第九章：输入输出重定向

第九章：输入输出重定向

目标

完成这一章，你能够做以下事情：

改变UNIX命令的输出，使其输出到文件。

将UNIX命令产生的错误信息输出到文件。

改变UNIX命令的输入。

定义一个过滤器

使用一些基本的过滤器例如sort,grep和wc。

9.1 输入输出重定向简介

shell提供重定向一个命令的输入和输出的功能。大多数的命令的输出是输出到终端屏幕；比如date,ls,who等等，很多命令从键盘得到输入，命令包括mail,write,cat。

在UNIX系统中任何对象都是一个文件，包括终端和键盘都是一个文件。输出重定向让你将一个命令的输出送到除终端以外的其他的文件中。而输入重定向让你从键盘以外的文件中得到输入。

输出重定向可以用来捕获一个命令的输出，作为日志记录记录下来，或者对其进行更进一步的处理。输入重定向可以让你可以使用一个编辑器创建一个文件，然后将这个文件送到一个命令，而来代替没有编辑的能力的交互式的输入方式（例如mail命令）。

这一章介绍输入输出重定向，然后介绍一些UNIX的过滤器。过滤器是一种特殊的工具，它能进一步处理一个文件的内容。

9.2 标准输入，标准输出，和标准错误

每一次系统启动的时候，都会自动建立三个文件，这三个文件叫做标准输入，标准输出，标准错误。

shell从标准输入文件得到输入。这个文件使用C语言的描述符“0”，来打开，通常指向你的键盘。所以，当shell需要输入的时候，必须使用键盘来输入数据。

一些命令，如mail,write,cat，从标准输入得到输入，其方式为输入命令和参数，回车，然后命令会等待你提供输入来进行处理。输入的结束标志是回车和ctrl+d

shell将输出写到这标准输出文件，这个文件使用C语言的描述符号“1”来打开，通常为你的终端。因此，当shell产生输出，这些输出数据通常显示在你的屏幕上

大多数的UNIX命令会产生标准输出，这些命令有date,ls,cat,who等等。

shell会将错误信息输出到标准错误文件，这个文件使用C语言的描述符“2”来打开。同标准输出一样，标准错误会输出到你的终端。标准错误可以重新定向输出到独立的标准错误文件中。

大多数UNIX系统命令在被不恰当调用的时候会产生一个错误信息。想要看一个标准错误的例子，输入：cp 然后回车。cp使用信息会显示在你的屏幕上，而这些信息实际上是通过标准错误流来传送的

下面将要告诉你如何更改标准输入，标准输出，标准错误的默认值，如从一个文件得到输入而不是从键盘，在其它地方产生输出（而错误信息）而不是在终端。

9.3 输入重定向- <

任何命令，只要能从标准输入得到的输入，都可以被重定向从另外一个文件得到输入

例子：

$ cat remind

your mother’s birthday is November 29

$ mail user3 < remind

$ mail

$ From user3 Mon July 15 11:30 EDT 1993

your mother ‘s birthday is November 29

?d

$

命令从标准输入得到它的输入，但是你可以重定向输入，使其能够从其他文件而不是从键盘得到输入。mail 命令常常和输入重定向一起使用。我们可以用一个编辑器创建一个文件，其中包含一些我们想要mail的文本，然后我们可以重定向mail命令的输入，使其可以使用这个文件中的文本。这种方式在你有一个非常长的mail信息。或者你想要保留这个邮件信息作为将来的参考的时候非常有用。

而命令从标准输入得到输入的方式为：输入命令和参数，回车，然后命令会等待你提供输入来进行处理。输入的结束标志是回车和ctrl+d。

许多命令接受标准输入同时也接受文件名作为参数。这个作为参数的文件会被这个命令处理。cat命令就是一个很好的例子。cat命令可以显示直接从键盘输入的文本，显示作为参数的文件的内容，或者显示通过重定向的文件的内容。

从标准输入得到输入使用命令行参数重定向输入

$ cat回车

在此输入文本

ctrl + d 结束

输入的文本的内容在这里显示

$ cat file

显示文本的内容

$ cat < file

显示文本的内容

注意：输入重定向不会改变被输入文件的内容。

9.4 输出重定向>和>>

所有的可以输出到标准输出的命令都能重定向输出到另外一个文件。

例子；

建立/覆盖 建立/增加

$ date > date.out $ ls >>ls.out

$ date > who.log $ who >> who.log

$cat > cat.out $ ls >> who.log

在此输入文本

ctrl + d

许多命令都会在屏幕上输出。输出重定向让你可以捕获这些输出，并且保存为一个文本文件。如果在一个命令的后面加上一个输出重定向符号（>），这个命令产生的标准输出就会输出到这个文件中，而不是到输出到屏幕上。如果这个文件在命令执行的时候并不存在，它会被自动建立。如果这个文件存在，它的内容会被覆盖；

如果你想要在文件后添加，而不是覆盖文件。你可以使用输出重定向的附加的符号(>>)，如果文件不存在，也会被创建。在两个>符号之间不能有空格。

注意：shell不能在同一时刻打开同一个文件作为输入重定向和输出重定向。所以，唯一的限制是输入文件和输出文件必须不同。否则你会丢失文件的原始的内容，而输出重定向也会失败。

例子：cat f1 f2 >f1 会导致文件f1的内容丢失。

9.5 错误重定向－2>和2>>

任何命令，只要能产生错误信息到标准错误，都可以将错误信息重定向到其它的文件

例子：

$ cp 2> cp.err 创建/覆盖

$ cp 2>> cp.err 创建/增加

$

$ more cp.err

Usage: cp [-f] [-i] [-p] source_file target_file

cp [-f] [-i] [-p] source_file ...target_directory

cp [-f] [-i] [-p] -R|-rsource_directory

Usage: cp [-f] [-i] [-p] source_file target_file

cp [-f] [-i] [-p] source_file ...target_directory

cp [-f] [-i] [-p] -R|-rsource_directory

如果一个命令键入不正确，shell就不能正确地解释这个命令，这时会生成一个错误信息。虽然这个错误信息也是在你的屏幕上显示，但它们实际上是通过与原始输出信息不同的文件来传输的。错误信息的传送是通过错误流，也称为标准错误来传输的，标准错误的文件描述符为2。

所以，当指明一个错误重定向的时候，你必须指明你想要捕获是信息流为2的信息。为了重定向标准错误（2>)，在2和>之间不能有空格。同输出重定向相似的是，如果需要，会创建一个文件，或者覆盖已经存在的文件。你能够使用（2>>)来在一个已存在的文件末尾添加信息。

从管理员的观点来看这种机制十分有用。通常你只关心命令出错或经验问题。而将错误信息同普通的输出信息分离，使你可以很容易捕获这些错误信息，形成和维护一个日志文件，其中记录有你的程序遇到的问题。

9.6 什么是过滤器

读取标准输入和产生标准输出。

过滤输出流或者一个文件的内容

发送结果到屏幕，不改变输出流或文件的内容。

当和输出重定向相联系的时候处理其它命令的输出。

例子：vcat,grep,sort,wc

你已经了解了如何重定向命令的输入或输出。而一些命令可以从标准输入接收输入，产生输出到标准输出。这些命令被称为过滤器。过滤器只过滤而不会修改其处理的文件的内容。过滤器产生的结果通常都传送到终端屏幕上。

过滤器在处理文件的内容时非常有用。例如计算行的数目（wc），按照字母排序（sort），或查找包含有一个模型的行（grep）。

另外，过滤器可以用来处理任何命令的输出。由于过滤器能够操作一个文件，并且命令的输出能够被重定向到一个文件，这两种操作联合起来能够对执行任何命令的输出进行强大和灵活的处理。由于大多数的过滤器的输出是输出到标准输出，被过滤的结果能够被进一步地处理，其方式是将过滤出来的内容输出到一个文件，并且在这个被过滤的文件上再执行另外的过滤。

9.7 wc - 单词计数（Word Count)

语法：

wc [-lwc] [file...] 计算一个文件的行数，单词数，和字符数

例子：

$ wc funfile funfile作为命令行参数提供

116 529 3134 funfile

$

$ wc -l funfile

116 funfile

$

$ ls >ls.out

$ wc -w ls.out 计算在你的目录下条目的数量。

72 ls.out

wc命令计算被提交到标准输入或是一个文件的行数，单词数，和字符数。命令的选项有-l,-w,-c。-l选项会显示行数，-w选项会显示字数，-c选项会显示字符数。选项的顺序没有要求，输出的结果都是按行，字和字符数排列。

