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前言

这章 我们介绍可能是命令行最酷的特性——I/O 重定向。 “I/O” 代表输入/输出，通过这个工具，你可以重定向命令的输入输出。

命令的输入来自文件，而输出也存到文件。也可以把多个命令连接起来组成一个强大的命令管道。

本章涉及以下命令：

• cat －连接文件
• sort －排序文本行
• uniq －报道或省略重复行
• grep －打印匹配行
• wc －打印文件中换行符，字，和字节个数
• head －输出文件第一部分
• tail - 输出文件最后一部分

一、重定向

1.1 标准输入，输出，和错误

许多程序都会产生某种输出。

这种输出，经常由两种类型组成：

• 第一，程序运行结果；这是说，程序要完成的功能。
• 第二，我们得到状态和错误信息，这些告诉我们程序进展。

例如：ls，会看到它的运行结果和错误信息显示在屏幕上。

实际上程序把他们的运行结果输送到一个叫做标准输出的特殊文件（经常用 stdout 表示），而它们的状态信息则送到另一个叫做标准错误的文件（stderr）。

默认情况下，标准输出和标准错误都连接到屏幕，而不是保存到磁盘文件。

许多程序从一个叫做标准输入（stdin）的设备得到输入。

默认情况下，标准输入连接到键盘。

I/O 重定向允许我们可以更改输出走向和输入来向。 一般地，输出送到屏幕，输入来自键盘，但是通过 I/O 重定向，我们可以改变输入输出方向。

1.2 重定向标准输出

I/O 重定向允许我们来重定义标准输出送到哪里:

• 输出设备，例如显示屏
• 文件

标准输出到文件

使用 “>” 重定向符，其后跟着文件名

ls -l /usr/bin > ls-output.txt

我们创建了一个长长的目录/usr/bin 列表，并且输送程序运行结果到文件 ls-output.txt 中。 检查一下命令结果：

[me@linuxbox ~]$ ls -l ls-output.txt
-rw-rw-r-- 1 me me 167878 2008-02-01 15:07 ls-output.txt

文件存在且检查文件内容会发现正是ls的内容

标准错误输出到文件

这次我们输入一个不存在目录

[me@linuxbox ~]$ ls -l /bin/usr > ls-output.txt
ls: cannot access /bin/usr: No such file or directory

我们收到一个错误信息。这很有意义，因为我们指定了一个不存在的目录/bin/usr, 但是为什么这条错误信息显示在屏幕上而不是被重定向到文件 ls-output.txt？

答:因为我们只是重定向了标准输出，而没有重定向标准错误，所以错误信息被送到屏幕。

同样地，我们检查一下文件

me@linuxbox ~]$ ls -l ls-output.txt
-rw-rw-r-- 1 me me 0 2008-02-01 15:08 ls-output.txt

文件大小为0，当我们使用 “>” 重定向符来重定向输出结果时，目标文件总是从开头被重写。因为我们 ls 命令没有产生运行结果，只有错误信息，重定向操作开始重写文件，然后由于错误而停止，导致文件内容删除。

事实上，如果我们需要删除一个文件内容（或者创建一个新的空文件），可以使用这样的技巧：

[me@linuxbox ~]$ > ls-output.txt

另外，怎样才能把重定向结果追加到文件内容后面，而不是从开头重写文件？ 为了这个目的，我们使用 “>>” 重定向符，像这样：

[me@linuxbox ~]$ ls -l /usr/bin >> ls-output.txt

使用 “>>” 操作符，将导致输出结果添加到文件内容之后。如果文件不存在，文件会被创建，就如同使用了’>’ 操作符。

1.3 重定向标准错误

重定向标准错误缺乏专用的重定向操作符。重定向标准错误，我们必须参考它的文件描述符。一个程序可以在几个编号的文件流中的任一个上产生输出。

然而我们必须把这些文件流的前三个看作标准输入，输出和错误，shell内部它们的文件描述符分别为 0，1 和 2。

因为标准错误和文件描述符2一样

[me@linuxbox ~]$ ls -l /bin/usr 2> ls-error.txt

形如：command + 2> + 文件名

1.4 重定向标准输出和错误到同一个文件

可能有这种情况，我们希望捕捉一个命令的所有输出到一个文件。为了完成这个，我们必须同时重定向标准输出和标准错误。

有两种方法来完成任务：

• 第一个，传统的方法，在旧版本shell 中也有效：

[me@linuxbox ~]$ ls -l /bin/usr > ls-output.txt 2>&1

使用这种方法，我们完成两个重定向。

1. 首先重定向标准输出到文件 ls-output.txt
2. 然后重定向文件描述符 2（标准错误）到文件描述符 1（标准输出）使用表示法 2>&1。

注意重定向的顺序安排非常重要。标准错误的重定向必须总是出现在标准输出重定向之后，要不然它不起作用。

上面的例子

>ls-output.txt 2>&1

标准输出1 重定向到ls-output.txt

标准错误2 重定向到1，而此时1指向 ls-output.txt 所以2也指向 ls-output.txt

• bash 版本提供了第二种方法，更精简合理的方法来执行这种联合的重定向:

[me@linuxbox ~]$ ls -l /bin/usr &> ls-output.txt

单单一个表示法 &> 来重定向标准输出和错误 都到文件 ls-output.txt。

简单记，就是&有与的含义 所以1，2都重定向到ls-output.txt

1.5 处理不需要的输出

当我们不想要一个命令的输出结果，只想把它们扔掉。这种情况尤其适用于错误和状态信息。系统为我们提供了解决问题的方法，通过重定向输出结果到一个特殊的叫做 “/dev/null” 的文件。这个文件是系统设备，叫做位存储桶，它可以接受输入，并且对输入不做任何处理。

为了隐瞒命令错误信息，我们这样做：

[me@linuxbox ~]$ ls -l /bin/usr 2> /dev/null

小贴士： Unix 文化中的/dev/null 位存储桶是个古老的 Unix 概念，由于它的普遍性，它的身影出现在 Unix 文化的许多部分。当有人说他/她正在发送你的评论到/dev/null，现在你应该知道那是什么意思了。

1.6 重定向标准输入

重定向标准输入的命令有：

• cat －连接文件

1.7 cat － 连接文件

cat 命令读取一个或多个文件，然后复制它们到标准输出，就像这样:

cat [file]

cat命令有几种用法：

1.显示文件简短信息

2.可以用来把文件连接在一起

cat movie.mpeg.0* > movie.mpeg

3.显示输入的内容

[me@linuxbox ~]$ cat
The quick brown fox jumped over the lazy dog.

The quick brown fox jumped over the lazy dog.这是你输入的内容

下一步，输入 Ctrl-d（按住 Ctrl 键同时按下 “d”），来告诉 cat，在标准输入中，它已经到达文件末尾（EOF）：

由于文件名参数的缺席，cat 复制标准输入到标准输出，所以我们看到文本行重复出现。

4.重定向输入的内容到某个文件

我们想创建一个叫做 “lazy dog.txt” 的文件，这个文件包含例子中的文本。我们这样做：

[me@linuxbox ~]$ cat > lazy_dog.txt
The quick brown fox jumped over the lazy dog

输入命令，其后输入要放入文件中的文本。记住，最后输入 Ctrl-d。通过使用这个命令，我们实现了世界上最低能的文字处理器！

5.重定向标准输入由键盘改为由文件

[me@linuxbox ~]$ cat < lazy_dog.txt
The quick brown fox jumped over the lazy dog

(lazy_dog.txt文件内容是The quick brown fox jumped over the lazy dog) cat显示出lazy_dog.txt的内容。

使用“<”重定向操作符，我们把标准输入源从键盘改到文件 lazy dog.tx。

我们看到结果和传递单个文件名作为参数的执行结果一样。 把这和传递一个文件名参数作比较，尤其没有意义，但它是用来说明把一个文件作为标准输入源。

看一下运行结果，我们使用 cat 来复制文件内容到标准输出.

[me@linuxbox ~]$ cat lazy_dog.txt
The quick brown fox jumped over the lazy dog.

1.8 管道线

命令可以从标准输入读取数据，然后再把数据输送到标准输出，命令的这种能力被一个shell 特性所利用，这个特性叫做管道线。

使用管道操作符 “|”（竖杠），一个命令的标准输出可以管道到另一个命令的标准输入：

command1 | command2

我们用 less 来一页一页地显示任何命令的输出，命令把它的运行结果输送到标准输出

[me@linuxbox ~]$ ls -l /usr/bin | less

使用这项技术，我们可以方便地检测会产生标准输出的任一命令的运行结果。

1.9 过滤器

管道线经常用来对数据完成复杂的操作。有可能会把几个命令放在一起组成一个管道线。通常，以这种方式使用的命令被称为过滤器。

过滤器接受输入，以某种方式改变它，然后输出它。

第一个我们想试验的过滤器是 sort。想象一下，我们想把目录/bin 和/usr/bin 中的可执行程序都联合在一起，再把它们排序，然后浏览执行结果

[me@linuxbox ~]$ ls /bin /usr/bin | sort | less

因为我们指定了两个目录（/bin 和/usr/bin），ls 命令的输出结果由有序列表组成，各自针对一个目录。通过在管道线中包含 sort，我们改变输出数据，从而产生一个有序列表。

