一、實驗介紹

1.1 實驗內容

本節實驗介紹環境變量的作用與用法，及幾種搜索文件的方法。學會這些技巧可以高效地使用 Linux 。
一、環境變量

1. 變量
   要解釋環境變量，得先明白變量是什么，準確的說應該是 Shell 變量，所謂變量就是計算機中用于記錄一個值（不一定是數值，也可以是字符或字符串）的符號，而這些符號將用于不同的運算處理中。通常變量與值是一對一的關系，可以通過表達式讀取它的值并賦值給其它變量，也可以直接指定數值賦值給任意變量。為了便于運算和處理，大部分的編程語言會區分變量的類型，用于分別記錄數值、字符或者字符串等等數據類型。Shell 中的變量也基本如此，有不同類型（但不用專門指定類型名），可以參與運算，有作用域限定。
   變量的作用域即變量的有效范圍（比如一個函數中、一個源文件中或者全局范圍），在該范圍內只能有一個同名變量。一旦離開則該變量無效，如同不存在這個變量一般。

在 Shell 中如何創建一個變量，如何給變量賦值和如何讀取變量的值呢？這里簡單舉例說明一下：
使用 declare命令創建一個變量名為 tmp 的變量：

$ declare tmp

其實也可以不用 declare 預聲明一個變量，直接即用即創建，這里只是告訴你 declare 的作用，這在創建其它指定類型的變量（如數組）時會用到。

使用 =號賦值運算符，將變量 tmp 賦值為 shiyanlou：

$ tmp=shiyanlou

讀取變量的值，使用 echo命令和 符號用于表示引用一個變量的值，初學者經常忘記輸入**）：

echo $tmp

注意：并不是任何形式的變量名都是可用的，變量名只能是英文字母、數字或者下劃線，且不能以數字作為開頭。

2. 環境變量
   簡單理解了變量的概念，就很容易理解環境變量了。環境變量的作用域比自定義變量的要大，如 Shell 的環境變量作用于自身和它的子進程。在所有的 UNIX 和類 UNIX 系統中，每個進程都有其各自的環境變量設置，且默認情況下，當一個進程被創建時，除了創建過程中明確指定的話，它將繼承其父進程的絕大部分環境設置。Shell 程序也作為一個進程運行在操作系統之上，而我們在 Shell 中運行的大部分命令都將以 Shell 的子進程的方式運行。
   

通常我們會涉及到的變量類型有三種：
當前 Shell 進程私有用戶自定義變量，如上面我們創建的 tmp 變量，只在當前 Shell 中有效。
Shell 本身內建的變量。
從自定義變量導出的環境變量。

也有三個與上述三種環境變量相關的命令：set，env，export。這三個命令很相似，都是用于打印環境變量信息，區別在于涉及的變量范圍不同。詳見下表：

你可以更直觀的使用 vimdiff工具比較一下它們之間的差別：

$ temp=shiyanlou
$ export temp_env=shiyanlou
$ env|sort>env.txt$ export|sort>export.txt
$ set|sort>set.txt

上述操作將命令輸出通過管道 |使用 sort命令排序，再重定向到對象文本文件中。

$ vimdiff env.txt export.txt set.txt

使用 vimdiff
工具比較導出的幾個文件的內容：

臨時的：使用 export 命令行聲明即可，變量在關閉 shell 時失效。

這里介紹兩個重要文件 /etc/bashrc
（有的 Linux 沒有這個文件） 和 /etc/profile
，它們分別存放的是 shell 變量和環境變量。還有要注意區別的是每個用戶目錄下的一個隱藏文件：
.profile 可以用 ls -a 查看cd /home/shiyanlouls -a

這個 .profile 只對當前用戶永久生效。而寫在 /etc/profile
里面的是對所有用戶永久生效，所以如果想要添加一個永久生效的環境變量，只需要打開 /etc/profile
，在最后加上你想添加的環境變量就好啦。

3. 命令的查找路徑與順序
   你可能很早之前就有疑問，我們在 Shell 中輸入一個命令，Shell 是怎么知道去哪找到這個命令然后執行的呢？這是通過環境變量 PATH
   來進行搜索的，熟悉 Windows 的用戶可能知道 Windows 中的也是有這么一個 PATH 環境變量。這個 PATH里面就保存了 Shell 中執行的命令的搜索路徑查看 PATH環境變量的內容：

