初學Linux之標準 I/O 和管道

通常對于程序來講，輸入輸出數據的可以是鍵盤、鼠標、顯示器等設備。但是我們輸入的是命令，本身并沒有輸入“顯示”這類命令和要求，但是系統就自動的在屏幕上輸出我們命令指定的信息。系統本身默認對一些命令的輸出進行了規范，這樣也是減少了我們在使用Linux 過程中對輸出的考慮，簡化了不必要的繁瑣的操作。對于這些默認的輸入和輸出，我們需要進行了解，這樣對后面的程序學習以及腳本編輯都很有幫助。

一、三種標準 I/O

程序一般包括指令和數據，讀入數據就是 Input ，輸出數據是 Output ，在Linux中，一切皆文件，系統不會識別到具體的文件名，它是通過文件的（fd）文件描述符（數字代號）識別的，若是把鍵盤和屏幕都是作為文件，那么它們的 fd 是多少呢？下圖我們通過一個已經打開的進程（7525），從進程中顯示的三個編號分別為0、1、2，這三個編號就分別是系統對鍵盤輸入，屏幕輸出，屏幕報錯的fd 。

這三個是系統默認的，我們將它們歸為：標準輸入（0），標準輸出（1），標準錯誤輸出（2）。很多命令在屏幕端顯示的，都是標準輸出。而一些在命令輸入完成，回車運行過程中，要求我們使用鍵盤輸入的，就是標準輸入。比如 ls 在屏幕列出的文件和目錄序列， cat 命令在運行過程中，我們在鍵盤輸入的單詞。當我們的輸入不符合規范，或者程序運行出現中斷，程序需要將錯誤的內容突出反饋給用戶，在屏幕顯示的就是標準錯誤輸出。

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二、把 I/O 重定向入文件

重定向是指將原先的輸入方向更改到其他的，比如從原先從鍵盤輸入的，我們可以更換到其他方式，原先從從屏幕輸出顯示的，我們輸出到其他位置。

首選的重定向方式是—輸出重定向到文件。具體的操作方法是“完整命令 ? ?? 操作符號 ?? 文件名”。支持的操作符號包括：? >? 把標準輸出重定向到文件； 2>? 把標準錯誤輸出重定向到文件； &>? 把兩種輸出一起重定向到文件 。三種都使用到了 “ > ”這個大于符號，這個符號是比較隨意的符號，每次會將后面跟著的文件內容進行覆蓋，對記錄整體的數據是不好處理的，此時可以使用 set -C? 禁止覆蓋，set +C 恢復覆蓋。在禁止覆蓋的情況下，可以使用 “ >|” 這個符號，同同樣實現覆蓋，而“ >> ”雙大于號是追加的，不是覆蓋，禁止覆蓋是沒有關系的，可以使用“ >> ” , “ 2>> ” ,?“ &>> ” 。

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命令同時具備標準輸出和標準錯誤輸出的，可以使用下面的方法：COMMAND? > /PATH/FILE1? 2> /PATH/FILE2 ,實現標準輸出和錯誤輸出重定向到不同的文件位置。另外這邊需要提及的是：&> ,&>> 并不是對所有版本的Linux系統適用的，若是不能使用，可以在重定向的末尾 加上 2>&1 ,同樣實現標準輸出和錯誤輸出重定向到同一個位置。例如：COMMAND >>/PATH/FIEL? 2>&1 。

當多個程序的一起運行時，可以使用括號括起來，各個程序分號隔開，之后一起重定向到同一個位置。 ( COMMAND 1 ; COMMAND2 ; COMMAND3 ) >FILE.TXT

? ? ? ? ? ? 以上是將輸出重定向，對應的，我們可以將標準輸入重定向。和標準輸出使用“ > ”類似，標準輸入使用的是“ < ”。cat 命令本身是同時有標準輸出和標準輸入的。標準輸入重定向的用法就是在命令的后面加上“ < FILE ” 。? ?? 之前的f1文件里的信息是123，f2文件里的信息是456。示例中就用f2文件中的內容代替了cat命令的鍵盤輸入。

以上是將標準輸入重定向到文件的方法，還有這種多行重定向的方法，使用的符號是 “ <<終止詞 ” ，位置也是在命令的后面。但是要使用終止詞在符號后面。

三、tr 命令的使用

上面我們使用的都是 cat 這個命令，和 cat 一樣包括標準輸入和標準輸出的命令還有很多，tr 命令就是其中之一，這個命令有字符處理的功能，這里可以著重了解一下。

tr 轉換和刪除字符

tr [OPTION]… SET1 [SET2]

常用的選項：? -c –C –complement：取字符集的補集

-d –delete：刪除所有屬于第一字符集的字符

-s –squeeze-repeats：把連續重復的字符以單獨一個字符表示

-t –truncate-set1：將第一個字符集對應字符轉化為第二字符集 對應的字符

四、使用管道鏈接命令

現實生活中的管道是頭尾銜接，傳遞物體流的設備，在Linux中，將數據作為一種“流”，通過管道連接的命令，就可以將“數據流” 前后傳遞。Linux中的管道在命令中間用“ | ”表示。命令1 | 命令2 |命令3 |….. 管道將命令1的標準輸出發送給命令2的標準輸入，命令2的標準輸出作為命令3的標準輸入，如此反復。標準錯誤輸出是無法通過管道傳遞的。可以利用 2>&1 | 或者 |& 。

當管道傳遞的數據不是標準輸出，而是文件，那么不能作為標準輸入傳遞給下一個命令，則可以使用管道中的 “ – ” 符號代替產生的文件，在管道前，作為輸出的文件，在管道后，作為輸入文件。

tar -cvf ? –? /home ? | tar? -xvf? –

另外，管道后面的命令，參數是多個，而管道前的標準輸出是一串數據流，可以使用 | xargs 命令，將數據流中的空格隔開的數據，分成多個參數，一個個傳遞給管道后的命令處理。