bash的工作特性之命令执行状态返回值
一、shell是什么？
Shell本身是一个用C语言编写的程序，它是用户使用Unix/Linux的桥，用户的大部分工作都是通过Shell完成的。Shell既是一种命令语言，又是一种程序设计语言。作为命令语言，它交互式地解释和执行用户输入的命令；作为程序设计语言，它定义了各种变量和参数，并提供了许多在高级语言中才具有的控制结构，包括循环和分支。
shell是一个应用程序，是用户管理应用程序的一个接口。
二、广义上shell的分类
GUI：图形用户界面
KDE，GNOME，XFCE
CLI：命令行接口
bash, zsh, fishsh, csh, tcsh, ksh
在大多发行版中常用的为bash
三、bash的特性
bash是弱类型的编程语言，不严格区分数据类型，意味把所有数据统统当作字符串处理；
字符串类型的数据可不加引号；
引号有三种类型：', ", `
', "：字符引用
': 强引用，其内部的变量不会被替换；
"：弱引用，其内部的变量会被替换；
`：命令引用
变量引用：${NAME}
a、bash特性之一：命令别名
获取当前用户可用的别名的定义：
1 # alias
定义别名：
1 # alias NAME='COMMAND'
生命周期：当前shell进程；
1 # unalias NAME
撤消别名：
b、bash的特性之二：命令历史
shell进程会保存其会话中用户曾经执行过的命令；命令通过其“历史文件”来持久保存此前执行过的命令；每个用户都有其自己专用的历史文件；
HISTSIZE：shell进程的缓冲区保留的历史命令的条数；
HISTFILESIZE：命令历史文件可保存的历史命令的条数；
默认均为1000;
1 # echo $HISTSIZE
2 1000
3 # echo $HISTFILESIZE
4 1000
HISTFILE：当前用户的命令历史文件；
～/.bash_history
查看命令历史列表：
1 # history
命令用法：
history -c：清空命令历史；
history -d OFFSET：删除指定的条目；
1 # history -d 156
-a 将当前缓冲的历史行追加到历史文件中
-n 从历史文件中读取所有未被读取的行
-r 读取历史文件并将内容追加到历史列表中
调用命令历史列表中的命令以重执行之目的：
!#：再一次执行历史列表中的第#条命令；
1 # history
2 ....
3 72 cat test
4 73 history
5 # !72
6 cat test
7 Hello World
!!：再一次执行上一条命令；
1 # cat test
2 Hello World
3 # !!
4 cat test
5 Hello World
!STRING：再一次执行命令历史列表中最近一个以指定的STRING开头的命令；
1 # !cat
2 cat test
3 Hello World
调用上一条命令的最后一个参数：
快捷键：ESC, .
Alt+.
!$：给出的字符组合
显示最近的n条件命令历史：
history #
控制命令历史的记录方式：
通过HISTCONTROL环境变量进行，其取值：
ignoredups：忽略重复的命令；重复是指连续且相同的令；
ignorespace：以空白字符开头的命令不记入历史；
ignoreboth：上述两者同时生效；
修改变量值的方式：
NAME='VALUE'
1 # echo $HISTCONTROL
2 ignoredups
3 # HISTCONTROL="ignoreboth"
4 # echo $HISTCONTROL
5 ignoreboth
c、bash特性之三：快捷键
Ctrl+a：跳至命令行首；
Ctrl+e：跳至命令行尾；
Ctrl+k：删除光标所在处至尾部的内容；
Ctrl+u：删除行首至光标所在处的内容；
d、bash的特性之四：命令补全和路径补全
命令补全：
shell程序在接收到用户执行命令的请求且分析完成之后，最左侧字符串将被当作命令去查找；
查找机制：
(1) 查找内部命令；
(2) 查找外部命令：
1、去$PATH变量所指定的各路径下，自左而右逐个搜索各目录下的文件名；
2、给定的打头的字符串如果能惟一标识某命令程序文件的文件名，则直接补全；
3、不能惟一标识，再击tab可给列表；
4、错误：没有任何命令可被此打头字符串标识；
路径补全：
在给定的起始路径的上级目录下，以对应路径下的打头字符串来逐一匹配上级目标下的每个文件：
惟一标识：tab补全；
不能惟一标识：tab, tab给出列表；
错误路径：没有响应；
e、bash的特性之五：命令行展开：
把命令行的给定的特殊符号自动替换为相应字符串的机制；
~: 自动替换为用户家目录；
~USERNAME：自动替换为指定用户的家目录；
{}：可承载一个以逗号分隔的路径列表，能够将其展开为多个独立路径；
例如：
/tmp/{a,b,c} /tmp/a /tmp/b /tmp/c
/tmp/{a,b}/z /tmp/a/z /tmp/b/z
1 # cd ~
2 # pwd
3 /root
4 # cd ~testuser
5 testuser]# pwd
6 /home/testuser
f、bash特性之六：命令的执行状态结果：
命令的正常输出结果：命令的返回值；
通过引用来保存下来或直接调用——“命令引用”
'COMMAND'
$(COMMAND)
1 # ls -ld 'pwd'
命令的执行状态结果：
成功：0
失败：1-255
1 # echo "Helllo World"
2 Helllo World
3 # echo $?
