shell 十三问
时间：2007-10-17 来源：s4u2003
shell 十三问：
1) 为何叫做 shell ？
2) shell prompt(PS1) 与 Carriage Return(CR) 的关系？
3) 别人 echo、你也 echo ，是问 echo 知多少？
4) " "(双引号) 与 ' '(单引号)差在哪？
5) var=value？export 前后差在哪？
6) exec 跟 source 差在哪？
7) ( ) 与 { } 差在哪？
8) $(( )) 与 $( ) 还有${ } 差在哪？
9) $@ 与 $* 差在哪？
10) && 与 || 差在哪？
11) >; 与 < 差在哪？
12) 你要 if 还是 case 呢？
13) for what? while 与 until 差在哪？
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
1) 为何叫做 shell ？
在介绍 shell 是甚么东西之前，不妨让我们重新检视使用者与计算机系统的关系：
我们知道计算机的运作不能离开硬件，但使用者却无法直接对硬件作驱动，硬件的驱动只能透过一个称为"操作系统(Operating System)"的软件来控管，事实上，我们每天所谈的 linux ，严格来说只是一个操作系统，我们称之为"核心(kernel)"。然而，从使用者的角度来说，使用者也没办法直接操作 kernel ，而是透过 kernel 的"外壳"程序，也就是所谓的 shell ，来与 kernel 沟通。这也正是 kernel 跟 shell 的形像命名关系。
从技术角度来说，shell 是一个使用者与系统的互动界面(interface)，主要是让使用者透过命令行(command line)来使用系统以完成工作。因此，shell 的最简单的定义就是---命令解译器(Command Interpreter)：
* 将使用者的命令翻译给核心处理，
* 同时，将核心处理结果翻译给使用者。
每次当我们完成系统登入(log in)，我们就取得一个互动模式的 shell ，也称为 login shell 或 primary shell。若从行程(process)角度来说，我们在 shell 所下达的命令，均是 shell 所产生的子行程。这现像，我们暂可称之为 fork 。如果是执行脚本(shell script)的话，脚本中的命令则是由另外一个非互动模式的子 shell (sub shell)来执行的。也就是 primary shell 产生 sub shell 的行程，sub shell 再产生 script 中所有命令的行程。
(关于行程，我们日后有机会再补充。)
这里，我们必须知道：kernel 与 shell 是不同的两套软件，而且都是可以被替换的：
* 不同的操作系统使用不同的 kernel ，
* 而在同一个 kernel 之上，也可使用不同的 shell 。
在 linux 的预设系统中，通常都可以找到好几种不同的 shell ，且通常会被列于如下档案里：
/etc/shells
不同的 shell 有着不同的功能，且也彼此各异、或说"大同小异"。常见的 shell 主要分为两大主流：
sh：
burne shell (sh)
burne again shell (bash)
csh：
c shell (csh)
tc shell (tcsh)
korn shell (ksh)
大部份的 linux 系统的预设 shell 都是 bash ，其原因大致如下两点：
* 自由软件
* 功能强大
bash 是 gnu project 最成功的产品之一，自推出以来深受广大 Unix 用户喜爱，且也逐渐成为不少组织的系统标准。
------------------------------------------------------------------
2) shell prompt(PS1) 与 Carriage Return(CR) 的关系？
当你成功登录进一个文字界面之后，大部份情形下，你会在荧幕上看到一个不断闪烁的方块或底线(视不同版本而别)，
我们称之为*游标*(coursor)。游标的作用就是告诉你接下来你从键盘输入的按键所插入的位置，且每输如一键游标便向右边移动一个格子，若连续输入太多的话，则自动接在下一行输入。
假如你刚完成登录还没输入任何按键之前，你所看到的游标所在位置的同一行的左边部份，我们称之为*提示符号*(prompt)。提示符号的格式或因不同系统版本而各有不同，在 linux 上，只需留意最接近游标的一个可见的提示符号，通常是如下两者之一：
$：给一般使用者账号使用
#：给 root (管理员)账号使用
事实上，shell prompt 的意思很简单：
* 是 shell 告诉使用者：您现在可以输入命令行了。我们可以说，使用者只有在得到 shell prompt 才能打命令行，
而 cursor 是指示键盘在命令行所输入的位置，使用者每输入一个键，cursor 就往后移动一格，直到碰到命令行读进 CR(Carriage Return，由 Enter 键产生)字符为止。CR 的意思也很简单：
* 是使用者告诉 shell：老兄你可以执行我的命令行了。
严格来说：
* 所谓的命令行，就是在 shell prompt 与 CR 字符之间所输入的文字。 (思考：为何我们这里坚持使用 CR 字符而不说 Enter 键呢？答案在后面的学习中揭晓。)
不同的命令可接受的命令行格式或有不同，一般情况下，一个标准的命令行格式为如下所列：
command-name options argument
