Linux基础入门(五)

环境变量与文件查找

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一、环境变量

1.变量

要解释环境变量,得先明白变量是什么,准确的说应该是shell变量,所谓变量就是计算机中用于记录一个值(不一定是数值,也可以是字符或字符串)的符号,而这些符号将用于不同的运算处理中。通常变量与值是一对一的关系,可以通过表达式读取它的值赋值给其它变量,也可以直接指定数值赋值给任意变量。为了便于运算和处理,大部分的编程语言会区分变量的类型,用于分别记录数值、字符或者字符串等等数据类型。shell中的变量也基本如此,有不同类型(但不用专门指定类型名),可以参与运算,有作用域限定。

变量的作用域即变量的有效范围(比如一个函数中、一个源文件中或者全局范围),在该范围内只能有一个同名变量。一旦离开则该变量无效,如同
不存在这个变量一般

在Shell中如何创建一个变量,如何给变量赋值和如何读取变量的值呢?这部分内容会在bash 脚本编程这门课中详细介绍,这里我简单举例说明一下:

使用declare命令创建一个变量名为tmp的变量

$ declare tmp

其实也可以不用declare预声明一个变量,直接即用即创建,这里只是告诉你declare的作用,这在创建其它指定类型的变量(如数组)时会用到

使用=号赋值运算符为变量tmp赋值为shiyanlou

$ tmp=shiyanlou

读取变量的值,使用echo命令和$符号($符号用于表示引用一个变量的值,初学者经常会忘记输入

$ echo $tmp

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注意:关于变量名,并不是任何形式的变量名都是可用的,变量名只能是英文字母,数字或者下划线,且不能以数字作为开头

2.环境变量

简单理解了变量的概念,就很好解释环境变量了,环境变量就是作用域比自定义变量要大,如shell的环境变量作用于自身和它的子进程。在所有的Unix和类Unix系统中,每个进程都有其各自的环境变量设置,且默认情况下,当一个进程被创建时,处理创建过程中明确指定的话,它将继承其父进程的绝大部分环境设置。shell程序也作为一个进程运行在操作系统之上,而我们在shell中运行的大部分命令都将以shell的子进程的方式运行。

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通常我们会涉及到的环境变量有三种:

  • 当前shell进程私有用户自定义变量,如上面我们创建的temp变量,只在当前shell中有效
  • shell本身内建的变量
  • 从自定义变量导出的环境变量

也有三个与上述三种环境变量相关的命令,setenvexport。这三个命令很相似,都可以用于打印相关环境变量,区别在于涉及的是不同范围的环境变量,详见下表:

命令说明
set显示当前shell所有环境变量,包括其内建环境变量(与shell外观等相关),用户自定义变量及导出的环境变量
env显示与当前用户相关的环境变量,还可以让命令在指定环境中运行
export显示从shell中导出成环境变量的变量,也能通过它将自定义变量导出为环境变量

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你可以更直观的使用vimdiff工具比较一下它们之间的差别:

$ temp=shiyanlou
$ export temp_env=shiyanlou
$ env|sort>env.txt
$ export|sort>export.txt
$ set|sort>set.txt

上述操作将命令输出通过管道|使用sort命令排序,再重定向到对象文本文件中

$ vimdiff env.txt export.txt set.txt

使用vimdiff工具比较导出的几个文件的内容

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关于环境变量,可以简单的理解成在当前进程的子进程是否有效,有效则为环境变量,否则不是(有些人也将所有变量统称为环境变量,只是以全局环境变量和局部环境变量进行区分,我们只要理解它们的实质区别即可)。我们这里用export命令来体会一下,先在shell中设置一个变量temp=shiyanlou,然后再新创建一个子shell查看temp变量的值:

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注意:为了与普通变量区分,通常我们习惯将环境变量名设为大写

3.命令的查找路径与顺序

你可能很早之前就有疑问,我们在shell中输入一个命令,shell是怎么知道在哪去找到这个命令然后执行的呢。这是通过环境变量PATH来进行搜索的,熟悉windows的用户可能知道windows中的也是有这么一个path环境变量。这个PATH里面就保存了shell中执行的命令的搜索路径

