Bash中的文件与目录操作

1. 文件操作基础

1.1 创建文件

在Bash中，创建文件最常用的命令是touch。该命令最初的设计目的是用来更新文件的访问和修改时间戳，但如果指定的文件不存在，它会创建一个空文件。

# 创建一个名为example.txt的空文件
touch example.txt

当你运行上述命令后，如果example.txt文件之前不存在，系统会在当前目录下创建一个空的example.txt文件。如果文件已经存在，touch命令会更新其时间戳。

touch命令还支持同时创建多个文件，只需在命令后列出多个文件名即可：

touch file1.txt file2.txt file3.txt

1.2 写入文件内容

• 使用echo命令重定向写入 echo命令用于在终端输出文本，结合重定向符号>，可以将输出内容写入文件。例如：

echo "This is a sample text" > output.txt

上述命令会将字符串This is a sample text写入output.txt文件。如果output.txt不存在，系统会创建它；如果文件已存在，原有内容会被覆盖。

如果想在不覆盖原有内容的情况下追加文本，可以使用>>符号：

echo "This is additional text" >> output.txt

• 使用tee命令写入 tee命令可以从标准输入读取数据，然后将其输出到标准输出以及一个或多个文件中。例如：

echo "Text for both terminal and file" | tee output_tee.txt

上述命令不仅会在终端输出Text for both terminal and file，还会将其写入output_tee.txt文件。同样，tee也支持追加模式，使用-a选项：

echo "Additional text with tee" | tee -a output_tee.txt

1.3 读取文件内容

• 使用cat命令 cat命令（concatenate的缩写）用于连接文件并打印到标准输出，常用于查看文件内容。例如，要查看example.txt的内容：

cat example.txt

如果文件内容较长，在屏幕上快速滚动而难以阅读，可以结合more或less命令。例如，使用more逐页查看文件内容：

cat example.txt | more

按空格键向下翻页，按回车键向下滚动一行。

使用less命令查看文件，less提供了更强大的功能，如支持搜索等：

cat example.txt | less

在less中，输入/后输入关键词可以进行搜索，按n键跳转到下一个匹配项。

• 使用head和tail命令 head命令用于显示文件的开头几行，默认显示前10行。例如，查看big_file.txt的前5行：

head -n 5 big_file.txt

tail命令则用于显示文件的末尾几行，默认也是10行。查看big_file.txt的最后3行：

tail -n 3 big_file.txt

tail还有一个非常有用的选项-f，用于实时跟踪文件的变化，常用于查看日志文件：

tail -f system.log

当system.log文件有新内容写入时，tail -f会实时显示这些新内容。

1.4 删除文件

删除文件使用rm命令（remove的缩写）。例如，删除example.txt文件：

rm example.txt

执行该命令后，example.txt文件会被直接删除，且不会进入回收站（在大多数类Unix系统中）。为了防止误删重要文件，可以使用-i选项，该选项会在删除每个文件前提示确认：

rm -i example.txt

系统会提示rm: remove regular file 'example.txt'?，输入y并回车才会删除文件，输入其他字符则取消删除。

如果要删除多个文件，可以在rm命令后列出多个文件名：

rm file1.txt file2.txt file3.txt

2. 文件属性与权限操作

2.1 查看文件属性

• 使用ls -l命令 ls命令用于列出目录内容，加上-l选项（长格式）可以显示文件的详细属性信息。例如：

ls -l example.txt

输出类似如下内容：

-rw-r--r-- 1 user group 12 2023-10-01 10:00 example.txt

其中：

• -rw-r--r--表示文件的权限，第一个字符-表示这是一个普通文件（d表示目录，l表示符号链接等）。接下来的三组字符分别表示文件所有者、所属组以及其他用户的权限，r表示读权限，w表示写权限，x表示执行权限。

• 1表示文件的硬链接数。

• user是文件所有者的用户名。

• group是文件所属的组名。

• 12表示文件的大小（以字节为单位）。

• 2023-10-01 10:00是文件的修改时间。

• example.txt是文件名。

• 使用stat命令 stat命令提供了更详细的文件状态信息，包括文件的inode编号、设备编号、访问时间等。例如：

stat example.txt

输出内容类似：

  File: ‘example.txt’
  Size: 12          Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: 801h/2049d  Inode: 123456      Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: ( 1000/   user)   Gid: ( 1000/   group)
Access: 2023-10-01 10:00:00.000000000 +0000
Modify: 2023-10-01 10:00:00.000000000 +0000
Change: 2023-10-01 10:00:00.000000000 +0000
 Birth: -

