计算机教育中缺失的一课笔记
我们中的大多数人实际上只利用了这些工具中的很少一部分,我们常常只是死记硬背一些如咒语般的命令, 或是当我们卡住的时候,盲目地从网上复制粘贴一些命令。
主题 1: The Shell
shell 是什么?
如今的计算机有着多种多样的交互接口让我们可以进行指令的的输入,从炫酷的图像用户界面(GUI),语音输入甚至是 AR/VR 都已经无处不在。 这些交互接口可以覆盖 80% 的使用场景,但是它们也从根本上限制了您的操作方式——你不能点击一个不存在的按钮或者是用语音输入一个还没有被录入的指令。 为了充分利用计算机的能力,我们不得不回到最根本的方式,使用文字接口:Shell
几乎所有您能够接触到的平台都支持某种形式的 shell,有些甚至还提供了多种 shell 供您选择。虽然它们之间有些细节上的差异,但是其核心功能都是一样的:它允许你执行程序,输入并获取某种半结构化的输出。
本节课我们会使用 Bourne Again SHell, 简称 “bash” 。 这是被最广泛使用的一种 shell,它的语法和其他的 shell 都是类似的。打开 shell 提示符(您输入指令的地方),您首先需要打开 终端 。您的设备通常都已经内置了终端,或者您也可以安装一个,非常简单。
使用 shell(往光标前插东西)
当您打开终端时,您会看到一个提示符,它看起来一般是这个样子的:
1 | missing:~$ |
这是 shell 最主要的文本接口。它告诉你,你的主机名是 missing
并且您当前的工作目录(”current working directory”)或者说您当前所在的位置是 ~
(表示 “home”)。 $
符号表示您现在的身份不是 root 用户(稍后会介绍)。在这个提示符中,您可以输入 命令 ,命令最终会被 shell 解析。
1 | missing:~$ date |
我们可以在执行命令的同时向程序传递 参数 :
1 | missing:~$ echo hello |
上例中,我们让 shell 执行 echo
,同时指定参数 hello
。echo
程序将该参数打印出来。 shell 基于空格分割命令并进行解析,然后执行第一个单词代表的程序,并将后续的单词作为程序可以访问的参数。如果您希望传递的参数中包含空格(例如一个名为 My Photos 的文件夹),您要么用使用单引号,双引号将其包裹起来,要么使用转义符号 \
进行处理(My\ Photos
)。
但是,shell 是如何知道去哪里寻找 date
或 echo
的呢?其实,类似于 Python 或 Ruby,shell 是一个编程环境,所以它具备变量、条件、循环和函数(下一课进行讲解)。当你在 shell 中执行命令时,您实际上是在执行一段 shell 可以解释执行的简短代码。如果你要求 shell 执行某个指令,但是该指令并不是 shell 所了解的编程关键字,那么它会去咨询 环境变量 $PATH
,它会列出当 shell 接到某条指令时,进行程序搜索的路径:
1 | missing:~$ echo $PATH |
当我们执行 echo
命令时,shell 了解到需要执行 echo
这个程序,随后它便会在 $PATH
中搜索由 :
所分割的一系列目录,基于名字搜索该程序。当找到该程序时便执行(假定该文件是 可执行程序,后续课程将详细讲解)。确定某个程序名代表的是哪个具体的程序,可以使用 which
程序。我们也可以绕过 $PATH
,通过直接指定需要执行的程序的路径来执行该程序
在 shell 中导航
shell 中的路径是一组被分割的目录,在 Linux 和 macOS 上使用 /
分割,而在 Windows 上是 \
。路径 /
代表的是系统的根目录,所有的文件夹都包括在这个路径之下,在 Windows 上每个盘都有一个根目录(例如: C:\
)。 我们假设您在学习本课程时使用的是 Linux 文件系统。如果某个路径以 /
开头,那么它是一个 *绝对路径,其他的都是 相对路径 。相对路径是指相对于当前工作目录的路径,当前工作目录可以使用 pwd
命令来获取。此外,切换目录需要使用 cd
命令(linux中单独用直接切回最初)。在路径中,.
表示的是当前目录,而 *..
表示上级目录(用于切换):
1 | missing:~$ pwd |
注意,shell 会实时显示当前的路径信息。您可以通过配置 shell 提示符来显示各种有用的信息,这一内容我们会在后面的课程中进行讨论。
一般来说,当我们运行一个程序时,如果我们没有指定路径,则该程序会默认在当前目录下执行。例如,我们常常会搜索文件,并在需要时创建文件。
为了查看指定目录下包含哪些文件,我们使用 ls
命令:
1 | missing:~$ ls//未指定路径看不了 |
除非我们利用第一个参数指定目录,否则 ls
会打印当前目录下的文件。大多数的命令接受标记和选项(带有值的标记),它们以 -
开头,并可以改变程序的行为。通常,在执行程序时使用 -h
或 --help
(不是单独用)标记可以打印帮助信息,以便了解有哪些可用的标记或选项。例如,ls --help
的输出如下: