对于大多数的日常计算任务来说，鼠标的点击操作就可以满足要求了，但要真正利用到Linux相比于其他环境的 优势的话，则最终还是需要弄懂系统的外壳程序来输入命令行才行。可用的命令外壳程序有很多，从Bash和Korn到C shell外壳，以及各种各样有着异域风情的和奇怪的外壳程序等不一而足。我们来了解一下哪一种外壳程序是适用于你的。
外壳或外壳程序（shell）就像是编辑器：每个人都有自己的喜好，并且会为自己的选择进行强烈的辩护（并会告诉你为什么你应该换用）。诚然，一些外壳程序可以提供不同的功能，但它们都实现了几十年前就已经形成的核心理念。
关 于现代的外壳程序，我的***使用体验发生在1980年代，当时我正在SunOS上开发软件。一旦了解了把一个程序的输出用作另一个程序的输入（甚至可在命 令链中多次这样做）这种能力之后，我就拥有了一种简单有效的创建过滤器和转换的方式。这一核心思想提供了一种构建简单工具的方式，这些工具足够灵活，能够 以一种有益的组合来和其他工具一起使用。通过这种方式，外壳程序不仅提供了一种与内核和设备交换的方式，而且整合了多种服务（比如说管道和过滤器），这类 服务现在在软件开发中已是常见的设计模式了。
我们先从现代外壳程序的简单历史开始，然后探讨Linux目前提供的一些有用的以及一些奇异的外壳程序。
外壳程序的历史
外壳程序——或称作命令行解释器——有着一个很长的历史，但这里的讨论从***个 UNIX®外壳程序开始。（贝尔实验室的）Ken Thompson在1971年开发了名为V6 shell的 ***UNIX外壳程序。与其在Multics上的前身相类似，这个外壳程序（/bin/sh）是一个独立的用户程序，在内核的外部执行。诸如通配符（参数 扩展的模式匹配，比如说*.txt）一类的概念被放在一个名为glob的单独的实用程序中实现，就像是if命令计算条件表达式一样。这种分割维持了外壳程 序的短小精悍，只有不到900行的C源代码（参阅参考资料获得到初始源代码的链接）。
外壳程序为重定向（<>和>>）和管道（|或^）引入了一种紧凑的语法，这些语法仍然在现代的外壳程序中使用。你也依然能够找到对调用顺序命令（使用;分隔）和异步命令（使用&分隔）的支持。
Thompson的外壳程序所缺少的是编写脚本的功能，它的唯一目就是作为一种交换式外壳（命令解释器）来调用命令然后查看结果。
自1977年以来的UNIX外壳程序
在Thompson外壳之后，我们从1977年的现代外壳程序来开始这一了解过程，Bourne外壳在这一年被引入。Bourne 外壳是AT&T贝尔实验室的Stephen Bourne为V7 UNIX创建的，至今还保留了一个可用的外壳程序（在某些情况下，作为默认的根用户执行外壳（root shell））。该作者是在进行了ALGOL68编译器方面的工作之后才开发Bourne外壳的，所以你会发现其语法比其他外壳程序更类似于算法语言 （Algorithmic Language ，ALGOL），而源代码本身，尽管是用C来开发的，甚至使用了宏来赋予它一种ALGOL68的味道。
Bourne外壳有两个主要的目的：作为一个命令解释器，以交互方式执行操作 系统的命令；以及用来编写脚本（编写可通过外壳调用的可重用脚本）。除了取代Thompson外壳的功能之外，Bourne外壳还提供了一些超越其前任的 优势。Bourne引入了控制流、循环和变量，提供了一种更函数化的语言来与操作系统交互（对 话式的或是非对话式的都可以）。该外壳程序还允许你把外壳脚本当成过滤器使用，为处理信号提供集成的支持，不过其缺乏定义函数的功能。***一点是，该外壳 程序纳入了一些我们今天还在使用的功能，其中包括了命令替换（使用反引号），以及在脚本内部嵌入保留的串字面量的HERE文档。
Bourne外壳不仅是前进道路上的很重要的一步，而且是多种派生出来的外壳 程序的基石，这些派生外壳中的许多今天仍然用在一些典型的Linux系统上。图1说明了一些重要的外壳程序的传承关系，Bourne外壳带来了Korn外 壳（ksh）、Almquist外壳（ash）流行的Bourne Again Shell（或称Bash）的发展；而当Bourne外壳发布时，C shell外壳程序（csh）已在开发之中。图1说明了主要的传承关系，但并未包含了所有的影响，一些跨多个外壳的显著贡献在这里并未标注出来。