若从技术细节来看，shell 会依据 IFS(Internal Field Seperator) 将 command line 所输入的文字给拆解为"字段"(word)。
然后再针对特殊字符(meta)先作处理，最后再重组整行 command line 。(注意：请务必理解上两句话的意思，我们日后的学习中会常回到这里思考。)
其中的 IFS 是 shell 预设使用的字段分隔符，可以由一个及多个如下按键组成：
* 空格键(White Space)
* 表格键(Tab)
* 回车键(Enter)
系统可接受的命令名称(command-name)可以从如下途径获得：
* 明确路径所指定的外部命令
* 命令别名(alias)
* 自定功能(function)
* shell 内建命令(built-in)
* $PATH 之下的外部命令
每一个命令行均必需含用命令名称，这是不能缺少的。
---------------------------------------------------------------------------------------------
3) 别人 echo、你也 echo ，是问 echo 知多少？
承接上一章所介绍的 command line ，这里我们用 echo 这个命令加以进一步说明。温习---标准的 command line 包含三个部件：* command_name option argument
echo 是一个非常简单、直接的 linux 命令：* 将 argument 送出至标准输出(STDOUT)，通常就是在监视器(monitor)上输出。为了更好理解，不如先让我们先跑一下 echo 命令好了：
$ echo
$
你会发现只有一个空白行，然后又回到 shell prompt 上了。这是因为 echo 在预设上，在显示完 argument 之后，还会送出一个换行符号(new-line charactor)。但是上面的 command 并没任何的 argument ，那结果就只剩一个换行符号了...
若你要取消这个换行符号，可利用 echo 的 -n option ：
$ echo -n
$
不妨让我们回到 command line 的概念上来讨论上例的 echo 命令好了：
* command line 只有 command_name(echo) 及 option(-n)，并没有任何 argument 。
要想看看 echo 的 argument ，那还不简单﹗接下来，你可试试如下的输入：
CODE:[Copy to clipboard]$ echo first line
first line
$ echo -n first line
first line $
于上两个 echo 命令中，你会发现 argument 的部份显示在你的荧幕，而换行符号则视 -n option 的有无而别。
很明显的，第二个 echo 由于换行符号被取消了，接下来的 shell prompt 就接在输出结果同一行了... ^_^
事实上，echo 除了 -n options 之外，常用选项还有：
-e ：启用反斜线控制字符的转换(参考下表)
-E：关闭反斜线控制字符的转换(预设如此)
-n ：取消行末之换行符号(与 -e 选项下的 \c 字符同意)
关于 echo 命令所支持的反斜线控制字符如下表：
\a：ALERT / BELL (从系统喇叭送出铃声)
\b：BACKSPACE ，也就是向左删除键
\c：取消行末之换行符号
\E：ESCAPE，跳脱键
\f：FORMFEED，换页字符
\n：NEWLINE，换行字符
\r：RETURN，回车键
\t：TAB，表格跳位键
\v：VERTICAL TAB，垂直表格跳位键
\n：ASCII 八进位编码(以 x 开首为十六进制)
\\：反斜线本身
(表格数据来自 O'Reilly 出版社之 Learning the Bash Shell, 2nd Ed.)
或许，我们可以透过实例来了解 echo 的选项及控制字符：
例一：
CODE:[Copy to clipboard]$ echo -e "a\tb\tc\nd\te\tf"
a b c
d e f
上例运用 \t 来区隔 abc 还有 def ，及用 \n 将 def 换至下一行。
例二：
CODE:[Copy to clipboard]$ echo -e "\141\011\142\011\143\012\144\011\145\011\146"
a b c
d e f
与例一的结果一样，只是使用 ASCII 八进位编码。
例三：
CODE:[Copy to clipboard]$ echo -e "\x61\x09\x62\x09\x63\x0a\x64\x09\x65\x09\x66"
a b c
d e f
与例二差不多，只是这次换用 ASCII 十六进制编码。
例四：
CODE:[Copy to clipboard]$ echo -ne "a\tb\tc\nd\te\bf\a"
a b c
d f $
因为 e 字母后面是删除键(\b)，因此输出结果就没有 e 了。
在结束时听到一声铃向，那是 \a 的杰作﹗
由于同时使用了 -n 选项，因此 shell prompt 紧接在第二行之后。
若你不用 -n 的话，那你在 \a 后再加个 \c ，也是同样的效果。
事实上，在日后的 shell 操作及 shell script 设计上，echo 命令是最常被使用的命令之一。
比方说，用 echo 来检查变量值：
CODE:[Copy to clipboard]$ A=B
$ echo $A
B
$ echo $?
0
(注：关于变量概念，我们留到下两章才跟大家说明。)
好了，更多的关于 command line 的格式，以及 echo 命令的选项，
就请您自行多加练习、运用了...
