《Shell 大道：筑基篇（下）—— 流控筑根基，数据任驱驰》

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前言

【筑基进阶，流控入微】
道友已修成筑基初阶秘术，能以流程控制驭符阵、以函数化繁为简，然符阵运转的核心 ——“灵气（数据）流转”，仍需进一步深造。练气期，汝仅能借read收灵气、凭echo散真气，对数据走向毫无掌控；而筑基进阶，需以 “逻辑运算符” 为开关，以 “重定向” 为改道符，以 “管道与文件描述符” 为传功索，让灵气按需流转、不溢不散。

本篇将授汝 “流控三术”：其一为&&与||的 “开关妙法”，依符阵（命令）成败定后续行止；其二为重定向（>/>>/2>）的 “改道秘术”，将灵气归入正途（stdout）、岔路（stderr）或黑洞（/dev/null）；其三为管道（|）与文件描述符（0/1/2）的 “传功要诀”，串联多符阵、多通道协同运转。此三术乃筑基进阶关键，练至大成，可让符阵灵气调度无滞，为后续应对 “异常劫雷（错误处理）” 筑牢根基。

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一、逻辑运算符

1.1 &&（逻辑与）

含义：仅当左侧命令成功（退出状态码为 0）时才执行右侧命令。

因此可以使用&&当作一个特殊的if循环，&&左侧为if的判断条件，右侧为判断成功执行的命令。

示例：

false && echo "成功"
# 无输出，因为 false 失败true && echo "成功"
成功
# true 成功，执行 echo

1.2 ||（逻辑或）

含义：仅当左侧命令失败（退出状态码非 0）时才执行右侧命令。

同&&,||也可以当做一个特殊的if循环，&&左侧为if的判断条件，右侧为判断失败后执行的命令。

示例：

false || echo "左侧失败，执行此处"
# 左侧失败，执行此处true || echo "不会执行"
# 无输出，因为 true 成功

1.3 组合使用：A && B || C

注意：从左到右结合，等价于 (A && B) || C。

示例：

$ false && echo yes || echo fallback
fallback
# (false && echo yes) 失败，执行 fallback

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二、echo 命令与输出流

2.1 输出到标准输出（stdout）

用于程序输出正常的、预期的结果。
示例：

echo "hello world"
hello world

2.2 输出到标准错误（stderr）

专门用于输出错误信息或异常提示。
示例：

echo "this is error" >&2
# 文本发送到 stderr

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三、标准文件描述符（FD）

在 Unix、Linux 及类 Unix 操作系统中，标准文件描述符（Standard File Descriptors） 是内核为每个进程预分配的、用于与外部设备 / 数据流交互的 “默认通道”。它们本质是整数标识，对应进程打开的文件（广义的 “文件”，包括终端、管道、网络套接字等），让程序无需手动指定交互对象就能完成基础输入、输出和错误处理。

• 0：stdin（标准输入）
• 1：stdout（标准输出）
• 2：stderr（标准错误）

示例：

echo "out"      # 输出到 stdout
echo "err" >&2  # 输出到 stderr

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四、重定向操作

4.1 > 与 >>：重定向输出stdout

改变命令的输出目的地，从默认的终端屏幕改为写入文件。

• >：覆盖写入文件
• >>：追加写入文件

示例（覆盖）：

echo "first" > file.txt
echo "second" > file.txt
cat file.txt

示例（追加）：

echo "first" > file.txt
echo "second" >> file.txt
cat file.txt

4.2 2> 与 2>>：重定向错误输入 stderr

将命令执行时产生的错误信息（如 “文件不存在”）重定向到指定位置，而非默认显示在终端。

• 2>：将错误信息覆盖写入文件
• 2>>：将错误信息追加写入文件

示例：

ls /no/such/path 2>err.txt
cat err.txt

4.3 <：重定向输入

改变命令的输入来源，从默认的键盘输入改为从文件读取。
示例：

#! /bin/bash
# user_info.sh：读取姓名和年龄并输出read -p "请输入你的姓名：" name  # 读取输入赋值给 name 变量
read -p "请输入你的年龄：" age   # 读取输入赋值给 age 变量# 输出结果
echo -e "\n你的信息："
echo "姓名：$name"
echo "年龄：$age"

sh demo16.sh < test.sh #在不直接输入参数的情况下用test.sh中的内容进行输入

4.4 <(...)：进程替换

在 Shell 中，<(…) 被称为进程替换（Process Substitution），它可以将一个命令的输出作为一个临时文件（或文件描述符）传递给另一个命令。

# 将grep的输出作为wc -l的输入
wc -l < <(grep "error" file.txt)
grep "ERROR" <(cat /var/log/syslog)
#等价于 cat /var/log/syslog | grep "ERROR"，但用进程替换的写法更直观。