4 0
5 # echoa "Hello World"
6 -bash: echoa: command not found
7 # echo $?
8 127
bash用一个特殊变量来保存最一次执行的命令的状态结果：
$?
bash中的引用：
''：强引用
""：弱引用
“：命令引用
1 # echo '$PATH'
2 $PATH
3 # echo "$PATH"
4 /usr/lib64/qt-3.3/bin:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin5 :/usr/bin:/root/bin
6 # echo 'pwd'
7 /home/testuser
g、bash的特性之七：glob
glob：文件名通配；快速引用多个文件；文件名整体匹配度检测；
元字符：基于元字符可编写匹配模式(pattern)；
*：匹配任意长度的任意字符；
ｐ，ｐａ，，ｐ，ｐａ
p*：pa, p
?：匹配任意单个字符；
p?, p?a, p??
p??: pa, pad,
[ ]：匹配指定集合内的任意单个字符；
[a-z], [A-Z]：不区分字符大小写；
[0-9]
[a-z0-9]
[[:upper:]]：所有大写字母；
[[:lower:]]：所有小写字母；
[[:digit:]]：所有的数字；
[[:alpha:]]：所有字母；
[[:alnum:]]：所有字母和数字；
[[:space:]]：空白字符；
[[:punct:]]：标点符号；
[^ ]：匹配指定集合外的任意单个字符；
[^[:alpha:]]
测试：
1、显示/etc目录下，以非字母开头，后面跟了一个字母及其它任意长度任意字符的文件或目录；
ls -d /etc/[^[:alpha:]][a-z]*
2、复制/etc目录下，所以n开头，以非数字结尾的文件或目录至/tmp/etc目录下；
mkdir /tmp/etc
cp -r /etc/n*[^0-9] /tmp/etc/
3、显示/usr/share/man目录下，所有以man开头，后跟一个数字结尾的文件或目录；
ls -d /ur/share/man/man[0-9]
4、复制/etc目录下，所以p,m,r开头的，且以.conf结尾的文件或目录至/tmp/conf.d目录下；
mkdir /tmp/conf.d/
cp -r /etc/[pmr]*.conf /tmp/conf.d/
h、bash特性之八：变量
程序：指令+数据
数据：文件、变量；
变量：内存空间，有名称，名称即为变量名，对应的内存空间中的数据即为变量的值；
变量赋值：NAME=VALUE
=：赋值符号；
把VALUE存储到NAME指向的内存空间中；
编程语言：
强类型：严格区分变量中的数据类型；
弱类型：不区分变量中存储的数据类型，统一为字符型；
bash：统统默认为字符型数据；变量无需事先声明；
变量为什么有类型？
存储空间、存储格式、参与的运算、……
类型不同决定对数据的处理方式不同
变量命名：只能使用字母、数字和下划线；而且不能以数字开头；
变量名：见名知义；不能使用程序保留字，例如if、case、then、fi、esac、for、while、until、break、continue等等；
变量引用：${NAME}, $NAME
变量替换：把变量引用符号出现的位置替换为其指向的内存空间中的数据；
bash变量种类：
本地变量：作用域为当前shell进程；不包括其子进程；
环境变量：使用域为当前shell进程及其子进程；
局部变量
作用域：生效范围，也即可引用到的范围；
位置参数变量：
特殊变量
本地变量：
变量赋值：NAME=VALUE
变量引用：$NAME, ${NAME}
""
查看变量：set
撤销变量：unset NAME
注意：此处非为变量引用，因此不能使用$；
所有的本地变量在shell进程终止时，会被自动撤销；
环境变量：
变量声明和赋值：
declare -x NAME[=VALUE]
export NAME[=VALUE]
引用方式：
${NAME}, $NAME
注意：bash内嵌了许多环境变量，名称为全大写字母，例如UID、HOME、PWD、SHELL, PATH, HISTSIZE等等；
环境变量查看：
export, declare -x
env, printenv
撤销环境变量：
unset NAME
只读变量：常量
(1) declare -r NAME
