Linux软件编程与Shell脚本编程

一、操作系统基础

操作系统本质一套软件，向下屏蔽硬件差异，向上给应用程序提供统一接口，实现软件跨硬件运行。
主流PC操作系统：Unix、Linux、Windows。
Linux：源自GNU项目，C语言编写，广泛用于服务器、嵌入式设备。

Linux内核五大核心能力

1. 内存管理：内存分配、回收、虚拟内存。
2. 多任务调度：CPU时间片分配，进程调度。
3. 文件系统管理：Linux一切皆文件，设备、套接字都抽象成文件。
4. 进程间通信：进程之间数据交互。
5. 网络通信：网络协议栈。

内核是纯C实现，用户程序不能直接访问内核。用户通过系统调用进入内核；shell作为命令解释器，封装系统调用给使用者操作。

库函数 vs 系统调用

1. 系统调用：内核提供接口，操作系统专属，功能强大，开销大。
2. 库函数：对系统调用做封装，可移植，上层应用优先使用库函数。

二、Shell基础命令

Shell是命令解释器，接收用户输入命令，调用内核完成工作。

文件目录基础命令

• ls：查看目录， ls -l 详细信息， ls -a 显示隐藏文件。
  文件类型标识： ‑ 普通文件， d 目录， l 软链接， b 块设备， c 字符设备。
• touch：新建空文件
• rm：删除文件； rm -rf 强制递归删除目录，高危命令
• mkdir：创建目录；rmdir：仅删除空目录
• cp：复制文件/目录；复制目录需要加 ‑r
• mv：移动、重命名文件

文件查看命令

• cat：一次性输出全部内容
• more/less：分页浏览大文件
• head/tail：查看文件头部、尾部； tail -n 指定行数

文件查找

• find：在目录树遍历查找文件
• grep：文本检索，匹配字符串，输出匹配行

通配符

• 匹配任意字符； ? 匹配单个字符； [] 匹配指定范围字符，用于批量匹配文件名。

压缩解压

tar工具，常用参数： ‑zcvf 压缩； ‑zxvf 解压。

管道与重定向

1. 管道 | ：把前一条命令输出，当做后一条命令输入。示例： ps -ef | grep bash
2. 重定向： > 覆盖输出； >> 追加输出，把命令输出保存进文件。

常用工具命令

• echo：打印输出文本
• history：查看历史执行命令
• du：统计文件、目录磁盘占用大小
• date：查看系统时间
• uname：查看系统内核版本
• ping：网络连通测试
• dpkg/apt：软件包安装卸载管理

三、Shell脚本编程

Shell脚本本质：把多条shell命令写到文件，批量执行。

Shell脚本运行完整流程

1. vim编写脚本文件，第一行声明解释器 #!/bin/bash
2. chmod +x xxx.sh 添加可执行权限
3. ./xxx.sh 执行脚本

坑点： #!/bin/bash 写错字符脚本直接报错； [ ] 做条件判断，中括号内侧两边必须留空格，空格缺失直接报语法错误。

Shell变量

1. 环境变量：系统全局变量，如PATH、HOME。
2. 位置变量： $0 脚本名； $1 $2 传入脚本参数； $# 参数个数。
3. 自定义变量： 变量名=值 ，等号两边不能有空格。

引号区别

• 双引号：解析里面的变量；
• 单引号：原样输出，不解析变量。

输入输出

• read：读取终端用户输入。

分支语句

1. if条件分支： if 条件;then … else … fi
2. case多分支：匹配不同分支执行对应逻辑。

重点总结

1. Linux内核不允许用户直接访问，程序依靠系统调用完成内核操作；库函数封装系统调用，可移植性更好。
2. Shell命令高频坑：rm‑rf高危；通配符批量处理；管道和重定向实现命令组合。
3. Shell脚本三大高频踩坑：第一行解释器写错；if判断 [ ] 缺少空格；变量赋值 = 两边不能空格。
4. read读取输入，if、case完成分支判断，是shell脚本作业的核心。
5. shell脚本适合轻量自动化；不适合大规模复杂业务。