2.2 修改文件权限

使用chmod命令（change mode的缩写）来修改文件的权限。权限可以用两种方式表示：符号模式和数字模式。

• 符号模式 符号模式使用u（所有者）、g（组）、o（其他用户）、a（所有用户）来指定要修改权限的对象，使用+（添加权限）、-（移除权限）、=（设置权限）操作符，以及r（读）、w（写）、x（执行）权限字符。

例如，给文件所有者添加执行权限：

chmod u+x example.txt

给组用户和其他用户移除写权限：

chmod go-w example.txt

• 数字模式 数字模式使用三位八进制数字表示权限，每一位分别对应所有者、组用户和其他用户的权限。读权限对应4，写权限对应2，执行权限对应1。例如，权限rw-r--r--用数字模式表示为644，因为所有者权限rw-是4 + 2 = 6，组用户权限r--是4，其他用户权限r--也是4。

要将example.txt的权限设置为755（所有者有读、写、执行权限，组用户和其他用户有读、执行权限）：

chmod 755 example.txt

2.3 修改文件所有者和所属组

• 使用chown命令修改所有者 chown命令（change owner的缩写）用于改变文件的所有者。例如，将example.txt的所有者改为new_user：

sudo chown new_user example.txt

通常需要使用sudo（如果当前用户不是root用户）来执行该命令，因为修改文件所有者需要管理员权限。

chown命令还可以同时改变文件的所有者和所属组，格式为chown owner:group file。例如：

sudo chown new_user:new_group example.txt

• 使用chgrp命令修改所属组 chgrp命令（change group的缩写）专门用于改变文件的所属组。例如，将example.txt的所属组改为new_group：

sudo chgrp new_group example.txt

同样，一般需要sudo权限来执行此命令。

3. 目录操作基础

3.1 创建目录

使用mkdir命令（make directory的缩写）来创建目录。例如，在当前目录下创建一个名为new_dir的目录：

mkdir new_dir

mkdir命令支持同时创建多个目录，只需列出多个目录名：

mkdir dir1 dir2 dir3

如果要创建嵌套目录（即包含子目录的目录结构），可以使用-p选项。例如，创建parent_dir/child_dir/grandchild_dir这样的目录结构：

mkdir -p parent_dir/child_dir/grandchild_dir

3.2 进入目录

使用cd命令（change directory的缩写）来进入目录。例如，进入new_dir目录：

cd new_dir

要返回上一级目录，可以使用cd..：

cd..

要回到用户的主目录，可以使用cd命令不带参数：

cd

3.3 列出目录内容

• 使用ls命令 ls命令是列出目录内容的基本命令。在当前目录下，简单运行ls会列出目录中的文件和子目录名：

ls

加上-l选项可以以长格式列出详细信息，如前面介绍查看文件属性时所述。

ls还有许多其他有用的选项，例如-a选项用于列出所有文件，包括隐藏文件（文件名以.开头的文件）：

ls -a

-R选项用于递归列出子目录中的内容：

ls -R

3.4 删除目录

使用rmdir命令（remove directory的缩写）来删除空目录。例如，删除new_dir目录（前提是该目录为空）：

rmdir new_dir

如果目录不为空，rmdir命令会失败。要删除非空目录及其所有内容，需要使用rm -r命令（-r表示递归删除）。例如，删除parent_dir目录及其所有子目录和文件：

rm -r parent_dir

同样，为了防止误删，可以使用-i选项提示确认：

rm -ri parent_dir

4. 文件与目录的移动、复制和链接操作

4.1 移动文件和目录

使用mv命令（move的缩写）来移动文件或目录。例如，将example.txt文件移动到new_dir目录中：

mv example.txt new_dir/

如果目标路径是一个已存在的目录，文件会被移动到该目录下。如果目标路径是一个文件名，example.txt会被重命名为目标文件名并移动到相应位置。

移动目录的操作类似，例如将old_dir移动到parent_dir目录下：

mv old_dir parent_dir/

mv命令也可以用于重命名文件或目录。例如，将old_file.txt重命名为new_file.txt：

mv old_file.txt new_file.txt

4.2 复制文件和目录

使用cp命令（copy的缩写）来复制文件。例如，将example.txt复制为example_copy.txt：

cp example.txt example_copy.txt

要将文件复制到另一个目录，例如将example.txt复制到new_dir目录中：

cp example.txt new_dir/

复制目录需要使用-r选项（递归复制）。例如，将source_dir目录及其所有内容复制到destination_dir目录中：

cp -r source_dir destination_dir/

cp命令还有一些其他有用的选项，如-i选项在覆盖目标文件前提示确认，-p选项保留源文件的属性。

4.3 创建链接

在Bash中有两种类型的链接：硬链接和符号链接。

• 硬链接 使用ln命令创建硬链接。例如，为example.txt创建一个硬链接hard_link.txt：

ln example.txt hard_link.txt

硬链接和源文件共享相同的inode编号，它们实际上是同一个文件的不同名称。对其中一个文件的修改会立即反映在另一个文件上，并且删除其中一个文件不会影响另一个文件，除非所有硬链接都被删除。