(2) readonly NAME
不支持重新赋值，也不支持撤销操作；
1 # declare -r username='whoami'
2 # echo $username
3 root
4 # unset username
5 -bash: unset: username: cannot unset: readonly variable
i、bash基于特性之九：I/O重定向和管道
程序的数据流有三个：
输入数据流： <–，标准输入(stdin)，键盘；
输出数据流：–>，标准输出(stdout), 显示器；
错误数据流：–>，错误输出(stderr)，显示器；
fd：file descriptor，文件描述符；
stdin: 0
stdout: 1
stderr: 2
IO重定向：
输出重定向：
重定向程序正常执行的结果
COMMAND > /PATH/TO/SOMEFILE
覆盖重定向：覆盖目标文件中的原有内容；
COMMAND >> /PATH/TO/SOMEFILE
追加重定向：追加新产生的内容至目标文件尾部；
shell的一个功能开关：
set -C
禁止覆盖输出重定向至已存在的文件；
注意：此时仍然可以使用“>|”至目标文件；
set +C
关闭上述特性；
错误重定向：
重定向错误的执行结果；
COMMAND 2> /PATH/TO/SOMEFILE
错误输出覆盖重定向；
COMMAND 2>> /PATH/TO/SOMEFILE
错误输出追加重定向；
合并标准输出与错误输出流：
(1) &>, &>>
(2) COMMAND > /PATH/TO/SOMEFILE 2>&1
COMMAND >> /PATH/TO/SOMEFILE 2>&1
特殊输出目标：/dev/null
位桶：bit bucket
特殊的输入文件：/dev/zero
输入重定向：
COMMAND < /PATH/FROM/SOMEFILE
tr命令：把输出的数据当中的字符，实现对位转换，即把数据中的存在于字符集中的字符，统统转换为字符集2中对应的字符；
tr – translate or delete characters
tr [OPTION]… SET1 [SET2]
(1) tr SET1 SET2 < /PATH/FROM/SOMEFILE
字符转换
1 # cat test
2 Hello World
3 # cat test |tr 'a-z' 'A-Z'
4 HELLO WORLD
(2) tr -d SET1 < /PATH/FROM/SOMEFILE
删除
1 # cat test
2 Hello World
3 # cat test |tr -d 'ldH'
4 eo Wor
COMMAND << ：
Here Document
用法：
COMMAND << EOF
COMMAND > /PATH/TO/SOMEFILE << EOF
管道：
COMMAND1 | COMMAND2 | COMMAND3 | …
练习1：把/etc/passwd文件最后三行信息中所有小写字符改为大写后输出；
1 # tail -3 /etc/passwd|tr 'a-z' 'A-Z'
2 TEST1:X:5002:5002::/HOME/TEST1:/BIN/BASH
3 TEST2:X:5003:5003::/HOME/TEST2:/BIN/BASH
4 TEST3:X:5004:5004::/HOME/TEST3:/BIN/BASH
练习2：取出/etc/fstab的第6行；
1 # head -6 /etc/fstab |tail -1
2 # Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk'
练习3：取出/etc目录下所有以p开头的文件或目录，只显示前5个；
1 # ls -d /etc/p*|head -5
2 /etc/pam.d
3 /etc/passwd
4 /etc/passwd-
5 /etc/pinforc
6 /etc/pkcs11
tee命令：
tee – read from standard input and write to standard output and files
tee [OPTION]… [FILE]…
-a：使用追加输出，而非覆盖；
COMMAND | tee /PATH/TO/SOMEFILE
1 # cat test|tee /tmp/test.cat