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1) 为何叫做 shell ？
2) shell prompt(PS1) 与 Carriage Return(CR) 的关系？
3) 别人 echo、你也 echo ，是问 echo 知多少？
4) " "(双引号) 与 ' '(单引号)差在哪？
5) var=value？export 前后差在哪？
6) exec 跟 source 差在哪？
7) ( ) 与 { } 差在哪？
8) $(( )) 与 $( ) 还有${ } 差在哪？
9) $@ 与 $* 差在哪？
10) && 与 || 差在哪？
11) >; 与 < 差在哪？
12) 你要 if 还是 case 呢？
13) for what? while 与 until 差在哪？
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1) 为何叫做 shell ？
在介绍 shell 是甚么东西之前，不妨让我们重新检视使用者与计算机系统的关系：
我们知道计算机的运作不能离开硬件，但使用者却无法直接对硬件作驱动，硬件的驱动只能透过一个称为"操作系统(Operating System)"的软件来控管，事实上，我们每天所谈的 linux ，严格来说只是一个操作系统，我们称之为"核心(kernel)"。然而，从使用者的角度来说，使用者也没办法直接操作 kernel ，而是透过 kernel 的"外壳"程序，也就是所谓的 shell ，来与 kernel 沟通。这也正是 kernel 跟 shell 的形像命名关系。
从技术角度来说，shell 是一个使用者与系统的互动界面(interface)，主要是让使用者透过命令行(command line)来使用系统以完成工作。因此，shell 的最简单的定义就是---命令解译器(Command Interpreter)：
* 将使用者的命令翻译给核心处理，
* 同时，将核心处理结果翻译给使用者。
每次当我们完成系统登入(log in)，我们就取得一个互动模式的 shell ，也称为 login shell 或 primary shell。若从行程(process)角度来说，我们在 shell 所下达的命令，均是 shell 所产生的子行程。这现像，我们暂可称之为 fork 。如果是执行脚本(shell script)的话，脚本中的命令则是由另外一个非互动模式的子 shell (sub shell)来执行的。也就是 primary shell 产生 sub shell 的行程，sub shell 再产生 script 中所有命令的行程。
(关于行程，我们日后有机会再补充。)
这里，我们必须知道：kernel 与 shell 是不同的两套软件，而且都是可以被替换的：
* 不同的操作系统使用不同的 kernel ，
* 而在同一个 kernel 之上，也可使用不同的 shell 。
在 linux 的预设系统中，通常都可以找到好几种不同的 shell ，且通常会被列于如下档案里：
/etc/shells
不同的 shell 有着不同的功能，且也彼此各异、或说"大同小异"。常见的 shell 主要分为两大主流：
sh：
burne shell (sh)
burne again shell (bash)
csh：
c shell (csh)
tc shell (tcsh)
korn shell (ksh)
大部份的 linux 系统的预设 shell 都是 bash ，其原因大致如下两点：
* 自由软件
* 功能强大
bash 是 gnu project 最成功的产品之一，自推出以来深受广大 Unix 用户喜爱，且也逐渐成为不少组织的系统标准。
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2) shell prompt(PS1) 与 Carriage Return(CR) 的关系？
当你成功登录进一个文字界面之后，大部份情形下，你会在荧幕上看到一个不断闪烁的方块或底线(视不同版本而别)，
我们称之为*游标*(coursor)。游标的作用就是告诉你接下来你从键盘输入的按键所插入的位置，且每输如一键游标便向右边移动一个格子，若连续输入太多的话，则自动接在下一行输入。
假如你刚完成登录还没输入任何按键之前，你所看到的游标所在位置的同一行的左边部份，我们称之为*提示符号*(prompt)。提示符号的格式或因不同系统版本而各有不同，在 linux 上，只需留意最接近游标的一个可见的提示符号，通常是如下两者之一：
$：给一般使用者账号使用
#：给 root (管理员)账号使用
事实上，shell prompt 的意思很简单：
* 是 shell 告诉使用者：您现在可以输入命令行了。我们可以说，使用者只有在得到 shell prompt 才能打命令行，
而 cursor 是指示键盘在命令行所输入的位置，使用者每输入一个键，cursor 就往后移动一格，直到碰到命令行读进 CR(Carriage Return，由 Enter 键产生)字符为止。CR 的意思也很简单：
* 是使用者告诉 shell：老兄你可以执行我的命令行了。
严格来说：
* 所谓的命令行，就是在 shell prompt 与 CR 字符之间所输入的文字。 (思考：为何我们这里坚持使用 CR 字符而不说 Enter 键呢？答案在后面的学习中揭晓。)
不同的命令可接受的命令行格式或有不同，一般情况下，一个标准的命令行格式为如下所列：
command-name options argument
若从技术细节来看，shell 会依据 IFS(Internal Field Seperator) 将 command line 所输入的文字给拆解为"字段"(word)。