$ echo $PATH

默認情況下你會看到如下輸出：

/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/usr/local/games

如果你還記得 Linux 目錄結構那一節的內容，你就應該知道上面這些目錄下放的是哪一類文件了。通常這一類目錄下放的都是可執行文件，當我們在 Shell 中執行一個命令時，系統就會按照 PATH 中設定的路徑按照順序依次到目錄中去查找，如果存在同名的命令，則執行先找到的那個。
下面我們將練習創建一個最簡單的可執行 Shell 腳本和一個使用 C 語言創建的“ hello world ”程序.
創建一個 Shell 腳本文件：

$ gedit hello_shell.sh

在腳本中添加如下內容，保存并退出（注意不要省掉第一行，這不是注釋，論壇有用戶反映有語法錯誤，就是因為沒有了第一行）：

!/bin/bashfor ((i=0; i<10; i++));do echo "hello shell"doneexit 0

為文件添加可執行權限：

$ chmod 755 hello_shell.sh

執行腳本：
$ ./hello_shell.sh

創建一個 C 語言“ hello world ”程序：
$ gedit hello_world.c

include <stdio.h>int main(void){ printf("hello world!\n"); return 0;}

保存后使用 gcc 生成可執行文件：
$ gcc -o hello_world hello_world.c

gcc 生成二進制文件默認具有可執行權限，不需要修改

在 shiyanlou 家目錄創建一個 mybin
目錄，并將上述 hello_shell.sh 和 hello_world 文件移動到其中：
mv hello_shell.sh hello_world mybin/

現在你可以在 mybin
目錄中分別運行你剛剛創建的兩個程序：
./hello_shell.sh$ ./hello_world

回到上一級目錄，也就是 shiyanlou
家目錄，當再想運行那兩個程序時，會發現提示命令找不到，除非加上命令的完整路徑，但那樣很不方便，如何做到想使用系統命令一樣執行自己創建的腳本文件或者程序呢？那就要將命令所在路徑添加到 PATH
環境變量了。

4. 添加自定義路徑到“ PATH ”環境變量
   在前面我們應該注意到 PATH
   里面的路徑是以 :
   作為分割符的，所以我們可以這樣添加自定義路徑：
   PATH:/home/shiyanlou/mybin

注意這里一定要使用絕對路徑。
現在你就可以在任意目錄執行那兩個命令了（注意需要去掉前面的 ./
）。你可能會意識到這樣還并沒有很好的解決問題，因為我給 PATH 環境變量追加了一個路徑，它也只是在當前 Shell 有效，我一旦退出終端，再打開就會發現又失效了。有沒有方法讓添加的環境變量全局有效？或者每次啟動 Shell 時自動執行上面添加自定義路徑到 PATH 的命令？下面我們就來說說后一種方式——讓它自動執行。
在每個用戶的 home 目錄中有一個 Shell 每次啟動時會默認執行一個配置腳本，以初始化環境，包括添加一些用戶自定義環境變量等等。zsh 的配置文件是 .zshrc
，相應 Bash 的配置文件為 .bashrc
。它們在 etc
下還都有一個或多個全局的配置文件，不過我們一般只修改用戶目錄下的配置文件。
我們可以簡單地使用下面命令直接添加內容到 .zshrc
中：
PATH:/home/shiyanlou/mybin" >> .zshrc

上述命令中 >>
表示將標準輸出以追加的方式重定向到一個文件中，注意前面用到的 >
是以覆蓋的方式重定向到一個文件中，使用的時候一定要注意分辨。在指定文件不存在的情況下都會創建新的文件。

5. 修改和刪除已有變量
   變量修改
   變量的修改有以下幾種方式：
   變量設置方式
   說明

${變量名#匹配字串}

從頭向后開始匹配，刪除符合匹配字串的最短數據

${變量名##匹配字串}

從頭向后開始匹配，刪除符合匹配字串的最長數據

${變量名%匹配字串}

從尾向前開始匹配，刪除符合匹配字串的最短數據

${變量名%%匹配字串}

從尾向前開始匹配，刪除符合匹配字串的最長數據

${變量名/舊的字串/新的字串}

將符合舊字串的第一個字串替換為新的字串

${變量名//舊的字串/新的字串}

將符合舊字串的全部字串替換為新的字串

比如要修改我們前面添加到 PATH 的環境變量。為了避免操作失誤導致命令找不到，我們先將 PATH 賦值給一個新的自定義變量 path：
PATHpath{path%/home/shiyanlou/mybin}# 或使用通配符,表示任意多個任意字符{path%/mybin}