硬链接有一些限制，例如不能跨文件系统创建硬链接，也不能为目录创建硬链接。

• 符号链接 使用ln -s选项创建符号链接（软链接）。例如，为example.txt创建一个符号链接soft_link.txt：

ln -s example.txt soft_link.txt

符号链接是一个指向源文件的特殊文件，它有自己的inode编号。符号链接可以跨文件系统，也可以为目录创建。如果源文件被删除，符号链接将指向一个不存在的文件，成为“断链”。

5. 高级文件与目录操作技巧

5.1 通配符的使用

通配符是一种在文件名或目录名中使用的特殊字符，用于匹配多个文件或目录。

• 星号（*）通配符 *通配符匹配零个或多个任意字符。例如，要列出当前目录下所有以.txt结尾的文件：

ls *.txt

要删除当前目录下所有文件（不包括隐藏文件）：

rm *

• 问号（?）通配符 ?通配符匹配单个任意字符。例如，要列出文件名是四个字符且以.txt结尾的文件：

ls????.txt

• 方括号（[]）通配符 方括号内可以指定一个字符范围或字符集合。例如，要列出文件名以a到c开头且以.txt结尾的文件：

ls [a - c]*.txt

要列出文件名包含a、e、i、o、u中任意一个字符且以.txt结尾的文件：

ls *[aeiou]*.txt

5.2 查找文件和目录

• 使用find命令 find命令是一个非常强大的文件查找工具。例如，在当前目录及其所有子目录中查找名为example.txt的文件：

find. -name example.txt

其中.表示当前目录，-name选项用于按文件名查找。

要查找大于100KB的文件：

find. -size +100k

-size选项用于按文件大小查找，+100k表示大于100KB，-100k表示小于100KB。

要查找在过去24小时内修改过的文件：

find. -mmin -1440

-mmin选项用于按文件的修改时间查找，-1440表示在过去1440分钟（24小时）内修改过。

find命令还可以结合-exec选项对找到的文件执行命令。例如，对找到的所有.txt文件执行chmod 644命令：

find. -name "*.txt" -exec chmod 644 {} \;

{}表示找到的文件名，\;表示命令结束。

• 使用locate命令 locate命令通过搜索文件数据库来查找文件，速度比find命令快，但它依赖于数据库的更新。数据库通常由系统定时更新（例如每天一次）。

例如，查找所有包含example的文件：

locate example

要更新数据库，可以使用sudo updatedb命令（需要管理员权限）。

5.3 处理特殊文件类型

• 设备文件 设备文件是与硬件设备相关的文件，位于/dev目录下。例如，/dev/sda通常表示第一个SATA硬盘。在Bash中，可以像操作普通文件一样对设备文件进行读写操作（需要适当的权限），但需要注意操作设备文件可能会对硬件设备产生影响。

• 管道文件（FIFO） FIFO（命名管道）是一种特殊的文件类型，用于进程间通信。可以使用mkfifo命令创建FIFO文件。例如：

mkfifo my_fifo

一个进程可以向FIFO文件写入数据，另一个进程可以从FIFO文件读取数据，从而实现进程间的数据传输。

5.4 批量处理文件与目录

在Bash中，可以使用循环和脚本对文件和目录进行批量处理。

• 使用for循环批量处理文件 例如，要将当前目录下所有.txt文件的权限设置为600：

for file in *.txt; do
    chmod 600 "$file"
done

上述代码中，for循环遍历所有以.txt结尾的文件，do和done之间的命令会对每个文件执行。

• 编写脚本进行复杂批量处理 可以将一系列文件和目录操作编写成脚本。例如，创建一个名为batch_operations.sh的脚本，用于在指定目录及其子目录中查找所有.log文件，并将其复制到backup目录中：

#!/bin/bash

if [ $# -ne 1 ]; then
    echo "Usage: $0 directory"
    exit 1
fi

source_dir=$1
backup_dir=backup

mkdir -p "$backup_dir"

find "$source_dir" -name "*.log" -exec cp {} "$backup_dir" \;

在上述脚本中，首先检查是否提供了一个参数（指定的源目录），如果没有则提示用法并退出。然后创建backup目录（如果不存在），最后使用find命令查找所有.log文件并复制到backup目录中。

要运行该脚本，首先需要给脚本添加执行权限：

chmod +x batch_operations.sh

然后运行脚本，例如：

./batch_operations.sh /var/log