然后再针对特殊字符(meta)先作处理，最后再重组整行 command line 。(注意：请务必理解上两句话的意思，我们日后的学习中会常回到这里思考。)
其中的 IFS 是 shell 预设使用的字段分隔符，可以由一个及多个如下按键组成：
* 空格键(White Space)
* 表格键(Tab)
* 回车键(Enter)
系统可接受的命令名称(command-name)可以从如下途径获得：
* 明确路径所指定的外部命令
* 命令别名(alias)
* 自定功能(function)
* shell 内建命令(built-in)
* $PATH 之下的外部命令
每一个命令行均必需含用命令名称，这是不能缺少的。
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3) 别人 echo、你也 echo ，是问 echo 知多少？
承接上一章所介绍的 command line ，这里我们用 echo 这个命令加以进一步说明。温习---标准的 command line 包含三个部件：* command_name option argument
echo 是一个非常简单、直接的 linux 命令：* 将 argument 送出至标准输出(STDOUT)，通常就是在监视器(monitor)上输出。为了更好理解，不如先让我们先跑一下 echo 命令好了：
$ echo
$
你会发现只有一个空白行，然后又回到 shell prompt 上了。这是因为 echo 在预设上，在显示完 argument 之后，还会送出一个换行符号(new-line charactor)。但是上面的 command 并没任何的 argument ，那结果就只剩一个换行符号了...
若你要取消这个换行符号，可利用 echo 的 -n option ：
$ echo -n
$
不妨让我们回到 command line 的概念上来讨论上例的 echo 命令好了：
* command line 只有 command_name(echo) 及 option(-n)，并没有任何 argument 。
要想看看 echo 的 argument ，那还不简单﹗接下来，你可试试如下的输入：
CODE:[Copy to clipboard]$ echo first line
first line
$ echo -n first line
first line $
于上两个 echo 命令中，你会发现 argument 的部份显示在你的荧幕，而换行符号则视 -n option 的有无而别。
很明显的，第二个 echo 由于换行符号被取消了，接下来的 shell prompt 就接在输出结果同一行了... ^_^
事实上，echo 除了 -n options 之外，常用选项还有：
-e ：启用反斜线控制字符的转换(参考下表)
-E：关闭反斜线控制字符的转换(预设如此)
-n ：取消行末之换行符号(与 -e 选项下的 \c 字符同意)
关于 echo 命令所支持的反斜线控制字符如下表：
\a：ALERT / BELL (从系统喇叭送出铃声)
\b：BACKSPACE ，也就是向左删除键
\c：取消行末之换行符号
\E：ESCAPE，跳脱键
\f：FORMFEED，换页字符
\n：NEWLINE，换行字符
\r：RETURN，回车键
\t：TAB，表格跳位键
\v：VERTICAL TAB，垂直表格跳位键
\n：ASCII 八进位编码(以 x 开首为十六进制)
\\：反斜线本身
(表格数据来自 O'Reilly 出版社之 Learning the Bash Shell, 2nd Ed.)
或许，我们可以透过实例来了解 echo 的选项及控制字符：
例一：
CODE:[Copy to clipboard]$ echo -e "a\tb\tc\nd\te\tf"
a b c
d e f
上例运用 \t 来区隔 abc 还有 def ，及用 \n 将 def 换至下一行。
例二：
CODE:[Copy to clipboard]$ echo -e "\141\011\142\011\143\012\144\011\145\011\146"
a b c
d e f
与例一的结果一样，只是使用 ASCII 八进位编码。
例三：
CODE:[Copy to clipboard]$ echo -e "\x61\x09\x62\x09\x63\x0a\x64\x09\x65\x09\x66"
a b c
d e f
与例二差不多，只是这次换用 ASCII 十六进制编码。
例四：
CODE:[Copy to clipboard]$ echo -ne "a\tb\tc\nd\te\bf\a"
a b c
d f $
因为 e 字母后面是删除键(\b)，因此输出结果就没有 e 了。
在结束时听到一声铃向，那是 \a 的杰作﹗
由于同时使用了 -n 选项，因此 shell prompt 紧接在第二行之后。
若你不用 -n 的话，那你在 \a 后再加个 \c ，也是同样的效果。
事实上，在日后的 shell 操作及 shell script 设计上，echo 命令是最常被使用的命令之一。
比方说，用 echo 来检查变量值：
CODE:[Copy to clipboard]$ A=B
$ echo $A
B
$ echo $?
0
(注：关于变量概念，我们留到下两章才跟大家说明。)
好了，更多的关于 command line 的格式，以及 echo 命令的选项，
就请您自行多加练习、运用了...
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