将默认段落类型从块段落更改为缩进段落，而 ms 宏缺少这种通用机制。

3.2 对齐方式

• mm ：使用 nroff 格式化程序时， mm 不右对齐文本。 .SA 1 可开启两个格式化程序的对齐功能， .SA 0 则关闭。
• ms ： ms 宏没有用于抑制段落正常对齐的宏，但可以使用 .na 请求来实现。

3.3 显示

两个宏包都使用 DS/DE 宏对来生成显示内容，但在对齐方式上有所不同：
- mm ：显示内容左对齐，提供静态和浮动显示（ .DF ），可以在显示内容中开启填充模式并指定右边界缩进。
- ms ：显示内容缩进，使用单独的保留宏对（ KS/KF 和 KE ）实现类似功能， QP 或 QS/QE 对可实现类似的引用材料功能。

3.4 列表格式化

• mm ：具有复杂的列表格式化宏。
• ms ： .IP 宏可生成类似于 mm 中的可变项列表，但无法生成自动编号列表。

3.5 字体更改

两个宏包都使用 .B （更改为粗体）、 .I （更改为斜体）和 .R （更改为罗马字体）宏来更改字体，但 mm 宏允许最多七个参数用于与前一个字体交替，而 ms 仅限于两个。

3.6 字号更改

宏包	功能	宏
mm	指定新字号	.S
mm	相对于当前字号减小字号	.SM
ms	相对于当前字号增加或减小2点	.LG 和 .SM
ms	恢复默认字号	.NL

3.7 页眉和页脚

• mm ：提供用于指定在页面页眉或页脚中左对齐、居中对齐和右对齐的分隔字符串的宏， .PH 定义页眉， .PF 定义页脚，还提供用于指定奇数页和偶数页页眉和页脚的变体宏。
• ms ：通过设置单个字符串来处理页眉和页脚，例如使用 .ds LH string 定义页眉中左对齐的字符串。

3.8 章节标题

宏包	编号章节标题	无编号章节标题
ms	.SH	.NH
mm	.H	.HU
主要区别在于指定标题字符串的位置， mm 中是宏所在行的第一个参数，而 ms 中是宏所在行的下一行，直到第一个段落宏。

3.9 脚注

两个宏包都使用 .FS 和 .FE 宏对来处理脚注，但 mm 提供了脚注的自动编号功能，且页面底部的脚注以8点字体打印。此外， mm 还提供了 .RF 和 .RE 宏对用于收集参考页面。

综上所述， mm 和 ms 宏包各有优缺点，用户可以根据具体需求选择合适的宏包。在实际使用中，还可以结合它们的特点，灵活运用以满足不同的文档排版需求。

3. 对比mm和ms宏包（续）

3.10 功能对比总结

为了更清晰地展示 mm 和 ms 宏包的功能差异，我们可以通过以下表格进行总结：

功能	mm宏包	ms宏包
段落类型设置	可通过设置寄存器 Pt 改变默认段落类型	缺乏通用的段落类型设置机制
对齐方式控制	可通过 .SA 宏控制对齐	用 .na 请求抑制对齐
显示内容处理	左对齐，有静态和浮动显示，可设置填充和缩进	缩进显示，用保留宏对实现类似功能
列表格式化	有复杂的列表格式化宏，可自动编号	只能生成可变项列表，无自动编号功能
字体更改	允许最多七个参数与前字体交替	仅限于两个参数
字号更改	可指定新字号或相对减小字号	相对当前字号增减2点或恢复默认字号
页眉页脚设置	提供多种设置宏，区分奇偶页	需设置单个字符串
章节标题指定	标题字符串在宏所在行第一个参数	标题字符串在宏所在行下一行
脚注处理	自动编号，8点字体打印，有参考收集宏	无自动编号和参考收集功能

通过这个表格，我们可以直观地看到两个宏包在不同功能上的差异，从而根据实际需求进行选择。

3.2 选择建议

下面通过一个mermaid流程图来展示如何根据需求选择合适的宏包：

graph TD;
    A[是否需要自动编号功能？] -->|是| B[选择mm宏包];
    A -->|否| C[是否需要简单易扩展的宏包？];
    C -->|是| D[选择ms宏包];
    C -->|否| E[根据其他需求进一步比较];

如果用户需要自动编号列表、目录生成、脚注自动编号等功能，那么 mm 宏包是更好的选择。例如，在撰写长篇文档时，自动编号功能可以大大提高效率。

如果用户更注重宏包内部机制的易学习性和扩展性，希望能够方便地添加自定义宏，那么 ms 宏包会更合适。比如，在进行一些个性化的文档排版时， ms 宏包的可扩展性就会发挥优势。

4. 综合应用场景分析

4.1 系统管理场景

在系统管理中，Shell命令是必不可少的工具。系统管理员可以使用各种Shell命令来完成日常的任务，如文件管理、进程控制等。例如：
- 使用 cd 命令切换工作目录，方便对不同目录下的文件进行操作。

cd /var/log

• 使用 ls 命令查看目录中的文件和子目录。

ls -l

• 使用 grep 命令在文件中查找特定的字符串。

grep "error" log.txt

同时，了解troff宽度表的格式对于生成高质量的系统文档也非常有帮助。管理员可以根据系统输出设备的特点，调整宽度表，确保文档的排版符合要求。

4.2 文档撰写场景

在文档撰写方面， mm 和 ms 宏包的选择取决于文档的具体需求。如果是撰写学术论文、报告等需要自动编号列表和目录的文档，建议使用 mm 宏包。以下是一个使用 mm 宏包生成自动编号列表的示例：

.IP 1.
这是第一个列表项。
.IP 2.
这是第二个列表项。

如果是撰写一些简单的技术笔记、备忘录等， ms 宏包的简单性和可扩展性就会更有优势。例如，用户可以自定义宏来满足特定的排版需求。

4.3 脚本编程场景

在脚本编程中，Shell函数和内置命令可以帮助用户实现自动化任务。例如，使用 for 循环遍历文件列表：

for file in $(ls *.txt); do
    echo $file
done

使用 if 语句进行条件判断：

if [ -f file.txt ]; then
    echo "文件存在"
else
    echo "文件不存在"
fi

5. 总结与展望

通过对Shell命令、troff宽度表以及 mm 和 ms 宏包的详细介绍和对比，我们可以看到这些技术在不同场景下都有着重要的应用价值。

在未来的技术发展中，我们可以期待这些工具和技术不断完善和优化。例如，Shell命令可能会增加更多的功能和选项，以满足更复杂的系统管理需求；troff宽度表的生成和调整可能会更加自动化和智能化； mm 和 ms 宏包也可能会融合彼此的优点，提供更强大、更易用的文档排版功能。

对于技术人员来说，深入学习和掌握这些技术，能够提高工作效率，提升文档质量，为系统管理和文档撰写带来更多的便利。同时，不断关注技术的发展动态，积极尝试新的功能和特性，也有助于保持技术竞争力。