變量刪除
可以使用 unset
命令刪除一個環境變量：
$ unset temp

6. 如何讓環境變量立即生效
   前面我們在 Shell 中修改了一個配置腳本文件之后（比如 zsh 的配置文件 home 目錄下的 .zshrc
   ），每次都要退出終端重新打開甚至重啟主機之后其才能生效，很是麻煩，我們可以使用 source
   命令來讓其立即生效，如：
   $ source .zshrc

source
命令還有一個別名就是 .
，注意與表示當前路徑的那個點區分開，雖然形式不一樣，但作用和使用方式一樣，上面的命令如果替換成 .
的方式就該是：
$ . ./.zshrc

注意第一個點后面有一個空格，而且后面的文件必須指定完整的絕對或相對路徑名，source 則不需要。

二、搜索文件

與搜索相關的命令常用的有 whereis，which，find 和 locate 。
whereis 簡單快速

$whereis who

你會看到它找到了三個路徑，兩個可執行文件路徑和一個 man 在線幫助文件所在路徑，這個搜索很快，因為它并沒有從硬盤中依次查找，而是直接從數據庫中查詢。whereis 只能搜索二進制文件(-b)，man 幫助文件(-m)和源代碼文件(-s)。如果想要獲得更全面的搜索結果可以使用 locate 命令。

locate 快而全

通過“ /var/lib/mlocate/mlocate.db ”數據庫查找，不過這個數據庫也不是實時更新的，系統會使用定時任務每天自動執行 updatedb 命令更新一次，所以有時候你剛添加的文件，它可能會找不到，需要手動執行一次 updatedb 命令（在我們的環境中必須先執行一次該命令）。它可以用來查找指定目錄下的不同文件類型，如查找 /etc 下所有以 sh 開頭的文件：

$ locate /etc/sh

注意，它不只是在 /etc 目錄下查找，還會自動遞歸子目錄進行查找。

查找 /usr/share/ 下所有 jpg 文件：
$ locate /usr/share/*.jpg

注意要添加 *
號前面的反斜杠轉義，否則會無法找到。

如果想只統計數目可以加上 -c 參數，-i 參數可以忽略大小寫進行查找，whereis 的 -b、-m、-s同樣可以使用。

which 小而精

which 本身是 Shell 內建的一個命令，我們通常使用 which 來確定是否安裝了某個指定的軟件，因為它只從 PATH 環境變量指定的路徑中去搜索命令：

$ which man

find 精而細

find 應該是這幾個命令中最強大的了，它不但可以通過文件類型、文件名進行查找而且可以根據文件的屬性（如文件的時間戳，文件的權限等）進行搜索。find 命令強大到，要把它講明白至少需要單獨好幾節課程才行，我們這里只介紹一些常用的內容。

這條命令表示去 /etc/ 目錄下面 ，搜索名字叫做 interfaces 的文件或者目錄。這是 find 命令最常見的格式，千萬記住 find 的第一個參數是要搜索的地方：
$ sudo find /etc/ -name interfaces

注意 find 命令的路徑是作為第一個參數的， 基本命令格式為 find [path] [option] [action] 。

與時間相關的命令參數：

下面以 -mtime
參數舉例：
-mtime n：n 為數字，表示為在 n 天之前的“一天之內”修改過的文件
-mtime +n：列出在 n 天之前（不包含 n 天本身）被修改過的文件
-mtime -n：列出在 n 天之內（包含 n 天本身）被修改過的文件
-newer file：file 為一個已存在的文件，列出比 file 還要新的文件名

列出 home 目錄中，當天（24 小時之內）有改動的文件：
$ find ~ -mtime 0

列出用戶家目錄下比 Code 文件夾新的文件：
$ find ~ -newer /home/shiyanlou/Code

三、更多

輕松一下
《黑客帝國》電影里滿屏幕代碼的“數字雨”，在 Linux 里面你也可以輕松實現這樣的效果，你只需要一個命令 cmatrix 。
需要安裝，因為 Ubuntu 沒有預裝：
$ sudo apt-get update;sudo；apt-get install cmatrix

裝好之后先不要急著執行，為了看到更好的效果，我們需要先修改終端的主題配色，修改為黑底綠字。