图1. 自1977年以来的Linux外壳
我们稍后会探讨其中的一些外壳程序，并例举出一些对它们的发展有贡献作用的语言和功能。
基本的外壳程序架构
设想中的外壳程序的基础架构很简单（已由Bourne外壳证明），正如你在图2中见到的那样，基本的架构看起来类似一个管道，其中的输入是分析和 解析，接着是符号的扩充（使用各种各样的方法，比如说括号、波浪线、变量和参数的扩展和替换，以及文件名生成等），以及***的命令执行（使用外壳内置的命 令或是外部命令）。
图2. 假想外壳程序的简单架构
你可在参考资料一节找到找到有关链接，了解开源的Bash外壳的架构。
探讨Linux的外壳程序
现在我们来探讨一下几个这样的外壳程序，回顾它们所做出的贡献，并在每个外壳程序中检验一个脚本例子。要查看的外壳程序包括了C shell、Korn 外壳和Bash。
Tenex C shell外壳
1978年，当Bill Joy还是加州大学伯克利分校的在校学生时，他为Berkeley Software Distribution (BSD) UNIX系统开发了C shell。五年之后，该外壳引入了Tenex系统（在DEC PDP系统上很流行）上的功能。除了命令行编辑功能之外，Tenex还引入了文件名称和命令的补全功能。Tenex C shell（tcsh）保持了对csh的向后兼容，但提升了其整体的交互功能。tcsh是Ken Greer在卡内基 - 梅隆大学开发出来的。
C shell的一个主要设计目标是创建一种看上去类似于C语言的脚本语言，鉴于C当时是在用的主要语言（加之操作系统绝大部分都是使用C来开发的），所以这是一个很实用的目标。
Bill Joy带到C shell中的一个实用功能是命令的历史记录，这一功能维持之前执行过的命令的一个历史，并允许用户查看并轻松地选择前面的命令来执行。例如，输入命令 history就会显示出之前执行过的命令，使用上下箭头按键来选择命令，或是使用!!来执行前面的一个命令。引用前一个命令的所有参数也是可以的，比如 说，!*引用前一个命令的所有参数，而!$则是引用前一个命令的***一个参数。
看一下一个简短的tcsh脚本例子（清单1），该脚本用到了一个参数（目录名称），给出该目录下的所有可执行文件和找到的文件的数目。我在每个例子中都重用了这一脚本，以此来说明一些不同之处。
该tcsh脚本被分成了三个基本的部分，首先，需要注意的是，我是使用了shebang或称作hashbang的符号（#!）来声明这一文件是可 被外壳执行程序（在本例中是tcsh二进制执行文件）解释的，这就可以让我把该文件当成一个普通的可执行文件来执行，而不需要在它之前加上解释器的二进制 文件名。脚本维持了一个找到的可执行文件的计数，所以我把这一计数初始化为零。
清单1. 用tcsh编写的查找所有可执行文件的脚本
- #!/bin/tcsh
- # find all executables
- set count=0
- # Test arguments
- if ($#argv != 1) then
- echo "Usage is $0
- "
- exit 1
- endif
- # Ensure argument is a directory
- if (! -d $1) then
- echo "$1 is not a directory."
- exit 1
- endif
- # Iterate the directory, emit executable files
- foreach filename ($1/*)
- if (-x $filename) then
- echo $filename
- @ count = $count + 1
- endif
- end
- echo
- echo "$count executable files found."
- exit 0
***部分内容测试用户传递进来的参数，变量#argv代表了传递进来的参数个数（不包括命令名称自身）。你可以通过指定它们的索引来访问这些 参数。例如，#1指向***个参数（这是argv[1]的简写）。该脚本预期有一个参数，如果没有找到该参数的话，就发出一条错误消息，使用$0来表示在控 制台中输入的命令（argv[0]）。
第二部分内容确保传递进来的参数是一个目录， 如果参数是一个目录的话，运算符-d返回True。不过要注意的一点是，我先指定了一个!符号，其代表的意思是否定。通过这种方式，表达式要说的是，如果参数不是一个目录，则发出一条错误消息。
***一部分内容遍历了目录中的文件，测试它们是否是可执行的。我使用了便捷的foreach这一遍历器，其遍历括号（本例中是一个目录）中的每个 条目，然后在循环体中对每个条目进行检查，该步骤使用了运算符-x来检查文件是否是可执行的，如果是的话，输出该文件名称并且计数加一。在脚本的末尾，我 输出可执行文件的数目。
Korn外壳
Korn外壳（Korn shell，ksh）由David Korn设计，其差不多是和Tenex C shell同一时期引入的。Korn外壳最吸引人的功能之一是被当成脚本语言使用，与此同时还向后兼容最初的Bourne外壳。
Korn外壳原来是专有软件，直到2000年的时候，它才（遵照通用公共许可协议）作为开源软件发布。除了提供很强的向后兼容Bourne外壳的 功能之外，Korn外壳还包含了一些来自其他外壳的功能（比如说csh的历史记录功能）。该外壳还提供了一些更先进的功能，这些功能可以在诸如Ruby和 Python一类的现代脚本语言中找到——比如说，关联数组和浮点运算。Korn外壳在许多操作系统上都是可用的，这些系统中就包括了IBM® AIX® and HP-UX；并且尽力去支持 Portable Operating System Interface for UNIX（POSIX）外壳语言的标准。
Korn外壳是从Bourne外壳派生而来的，因此其看上去更类似于Bourne外壳和Bash而不是C shell。我们来看一个Korn外壳的查找可执行文件的例子（清单2）。
清单2. 用ksh编写的查找所有可执行文件的脚本
- #!/usr/bin/ksh
- # find all executables
- count=0
- # Test arguments
- if [ $# -ne 1 ] ; then
- echo "Usage is $0
- "
- exit 1
- fi
- # Ensure argument is a directory
- if [ ! -d "$1" ] ; then
- echo "$1 is not a directory."
- exit 1
- fi
- # Iterate the directory, emit executable files
- for filename in "$1"/*
- do
- if [ -x "$filename" ] ; then
- echo $filename
- count=$((count+1))
- fi
- done
- echo
- echo "$count executable files found."
- exit 0
在清单2中你首先会注意到的一件事情是，其和清单1相类似。就结构上来说，脚本几乎就是相同的，主要的不同体现在条件语句、表达式和遍历的执行方式上。ksh并未采用类C的测试运算符，其采用了典型的Bourne式的运算符（-eq、-ne、-lt等）。
Korn外壳在遍历方面也有些不同，在korn外壳中，所用的是for in结构，其使用了命令替换来表示文件列表，该文件列表通过命令ls '$1/*的标准输出来创建，而该命令则代表了指定名字的子目录中的内容。
除了前面明确了的其他功能之外，Korn还支持别名功能（使用用户定义的串来替代一个词）。Korn有许多其他功能在默认情况下是禁用的（比如说文件名称的补全），不过这些功能可由用户来启用。
Bourne-Again Shell外壳
Bourne-Again Shell，或称作Bash，是一个开源的GNU项目，其目标是取代Bourne外壳，Bash是由Brian Fox开发出来的，其已成为最常提供的外壳之一（在Linux、Darwin、Windows®、Cygwin、Novell、Haiku等等之上都有它 的身影）。顾名思义，Bash是Bourne外壳的一个超集，大多数的Bourne脚本都可不做修改就能执行。
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