查看PATH环境变量的内容

$ echo $PATH

默认情况下你会看到如下输出

/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/usr/local/games

如果你还记得我们在linux目录结构那一节的内容,你就应该知道上面这些目录下放的是哪一类文件了。通常这一类目录下放的都是可执行文件,当我们在shell中执行一个命令时,系统就会按照PATH中设定的路径按照顺序依次到目录中去查找,如果存在同名的命令,则执行先找到的那个。下面我们将练习创建一个最简单的可执行shell脚本和一个使用C语言创建的”hello world”程序,如果这两部分内容你之前没有学习过,那么你可以在这里C语言入门教程高级Bash脚本编程指南或者Linux Shell Scripting Tutorial (LSST) v2.0进行一个入门学习

创建一个shell脚本文件:

$ vim hello_shell.sh

在脚本中添加如下内容,保存并退出(注意不要省掉第一行,这不是注释哈,看到论坛有用户反应会有语法错误,就是因为没有了第一行)

#!/bin/zsh

for ((i=0; i<10; i++));do
    echo "hello shell"
done

exit 0

为文件添加可执行权限

$ chmod 755 hello_shell.sh

创建一个c语言”hello world”程序:

$ vim hello_world.c
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("hello world!\n");
    return 0;
}

使用gcc生成可执行文件:

$ gcc -o hello_world hello_world.c

gcc生成二进制文件默认具有可执行权限,不需要修改

在shiyanlou家目录创建一个mybin目录,并将上述hello_shell.sh和hello_world文件移动到其中

$ mkdir mybin
$ mv hello_shell.sh hello_world mybin/

现在你可以在mybin目录中分别运行你刚刚创建的两个程序

$ cd mybin
$ ./hello_shell.sh
$ ./hello_world

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然后你回到上一级目录,也就是shiyanlou家目录,你再想运行那两个程序,会发现提示命令找不到,除非你加上命令的完整路径,但是这样不是很麻烦嘛,如何做到想使用系统命令一样执行自己创建的脚本文件或者程序呢。那就要将命令所在路径添加到PATH环境变量了。

4.添加自定义路径到”PATH”环境变量

在前面我们应该注意到PATH里面的路径是以作为分割符,所以我们可以这样添加自定义路径

$ PATH=$PATH:/home/shiyanlou/mybin

注意这里一定要使用绝对路径

现在你就可以在其他任意目录执行那两个命令了。你可能会意识到这样还并没有很好的解决问题,因为我给PATH环境变量追加了一个路径,它也只是在当前shell有效,我一旦退出终端,再打开就会发现又失效了。有没有方法让添加的环境变量全局有效又或者每次启动shell时自动执行上面添加自定义路径到PATH的命令了。我只能说:”嗯,年轻人,有想法,我很欣赏你,这样是完全可以的”,下面我们就来说说后一种方式——让它自动执行。

在每个用户的家目录中有一个shell每次启动时会默认执行一个配置脚本,以初始化环境,包括添加一些用户自定义环境变量等等。zsh的配置文件是.zshrc,相应bash的配置文件为.bashrc。它们在etc下还都有一个或多个全局的配置文件,不够我们一般只修改用户目录下的配置文件。

我们可以简单的使用下面命令直接添加内容到.zshrc

$ echo "PATH=$PATH:/home/shiyanlou/mybin" >> .zshrc

上述命令中>>表示将标准输出以追加的方式重定向到一个文件中,注意前面用到的>是以覆盖的方式重定向到一个文件中,使用的时候一定要注意分辨。在指定文件不存在的情况下都会创建新的文件

然后重新启动终端生效,现在你就可以随意发挥了

5.修改和删除已有变量

变量修改

变量的修改有以下几种方式:

变量设置方式说明
${变量名#匹配字串}从头向后开始匹配,删除符合匹配字串的最短数据
${变量名##匹配字串}从头向后开始匹配,删除符合匹配字串的最长数据
${变量名%匹配字串}从尾向前开始匹配,删除符合匹配字串的最短数据
${变量名%%匹配字串}从尾向前开始匹配,删除符合匹配字串的最长数据
${变量名/旧的字串/新的字串}将符合旧字串的第一个字串替换为新的字串
${变量名//旧的字串/新的字串}将符合旧字串的全部字串替换为新的字串

比如要修改我们前面添加到PATH的环境变量:

为了避免操作失误导致命令找不到,我们先将PATH赋值给一个新的自定义变量path

$ path=$PATH
$ echo $path
$ path=${path%/home/shiyanlou/mybin}
# 或使用通配符,*表示任意多个任意字符
$ path=${path%*/mybin}

其他设置方式,你就自己操作体会吧。

变量删除

可以使用unset命令删除一个环境变量

$ unset temp

6.如何让环境变量立即生效

在上面我们在shell中修改了一个配置脚本文件之后(比如zsh的配置文件home目录下的.zshrc),每次都要退出终端重新打开甚至重启主机之后其才能生效,很是麻烦,我们可以使用source命令来让其立即生效。

如:

$ source .zshrc

source命令还有一个别名就是.,注意与表示当前路径的那个点区分开,虽然形式一样,但作用和使用方式一样,上面的命令如果替换成.的方式就该是

$ . ./.zshrc

注意第一个点后面有一个空格,而且后面的文件必须指定完整的绝对或相对路径名,source则不需要

二、搜索文件

与搜索相关的命令常用的有如下几个whereis,which,find,locate

  • whereis简单快速
$whereis who

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你会看到它找到了三个路径,两个可执行文件路径和一个man在线帮助文件所在路径,是不是很快,它快是因为它并没有从硬盘老老实实挨个去找,而是直接从数据库中查询。whereis只能搜索二进制文件(-b),man帮助文件(-m)和源代码文件(-s)。如果想要获得更全面的搜索结果可以使用locate命令

  • locate快而全

通过”/var/lib/mlocate/mlocate.db”数据库查找,不过这个数据库也不是实时更新的,系统会使用定时任务每天自动执行updatedb命令更新一次,所以有时候你刚添加的文件,它可能会找不到,你就得自己执行一次updatedb命令(在我们的环境中必须先执行一次该命令)。它可以用来查找指定目录下的不同文件类型,如:

查找/etc下所有以sh开头的文件

$ locate /etc/sh

注意,它不只是在etc目录下查找并会自动递归子目录进行查找

查找/usr/share/下所有jpg文件

$ locate /usr/share/\*.jpg

注意要添加*号前面的反斜杠转义,否则会无法找到

如果想只统计数目可以加上-c参数,-i参数可以忽略大小写进行查找,whereis的-b,-m-s同样可以是使用

  • which小而精

which本身是shell内建的一个命令,我们通常使用which来确定是否安装了某个指定的软件,因为它只从PATH环境变量指定的路径中去搜索命令

$ which man
  • find精而细

find应该是这几个命令中最强大的了,它不但可以通过文件类型、文件名进行查找而且可以根据文件的属性(如文件的时间戳,文件的权限等)进行搜索。find命令强大到,要把它将明白至少需要单独好几节课程才行,我们这里就只介绍一些常用的内容,希望深入学习的用户可以就多找”男人“多动手。

在指定目录下搜索指定文件名的文件

$ find /etc/ -name interfaces

注意find命令的路径是作为第一个参数的, 基本命令格式为 find [path] [option] [action]

与时间相关的命令参数

参数说明
-atime最后访问时间
-ctime创建时间
-mtime最后修改时间

下面以-mtime参数举例

  • -mtime n: n 为数字,表示为在n天之前的”一天之内“修改过的文件
  • -mtime +n: 列出在n天之前(不包含n天本身)被修改过的文件
  • -mtime -n: 列出在n天之前(包含n天本身)被修改过的文件
  • newer file: file为一个已存在的文件,列出比file还要新的文件名

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列出home目录中,当天(24小时之内)有改动的文件

$ find ~ -mtime 0

列出比某个文件新的所有文件

# 姑且利用一下工程师配置环境时遗留的test.c~文件吧-_-||
$ find ~ newer Documents/test.c\~

三、linux乐趣多

看过《黑客帝国》,觉得里面的矩阵世界的满屏代码的效果炫酷不,在linux里面你也可以轻松实现这样的效果,你只需要一个命令cmatrix

同样先安装,不要指望ubuntu会将虽如此炫酷但却无用的命令预装在里面

$ sudo apt-get update;sudo apt-get install cmatrix

装好之后先不要急着执行,为了看到更好的效果,我们需要先修改终端的主题配色,修改为黑底绿字,修改方法见下图

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然后按下F11全屏显示,是不是有点感觉了

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    原文作者:实验楼
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