2 Hello World
3 # cat /tmp/test.cat
4 Hello World
shell的展开
花括号展开
在非引号内的内容，如果用花括号包括，而且里面用逗号分隔（至少包含一个逗号，可以是空内容），这样花括号里的内容会被展开成用空格分开的一个列表，花括号前后可以紧随前缀和后缀（前后缀都是可选的）。
例如：
echo {a,b,c}
echo hello,{world,pig}
echo rep{,,,,,}eat
注意花括号展开，前缀不能是$，因为${...}在shell中是变量
波浪号展开
从波浪号~到第一个未被引号包含的斜杠/（如果没有斜杠，则全部算上），作为波浪号前缀。
在波浪号后面的字符串作为一个可能的登录名：如果为空，被展开成该用户的HOME变量，如果HOME变量未设置，则用用户执行shell的主目录替换。如果不为空，则按照该登录名的主目录替换
例如：
echo ~ # 显示$HOME内容
HOME=/bin && echo ~ # 显示/bin
unset HOME && echo ~ # 显示当前用户主目录
echo ~root # 显示root用户主目录
波浪号还可以与加减号和数字，产生一个遍历文件夹堆栈的效果（关于文件夹堆栈，参考dirs、pushd、popd几个命令）。
echo ~+ # 显示$PWD
echo ~- # 显示$OLDPWD
echo ~+2 # 显示dirs中第3个内容，索引基于0
echo ~-3 # 显示dirs中倒数第4个内容，索引基于0
如果无法展开，那就会原样显示，例如dir堆栈中只有1个内容，那么+1是无法展开的（这时只有+0有效）。
Shell参数和变量展开
用$符号开始，后面接着变量名或者花括号括起来的变量名，如果是花括号内以叹号开头，那么就是变量名本身。
例如：
echo $PWD # 显示PWD对应的值
echo ${PWD} # 显示PWD对应的值
echo ${!PWD} # 显示“PWD”这个变量名，而不是它的值
echo ${!P*} # 显示所有以P开头的环境变量名
如果一个变量名不存在，就创建它。
echo ${HELLO:=hello} # 如果HELLO不存在，就用hello给它赋值，否则直接输出$HELLO的值
算术展开
放在$(( ))中的表达式会被计算，其中变量会被求值，例如：
a=1 && b=3 && echo $(($a+$b))
如果是数字，0开头的8进制，0x开头的16进制，其它进制用Base#number的方式
可支持2~64进制，如果进制小于等于36，可以用a-z或A-Z表示10-35，如果进制大于36，则a-z表示10-35，A-Z表示36-61，@表示62，表示63
例如：
echo $((16#32)) # 16进制的32，输出50
echo $((64#@)) # 输出4031 = 62 * 64 + 63
用$[]也可以算术展开，但是不要和测试条件[]混淆了
例如：
echo $[1+4]
文件名展开
进行字词分隔后，如果不指定-f选项，shell会搜索"*"，"?"，"["，如果遇到了，就会认为是一个带pattern的word，然后用字典序将符合的所有文件名替换过去，如果没有文件名匹配：1 shell的nullglob选项关闭，则不进行文件名展开，保留word原样；2 shell的nullglob打开，则移除这个word。如果shell的nocaseglob选项打开，则忽略大小写。
当匹配文件名时（这里指不包括文件夹），除非shell的dotglob被设置，否则.或./开头的文件都必须显示指定，例如：
ls * # 列出当前文件夹中所有不以"."开头的文件
ls .* # 列出当前文件夹中所有以"."开头的文件
当匹配文件名时，"/"必需显示匹配，例如：
ls ./* 和 ls .//是不同的。
其它情况下，"."和普通字符一样，例如：
.txt和txt都可以匹配a.txt
还有一个系统变量GLOBIGNORE，如果一个文件名匹配了一个pattern word，但是它也匹配了GLOBIGNORE，则它会被忽略，不过两个特殊文件一定会被忽略，就是"."和".."。
如果GLOBIGNORE打开，那么dotglob选项也会自动打开，这样会导致当你ls 时，其他以"."开头的文件也会被match，如果想忽略"."开头的文件，可以在GLOBIGNORE里面添加一个"."的匹配。如果GLOBIGNORE未设定，则dotglob关闭。