1.10 uniq - 报道或忽略重复行

uniq 命令经常和 sort 命令结合在一起使用。 uniq 从标准输入或单个文件名参数接受数据有序列表（详情查看 uniq 手册页），默认情况下，从数据列表中删除任何重复行。

所以，为了确信我们的列表中不包含重复句子（这是说，出现在目录/bin 和/usr/bin 中重名的程序），我们添加 uniq 到我们的管道线中：

[me@linuxbox ~]$ ls /bin /usr/bin | sort | uniq | less

在这个例子中，我们使用 uniq 从 sort 命令的输出结果中，来删除任何重复行。如果我们想看到重复的数据列表，让 uniq 命令带上 “-d” 选项，就像这样：

[me@linuxbox ~]$ ls /bin /usr/bin | sort | uniq -d | less

1.11 wc －打印行，字和字节数

wc（字计数）命令是用来显示文件所包含的行，字和字节数。

[me@linuxbox ~]$ wc ls-output.txt
7902 64566 503634 ls-output.txt

在这个例子中，wc 打印出来三个数字：包含在文件 ls-output.txt 中的行数，单词数和字节数，正如我们先前的命令，如果 wc 不带命令行参数，它接受标准输入。“-l” 选项限制命令输出只能报道行数。添加 wc 到管道线来统计数据，是个很便利的方法。

查看我们的有序列表中程序个数，我们可以这样做：

[me@linuxbox ~]$ ls /bin /usr/bin | sort | uniq | wc -l
2728

1.12 grep －打印匹配行

grep命令 用来找到文件中的匹配文本。

grep pattern [file...]

当 grep 遇到一个文件中的匹配 “模式”，它会打印出包含这个类型的行。grep 能够匹配的模式可以很复杂，但是现在我们把注意力集中在简单文本匹配上面。

grep更高级的使用方法是正则表达式

[me@linuxbox ~]$ ls /bin /usr/bin | sort | uniq | grep zip
bunzip2
bzip2
gunzip
...

grep 有－对方便的选项：“-i” 导致 grep 忽略大小写当执行搜索时（通常，搜索是大小写敏感的），“-v” 选项会告诉 grep 只打印不匹配的行。

1.13 head / tail －打印文件开头部分/结尾部分

有时候你不需要一个命令的所有输出。可能你只想要前几行或者后几行的输出内容。

head命令打印文件的前十行，而tail 命令打印文件的后十行。

默认情况下，两个命令都打印十行文本，但是可以通过 “-n” 选项来调整命令打印的行数。

[me@linuxbox ~]$ head -n 5 ls-output.txt

total 343496

...

[me@linuxbox ~]$ tail -n 5 ls-output.txt

...

它们也能用在管道线中:

[me@linuxbox ~]$ ls /usr/bin | tail -n 5

znew

...

tail 有一个选项允许你实时的浏览文件。当观察日志文件的进展时，这很有用，因为它们同时在被写入。在以下的例子里，我们要查看目录/var/log 里面的信息文件。在一些 Linux 发行版中，要求有超级用户权限才能阅读这些文件，因为文件/var/log/messages 可能包含安全信息。

[me@linuxbox ~]$ tail -f /var/log/messages
Feb 8 13:40:05 twin4 dhclient: DHCPACK from 192.168.1.1
....

使用 “-f” 选项，tail 命令继续监测这个文件，当新的内容添加到文件后，它们会立即出现在屏幕上。这会一直继续下去直到你输入 Ctrl-c。

1.14 tee － 从 Stdin 读取数据，并同时输出到 Stdout 和文件、

为了和我们的管道隐喻保持一致，Linux 提供了一个叫做 tee 的命令，这个命令制造了一个 “tee”，安装到我们的管道上。tee 程序从标准输入读入数据，并且同时复制数据到标准输出（允许数据继续随着管道线流动）和一个或多个文件。当在某个中间处理阶段来捕捉一个管道线的内容时，这很有帮助。这里，我们重复执行一个先前的例子，这次包含 tee 命令，在 grep过滤管道线的内容之前，来捕捉整个目录列表到文件 ls.txt：

[me@linuxbox ~]$ ls /usr/bin | tee ls.txt | grep zip
bunzip2
bzip2
....

总结

在这一章中，我们主要学会了这些：

• 重定向标准输出（>,>>）
• 重定向错误输出（2>&1,&>）
• 不处理输出（2> /dev/nul）
• 重定向标准输入（<）
• 管道线（|）