Linux红帽：RHCSA认证知识讲解（九）标准输入输出、重定向、过滤器与管道

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前言

• 在红帽 Linux 系统中，标准输入输出、重定向、过滤器和管道是处理命令行数据的核心工具。
• 这些工具能够帮助用户高效管理数据流，实现复杂任务的自动化。
• 本文将详细介绍这些工具的使用方法与应用场景，帮助读者更好地理解和掌握红帽 Linux 系统的命令行操作。

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一、标准输入与输出、重定向，使用过滤器筛选文件信息

1.1 Linux 的标准输入与输出

在 Linux 系统中，标准输入（stdin）、标准输出（stdout）和标准错误输出（stderr）是命令行交互的基础。

• 标准输入（stdin）：默认情况下，标准输入设备是键盘，用户能通过键盘输入命令或数据。
• 标准输出（stdout）：默认情况下，标准输出设备是显示器，命令的输出结果通常会显示在屏幕上。
• 标准错误输出（stderr）：默认情况下，错误信息也会输出到显示器。与标准输出不同，标准错误输出专门用于输出错误信息。

1.2 什么是输入重定向

输入重定向是指把命令的输入来源从默认的标准输入设备（键盘）改为其他指定的文件。

• 输入重定向使用 < 符号实现。

例如：

cat < /etc/passwd

这条命令将 /etc/passwd 文件的内容作为 cat 命令的输入，并将内容显示到控制台。这与直接使用 cat /etc/passwd 的效果相同，但通过输入重定向的方式更加灵活。

1.3 输出重定向

输出重定向是指将命令的输出目标从默认的标准输出设备（显示器）改为其他指定的文件。输出重定向使用 > 和 >> 符号实现。

• 覆盖输出（>）：将输出内容写入指定文件，如果文件已存在，则覆盖原有内容。
• 追加输出（>>）：将输出内容追加到指定文件的末尾，不会覆盖原有内容。

例如：

cat /etc/passwd > /root/passwd.txt

这条命令将 /etc/passwd 文件的内容输出到 /root/passwd.txt 文件中，如果 /root/passwd.txt 已存在，则覆盖其内容。

1.4 标准错误输出重定向

标准错误输出（stderr）也可以被重定向。默认情况下，错误信息会输出到显示器，但可以通过 2> 符号将其重定向到文件中。

例如：

cat /nonexistent_file 2> /root/error.txt

这条命令尝试读取一个不存在的文件 /nonexistent_file，并将产生的错误信息输出到 /root/error.txt 文件中。

1.5 使用过滤器筛选文件信息

• 过滤器是用于处理文本数据的工具，可以帮助用户从大量数据中筛选出所需的信息。grep 是最常用的过滤器之一，用于搜索和过滤文件内容。

基本用法

grep "pattern" file

例如：

grep "root" /etc/passwd

这条命令会在 /etc/passwd 文件中搜索包含 “root” 的行。

1.6正则表达式

• ^：表示行的开头。例如：

grep "^root" /etc/passwd

这条命令会搜索以 “root” 开头的行。

• $：表示行的结尾。例如：

grep "root$" /etc/passwd

这条命令会搜索以 “root” 结尾的行。

• [abc]：表示匹配括号内的任意一个字符。例如：

grep "b[abc]" /etc/passwd

这条命令会搜索包含 “ba”、“bb” 或 “bc” 的行。

• [a - c]：表示匹配括号内的字符范围。例如：

grep "b[a - c]" /etc/passwd

这条命令会搜索包含 “ba”、“bb” 或 “bc” 的行。

常用选项

• -n：打印匹配行及其行号。

grep -n "root" /etc/passwd

• -c：打印匹配行的数量。

grep -c "root" /etc/passwd

• -v：反选，打印不匹配的行。

grep -v "root" /etc/passwd

重定向存储搜索结果

grep "root" /etc/passwd > /root/search_results.txt

这条命令会将搜索结果保存到 /root/search_results.txt 文件中。

二、管道命令

2.1 管道命令的作用

• 在 Linux 系统中，许多命令会输出大量数据，这些数据可能过于繁杂，难以直接阅读。管道命令（|）允许用户将一个命令的输出作为另一个命令的输入，从而实现数据的逐步处理。

例如，假设我们想要查看 /etc 目录下的文件数量，但 ls /etc 输出的内容太多，难以直接统计。我们可以通过管道命令将输出传递给 less 命令，方便查看：

ls /etc | less

这条命令将 ls /etc 的输出传递给 less 命令，用户可以通过 less 的功能前后翻动查看内容。

2.2 管道命令的特性

• 仅处理标准输出：管道命令只能处理前一个命令的标准输出（stdout），而不会处理标准错误输出（stderr）。如果需要处理错误信息，需要先将其重定向到标准输出。
• 必须能够接受标准输入：管道命令的后一个命令必须能够接受标准输入（stdin）作为数据源。例如，less、more、head、tail 等命令都可以作为管道命令的接收方，而 ls、cp、mv 等命令则不能。

2.3 管道命令的使用示例

• 统计文件行数：

cat /etc/passwd | wc -l

这条命令将 /etc/passwd 文件的内容传递给 wc -l 命令，统计文件的行数。

• 筛选特定内容：

cat /etc/passwd | grep "root"

这条命令将 /etc/passwd 文件的内容传递给 grep 命令，筛选出包含 “root” 的行。

• 组合多个命令：

ps aux | grep "httpd" | wc -l

这条命令首先列出所有进程（ps aux），然后筛选出包含 “httpd” 的行（grep "httpd"），最后统计这些行的数量（wc -l）。

2.4 管道命令的高级用法

• 处理标准错误：
  如果需要处理标准错误输出，可以先将其重定向到标准输出，再通过管道传递。例如：

ls /nonexistent_file 2>&1 | grep "No such file or directory"

这条命令将 ls /nonexistent_file 的错误信息（2>&1）传递给 grep 命令，筛选出包含 “No such file or directory” 的行。

• 多级管道：
  管道命令可以多级串联，实现复杂的处理逻辑。例如：

cat /etc/passwd | grep "root" | cut -d: -f1

这条命令首先读取 /etc/passwd 文件的内容，然后筛选出包含 “root” 的行，最后通过 cut 命令提取用户名字段（以冒号为分隔符，提取第 1 列）。

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以上就是这篇博客的全部内容，下一篇我们将继续探索 Redhat 的更多精彩内容。

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