4.3 同时重定向 stdout 与 stderr

4.3.1 POSIX 推荐写法

command >out.txt 2>&1

示例：

bash -c 'echo out; echo err >&2' >both.txt 2>&1
cat both.txt

注意顺序：以下写法错误，stderr 仍会输出到终端：

bash -c 'echo out; echo err >&2' 2>&1 >both.txt

4.3.2 Bash 简写

在Bash中可以使用简写。

command &>file    # 同时重定向 stdout 和 stderr
command |& other  # 同时管道传输 stdout 和 stderr

示例：

bash -c 'echo out; echo err >&2' &> both.txt
cat both.txt

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五、丢弃输出：/dev/null

含义：将不需要的输出重定向到 /dev/null（黑洞设备）。

示例：

• 丢弃 stdout：

   some_command > /dev/null
  

• 丢弃 stderr：

   some_command 2> /dev/null
  

• 同时丢弃 stdout 和 stderr：

   some_command > /dev/null 2>&1
  # 或some_command &> /dev/null
  

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六、管道|与错误流处理

6.1 基本用法

含义：将前一个命令的 stdout 作为下一个命令的 stdin。

管道|，重定向输入>，重定向输出<的三者间的区别

• 管道| ：从一个命令到另一个命令
• 重定向输入> ：从一个命令到一个文件
• 重定向输出< ：从一个文件到一个命令

示例：

echo -e "apple\nbanana" | grep banana

6.2 同时传输 stdout 和 stderr

command 2>&1 | grep something
# 或（Bash）
command &> | grep something
command |& grep something

示例：

bash -c 'echo out; echo err >&2' 2>&1 | sed -n 'p'

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七、进阶技巧：自定义文件描述符

用途：在脚本中管理多个输出流。

示例：

exec 3>mylog.txt    # 打开 FD 3 指向文件
echo "hello" >&3    # 写入 FD 3
exec 3>&-           # 关闭 FD 3
cat mylog.txt

7.1 从“一切皆文件”的特点理解重定向

从上面的打开“FD3”输出流，以及“exec 3>mylog.txt”、“echo “hello” >&3”的写法不难得出“&1”、“&2”也是一个指向文件的输出流。而作为一个“一切皆文件”的系统，“&1”、“&2”指向的是命令行页面，因为当不使用重定向时，正确或错误的信息会直接输出在命令行的界面上，也就是说“命令行界面也被视为了一个文件”，这也就能理解为什么>、<这些符号不直接叫输入、输出，而是叫重定向输入、重定向输出。

bash -c 'echo out; echo err >&2' >both.txt 2>&1
bash -c 'echo out; echo err >&2' 2>&1 >both.txt

再用上方的例子理解一下重定向：

• bash -c 'echo out; echo err >&2' : 执行一个子bash，在其中执行了“echo out; echo err >&2”命令
  • echo out：实际是echo out >&1，将>&1进行了省略，作用是输出“out”给FD1
  • echo err >&2：这边的作用是输出“err”给FD2
• >both.txt :这一部分的命令同样进行了省略，实际为1>both.txt，意思是将FD1输出流的地址从命令行界面重定向为了一个文件both.txt
• 2>&1:这的作用则是将FD2输出流的地址重定向到FD1输出流的地址，也因为这样>both.txt、2>&1的前后顺序，会对最后的结果产生影响，2>&1在前时先进行了FD2输出流的地址重定向到FD1输出流的地址的过程，此时FD2的指向文件仍是命令行界面，再执行>both.txt 则是仅再次改变了FD1输出流的输出地址，最终结果就变成了再命令行界面输出“err”，而在both.txt输出了“out”。同理，可以看出2>&1在后时的结果是 'echo out; echo err >&2'的命令都输出到了“both.txt”中

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总结

【流控功成，筑基圆满】
贺喜道友！筑基进阶 “流控” 神通已成，至此筑基之境圆满！

此刻，汝已通晓逻辑运算符的 “开关之道”：&&仅在前方符阵成功时续接术法，||仅在前方符阵失败时补位，二者结合可精准控制符阵流程；熟稔重定向的 “改道之术”：>/>>掌控标准输出，2>/2>>收纳错误信息，更能以&>同时调度双流向，让数据按需归位；亦掌握管道与文件描述符的 “协同之法”：管道串联多符阵，让灵气层层传递；自定义文件描述符（如 FD3）可拓展数据通道，应对复杂场景。

此流控之术虽不似流程控制那般显化 “符阵框架”，却是筑基期的 “内功核心”—— 若无流控，符阵灵气易乱、数据易失，后续构建复杂脚本、处理异常皆无从谈起。今汝筑基道基无瑕，既能搭符阵之架，又能控灵气之流，已具备向《金丹篇》迈进的资格。下一站，吾在金丹之境，静候道友前来！