常见的 Shell 操作符 §

标准输入、标准输出、标准错误 §

在 von Neumann 计算机体系结构中，程序通过输入设备获取输入数据，通过输出设备输出结果数据。对应地，在 Unix 中，也产生了输入流和输出流的概念。

在类 Unix 操作系统中，程序有三种预设的数据流：

• 标准输入（C 标准库中的 stdin）：程序从中读取输入数据的流，通常与键盘关联。
• 标准输出（C 标准库中的 stdout）：程序将正常输出数据写入的流，通常与终端关联。
• 标准错误（C 标准库中的 stderr）：程序将错误消息写入的流，通常也与终端关联。

其中，标准错误也属于输出流的一种，但它与标准输出是分开的，目的是为了让用户能够区分正常的输出和错误消息。

在 stdio.h 头文件中，可以看到如下定义：

/* Standard streams.  */
extern FILE *stdin;		/* Standard input stream.  */
extern FILE *stdout;		/* Standard output stream.  */
extern FILE *stderr;		/* Standard error output stream.  */
/* C89/C99 say they're macros.  Make them happy.  */
#define stdin stdin
#define stdout stdout
#define stderr stderr

对于 Windows 命令行程序，上述概念同样适用。

现代的 Shell 一般都赋予上述数据流一个默认的文件描述符：

• 标准输入：文件描述符 0。
• 标准输出：文件描述符 1。
• 标准错误：文件描述符 2。

/* Standard file descriptors.  */
#define	STDIN_FILENO	0	/* Standard input.  */
#define	STDOUT_FILENO	1	/* Standard output.  */
#define	STDERR_FILENO	2	/* Standard error output.  */

在所有的类 Unix 操作系统中，当新进程创建时，这三个文件描述符都会被默认打开并关联到相应的设备文件上， 其文件描述符的编号都固定为上面列出的值 。

命令和程序 §

命令、程序是人们总是混淆的概念（与此类似的还有程序和进程）。当我们打开终端时，终端实际上帮我们启动了一个 Shell 程序，Shell 程序接受用用户的输入，并对其进行解析。用户输入的可能是 Shell 的一个内置命令（如 exit）,也可能是一个可执行程序（如 ls）。一般来说，Shell 会先尝试将输入的内容视作内置命令进行解析，若其不是内置的命令，则在环境变量 PATH 列出的目录下查找对应的可执行程序并运行它。

>（或 1>） §

主流的 Shell 都支持使用 > 将命令的标准输出重定向到文件中，例如：

echo "Hello, world!" > hello.txt

2> §

在 Unix 的设计中，标准错误的流和标准输出的流是分开的，主流的 Shell 均支持使用 2> 将标准错误重定向到文件中。其中，2 代表标准错误的文件描述符。

>& §

>& 的语义是将一个文件描述符重定向到另一个文件描述符。2>&1 表示将标准错误重定向到标准输出中。

示例 §

// test.c
#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    fprintf(stdout, "Trivial message.\n");
    fprintf(stderr, "Error message.\n");
}

clang test.c -o test
./test 1> out.txt # 将标准输出重定向到 out.txt 文件中，标准错误仍然输出到终端
./test 2> err.txt # 将标准错误重定向到 err.txt 文件中，标准输出仍然输出到终端
./test > all.txt 2>&1 # 将标准输出和标准错误都重定向到 all.txt 文件中

< §

< 是输入重定向操作符。由于设计上的差异，目前 PowerShell 还不支持这种重定向方式。< 用于将文件的内容作为命令的标准输入流。例如：

echo 3 2 1 > numbers.txt
sort < numbers.txt

"3`n2`n1" | Out-File -FilePath numbers.txt
Get-Content -Path numbers.txt | Sort-Object