由于wc从标准输入接收输入，并且将其结果写到标准输出，所以wc是一个过滤器。对一个文件执行wc不会影响到文件的内容。

其他例子

$ wc 回车 计算从标准输入提供的输入

ab cde

fghijkl

mno pqr stuvwxyz

ctrl + d

3 6 32

$ wc < funfile 标准输入被文件funfile代替，不显示文件名。

105 718 3967

$ wc -w funfile

718 funfile

9.8 sort - 字母或数字排序

语法：

sort [-ndutX] [-k field_no] [file...] sort lines

例子：

$ sort funfile funfile作为命令行参数提供

$tail -1 /etc/passwd

user3:xyzbkd:303:30:studentuser3:/home/user3:/usr/bin/sh

1 ２ ３ ４ ５ ６ ７

$ sort -nt: -k 3 < /etc/passwd

$ who>whoson

$ sort whoson 以字母排列登录的用户名。

$ sort -u -k 1,1 whoson 排序时排除双倍行

sort命令强大而灵活。它能够依靠数字或字母来对一个文件的行排序。通过sort也能选择一行中的一个特殊的字段。sort也是一个过滤器，所以它也能从标准输入接收数据，但是它也会对作为命令行参数而提供的文件的内容进行排序，

sort选项 sort类型

none 辞典（ASCII)

-d 目录（不处理非字母，数字，或空白的目录）

-n 数字

-u 唯一的（删除所有的双倍行）

字段之间的分隔符默认为空字符（一个空格或一个TAB）。你可以使用-t X选项来指定一个分隔符，其中X代表分隔符。由于冒号（：）在shell中没有特殊的意义，于是它通常被用来作为一个文件中的分隔符。

当你确定了字段之间的分隔符是什么，你就可以使用sort 的-K n 选项来通知sort命令，你想要基于那一个字段来排序，其中n代表sort将要排序的的字段号。sort命令假定字段号是由1开始的

sort命令支持多个选项来执行更复杂的操作。请使用man 来查找其具体用法。

其它例子

$ sort 回车 排序的输入来自标准输入

mmmmm

xxxx

aaaa

ctrl + d

aaaa

mmmmm

xxxx

$ sort < funfile 标准输入被文件funfile代替

sort可以从标准输入接收数据，如上例，因此，你可以使用输入重定向从一个文件得到输入。注意：shell不能同时打开同一个文件用作输入重定向和输出重定向。然而，sort选项-o output_file能被用来制造一个输出文件代替标准输出。这样，这个文件可以与输入文件同名。这样做的最大好处就是：

如：sort -0 whoson -d whoson 可以在文件whoson内部执行一个目录的排序。

9.9 - 匹配模型（字符串搜索）

语法：

grep [-cinv] [-e] pattern [-e pattern] [file...]

grep [-cinv] -f patterns_list_file [file...]

例子：

$ grep user /etc/passwd

$ grep -v user /etc/passwd

$ grep -in -e like -e love funfile

$ who > whoson

$ grep rob whoson

grep命令十分有用。它通常使用一个模型作为它的第一个参数，使用任何数目的文件名作为它剩下的参数。在每一个模型前面使用-e参数，或在一个模型列表后面使用-f选项都可以让grep命令一次搜寻几个模型。这个命令会搜寻文件的每一行来查找指定的模型。然后grep 命令会显示包含有这个模型的那些行。

grep有四个常用的参数：-n,-v,-i,和-c。

-c 仅仅显示匹配行的数目

-i 告诉grep忽略以下的模型中的字母。

-n 显示每一个显示行的行号。

-v 显示不包含模型的行

象所有的过滤器一样，如果没有指明文件，grep从标准输入读取数据，并且输出到标准输出。grep 能够进行一些更复杂的搜寻。你可以提供一个你想要查找的文本的模型。这个模型叫做通用表达式。以下是一些通用表达式的特殊字符。

^ 匹配一行的开始

$ 匹配一行的结尾

. 匹配任何单字符

* 先前的模型被重复0次或多次。

[] 字符类，指明一组字符

[ - ] 短斜杠指明一个字符的范围

[^ ] 切换选择的过程

为了避免shell解释特殊字符所产生的问题，最好使用引号来封闭通用表达式。

9.10 输入输出重定向总结

cmd < file 重定向命令的输入从文件输入

cmd > file 重定向命令的标准输出到文件

cmd >> file 重定向命令的标准输出并添加到文件的末尾

过滤器 一个能接收标准输入，产生标准输出的命令

wc 计算行数，字数，和字符数

sort 以字母和数字方式来排列

grep 查找一个模型在哪些行。