本文为 Linux 软件编程学习首日完整笔记，涵盖操作系统基础概念、Linux 内核架构、Shell 常用命令、Shell 脚本分支语法，同时整理了实操过程中最容易踩的语法坑与逻辑坑，零基础入门可直接参考避坑，适合嵌入式、服务器开发方向的初学者。

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一、操作系统与 Linux 核心基础

1. 操作系统的本质

操作系统是一款系统级软件，核心作用是屏蔽底层不同硬件平台的差异，为上层应用提供统一的调用接口，让同一份软件代码可以在不同硬件上通用运行。

2. PC 端三大操作系统对比

系统	核心特点	开发语言	主流应用场景
Unix	世界上第一款现代操作系统，稳定性极强	C 语言	高端服务器、工作站
Linux	开源免费，遵循 GNU 协议（GNU's Not Unix）	C 语言	服务器、嵌入式开发
Windows	闭源商用，图形化交互友好	C/C++	桌面办公、消费级 PC

3. Linux 内核五大核心功能

1. 内存管理：管控系统内存的分配、回收与保护
2. 多任务调度：分配 CPU 时间片，调度多个进程并发执行
3. 文件系统管理：Linux 核心设计思想 ——一切皆是文件，所有硬件、资源都以文件形式对外提供接口
4. 多任务间通信：提供进程间数据交互的机制
5. 网络通信：实现网络协议栈，完成网络数据收发

4. 内核、Shell、库函数的层级关系

• Linux 内核：由纯 C 代码实现的系统调用集合，不允许用户直接交互，功能底层但调用门槛高
• Shell（命令解释器）：对内核功能做一层封装，用户通过输入命令间接调用内核，同时起到保护内核的作用
• 库函数：对系统调用的二次封装，可处理更复杂的应用场景；具备可移植性，跨平台通用

二、Shell 常用命令汇总

1. 文件与目录基础操作

命令	功能	常用参数与注意事项
ls	列出目录内容	-l 查看详细信息；-a 显示隐藏文件
touch	创建空文件
rm	删除文件 / 目录	-rf 递归强制删除非空目录
mkdir	创建目录（文件夹）
rmdir	删除空目录	只能删空文件夹
cp	拷贝文件	拷贝目录需搭配 -rf 参数
mv	移动文件 / 重命名文件

Linux 七种文件类型（ls -l 首字符标识）：

• b：块设备文件（block），如硬盘、U 盘等存储设备
• c：字符设备文件（character），如键盘、终端等流式设备
• d：目录文件（directory），即文件夹
• -：普通文件，如文本、脚本、可执行程序
• l：链接文件（link），分为软链接和硬链接
• s：套接字文件（socket），用于进程间网络通信
• p：管道文件（pipe），用于进程间单向通信

2. 文件查看命令

1. cat 文件名：直接输出文件全部内容，适合小文件
2. more / less：分页查看大文件，less 支持上下自由翻页
3. head / tail：查看文件首尾指定行数

   bash

   head -n 行数 文件名
   tail -n 行数 文件名
   

3. 文件查找与内容匹配

1. find：按文件名递归查找文件路径

   <p>bash</p>
   

   find . -name "目标文件名"   # 在当前目录递归查找
   

2. grep：在文件中查找包含指定字符串的行

   bash

   grep "目标字符串" 文件名
   

4. 通配符语法

符号	作用	示例
*	匹配任意长度、任意字符	file_*.txt
?	匹配 1 位任意字符	file_??.txt
[]	匹配 1 位指定范围内字符	file_[1,3,5].txt、file_[1-5].txt
[^]	匹配 1 位不在指定范围内字符	file_[^6].txt

5. tar 压缩与解压

gzip 格式（.tar.gz）

# 压缩
tar -zcvf 压缩包名.tar.gz 目标路径/*
# 解压
tar -zxvf 压缩包名.tar.gz

bzip2 格式（.tar.bz2）

# 压缩
tar -jcvf 压缩包名.tar.bz2 目标路径/*
# 解压
tar -jxvf 压缩包名.tar.bz2

6. 管道与重定向

1. 管道 |：将前一条命令的输出，作为后一条命令的输入

   <pre>
   

   ps -ef | grep "bash" # 查找系统中bash相关的进程

2. 重定向
   • >：覆盖重定向，清空原文件内容后写入
   • >>：追加重定向，在文件末尾追加内容

   ps -ef > file.txt   # 将进程列表写入file.txt，覆盖原有内容
   

经典练习题：在/usr/include/stdio.h的后 200 行中，查找包含extern的行并保存到file.txt

tail -n 200 /usr/include/stdio.h | grep "extern" > file.txt

7. 其他常用工具命令

• echo：在终端输出指定内容
• history：查看终端历史输入的命令
• du：查看文件 / 目录大小，-m以 MB 为单位，-k以 KB 为单位
• od：按指定格式查看文件二进制内容，如 od -c 文件名
• date：查看系统日期与时间
• uname -a：查看内核版本与系统架构
• ifconfig：查看网卡信息
• ping IP地址：测试主机与目标 IP 的网络连通性

8. 软件包管理

dpkg 工具（本地 deb 包安装）

sudo dpkg -i 软件包名.deb    # 安装本地deb包
sudo dpkg -P 软件名          # 彻底卸载软件
dpkg -l 软件名               # 查看软件是否安装成功

apt-get 工具（联网在线安装）

sudo apt-get install 软件名        # 下载并安装软件
sudo apt-get remove 软件名 --purge # 彻底卸载软件

三、Shell 脚本编程入门

1. 编译型 vs 解释型语言

类型	核心特点	执行速度	开发效率	适用场景
编译型	有丰富数据类型，先编译再执行	快	低	数据运算、高性能开发
解释型	所有内容默认都是字符串，边解释边执行	慢	高	系统运维、自动化脚本

Shell 脚本属于解释型语言，本质就是一系列 Shell 命令的逻辑化集合。

2. Shell 脚本编写执行三步法

1. 编写脚本代码：vim 脚本名.sh，首行固定写 #!/bin/bash 指定解释器
2. 添加执行权限：chmod +x 脚本名.sh
3. 运行脚本：./脚本名.sh

3. Shell 三类变量

（1）环境变量：系统预置的全局变量

• $PWD：当前工作目录，等价于 pwd 命令
• $HOME：当前用户的家目录
• $PATH：系统命令搜索路径，多个目录用冒号分隔

（2）位置变量：接收脚本执行时的命令行参数

变量	含义
$0	脚本自身的文件名
$1 / $2 / $3	第 1/2/3 个命令行参数
$#	传入参数的总个数
$$	当前脚本运行的进程 PID
$?	上一条命令的退出状态码，0 表示成功，非 0 表示失败

注意：位置参数只能通过执行脚本时命令行后跟参数传入，写在脚本代码内部无效。

（3）自定义变量

• 定义：变量名=值（等号两边不能有空格）
• 取值：$变量名

4. 三种引号的区别

1. 双引号 "：会解析内部变量，将变量替换为对应的值
2. 单引号 '：原样输出内部所有内容，不解析变量
3. 反引号 `：将内部内容作为 Shell 命令执行，返回执行结果

5. 输入与输出

• 输出：echo 内容
• 输入：read 变量名，接收终端用户输入；可加 -p 参数添加提示语

  read -p "请输入文件名：" filename
  

6. if 分支语句

基础语法

if [ 条件 ]
then
    满足条件执行的语句
elif [ 条件2 ]
then
    满足条件2执行的语句
else
    都不满足执行的语句
fi

常用条件判断类型

• 数字比较：-gt 大于、-lt 小于、-eq 等于、-ne 不等于
• 文件判断：-e 存在、-f 普通文件、-d 目录、-b 块设备、-c 字符设备
• 字符串比较：= 相等、!= 不相等

7. case 多分支语句

适合固定值匹配的场景，语法更简洁清晰

case 变量 in
值1)
    执行语句1
    ;;
值2)
    执行语句2
    ;;
*)
    兜底默认语句
    ;;
esac

• ;; 表示当前分支执行结束
• *) 相当于 else，匹配所有其他情况
• esac 是 case 的反向拼写，作为结构结束标记

四、实操高频踩坑避坑指南（核心干货）

坑 1：if 与 [之间缺少空格 → command not found

❌ 错误写法

if[ $num -gt 10 ]

✅ 正确写法

if [ $num -gt 10 ]

原因：[ 本质是一个独立的 test 命令，前后必须有空格，否则 Shell 会将if[识别为一个不存在的命令。

坑 2：echo 与字符串之间无空格

❌ 错误写法

echo"优秀"

✅ 正确写法

echo "优秀"

坑 3：-e放在 if 首位，导致后续 elif 全部失效

❌ 错误逻辑

if [ -e "$file" ]
then
    echo "存在"
elif [ -f "$file" ]  # 永远不会执行
then
    echo "普通文件"
fi

原因：-e 只要文件存在就为真，普通文件、目录、设备文件都会命中第一个 if，后续 elif 直接跳过。

✅ 正确逻辑

if [ ! -e "$file" ]
then
    echo "文件不存在"
elif [ -f "$file" ]
then
    echo "普通文件"
elif [ -d "$file" ]
then
    echo "目录"
fi

坑 4：条件判断中变量不加双引号

❌ 隐患写法

if [ -f $file ]

✅ 规范写法

if [ -f "$file" ]

原因：当文件名包含空格时，无引号会导致变量展开后被拆分成多个参数，语法报错；加双引号会将内容作为一个整体。

坑 5：位置参数写在脚本内部无效

脚本内写 echo $1 100 20 70 不会让$1等于 100。位置参数必须在执行脚本时通过命令行传入：

./脚本名.sh 100 20 70

坑 6：成绩分级 case 漏处理 100 分场景

❌ 漏洞写法

num=`expr $score / 10`
case $num in
    9) echo "优秀" ;;

100 分除以 10 得到 10，无法匹配 9，会落入兜底判为不及格。

✅ 兼容写法

case $num in
    10|9) echo "优秀" ;;

坑 7：mkdir 不加 - p，目录已存在时报错

❌ 隐患写法

mkdir tmp

✅ 健壮写法

mkdir -p tmp

-p 参数：目录不存在则创建，已存在也不会报错，工程代码中推荐使用。

五、实战脚本完整示例

示例 1：输入文件名，判断文件类型

#!/bin/bash
read -p "请输入文件路径：" file
if [ ! -e "$file" ]
then
echo "文件/目录不存在"
elif [ -f "$file" ]
then
echo "普通文件"
elif [ -d "$file" ]
then
echo "目录文件"
elif [ -b "$file" ]
then
echo "块设备文件"
elif [ -c "$file" ]
then
echo "字符设备文件"
fi

示例 2：case 实现成绩等级判定

#!/bin/bash
read -p "请输入分数：" score
num=`expr $score / 10`
case $num in
10|9) echo "优秀" ;;
8) echo "良好" ;;
7) echo "中等" ;;
6) echo "及格" ;;
*) echo "不及格" ;;
esac

示例 3：指定文件名条件处理脚本

#!/bin/bash
read -p "请输入文件名：" filename
if [ "$filename" = "qianrushi" ]
then
if [ -e "$filename" ]
then
mkdir -p tmp
touch tmp/qianrushi.txt
echo "文件存在，已创建tmp目录与tmp/qianrushi.txt"
else
touch "$filename"
echo "文件不存在，已直接创建"
fi
fi

六、Day1 学习总结

第一天学习从操作系统底层概念入手，建立了 “Linux 一切皆是文件” 的核心认知，掌握了常用 Shell 命令的使用场景，同时入门了 Shell 脚本的变量、分支语法。

Shell 语法和常规编程语言差异最大的地方在于空格规范和引号使用，这也是初学者最高频的报错点；其次是条件判断的逻辑顺序，比如-e不能放在分支首位。掌握这些避坑点，能大幅减少脚本调试时间。

后续会继续学习循环、函数等进阶语法，逐步掌握 Shell 自动化脚本开发。