一、实验介绍

1.1 实验内容

本节实验介绍环境变量的作用与用法，及几种搜索文件的方法。学会这些技巧可以高效地使用 Linux 。
一、环境变量

1. 变量
   要解释环境变量，得先明白变量是什么，准确的说应该是 Shell 变量，所谓变量就是计算机中用于记录一个值（不一定是数值，也可以是字符或字符串）的符号，而这些符号将用于不同的运算处理中。通常变量与值是一对一的关系，可以通过表达式读取它的值并赋值给其它变量，也可以直接指定数值赋值给任意变量。为了便于运算和处理，大部分的编程语言会区分变量的类型，用于分别记录数值、字符或者字符串等等数据类型。Shell 中的变量也基本如此，有不同类型（但不用专门指定类型名），可以参与运算，有作用域限定。
   变量的作用域即变量的有效范围（比如一个函数中、一个源文件中或者全局范围），在该范围内只能有一个同名变量。一旦离开则该变量无效，如同不存在这个变量一般。

在 Shell 中如何创建一个变量，如何给变量赋值和如何读取变量的值呢？这里简单举例说明一下：
使用 declare命令创建一个变量名为 tmp 的变量：

$ declare tmp

其实也可以不用 declare 预声明一个变量，直接即用即创建，这里只是告诉你 declare 的作用，这在创建其它指定类型的变量（如数组）时会用到。

使用 =号赋值运算符，将变量 tmp 赋值为 shiyanlou：

$ tmp=shiyanlou

读取变量的值，使用 echo命令和 符号用于表示引用一个变量的值，初学者经常忘记输入**）：

echo $tmp

注意：并不是任何形式的变量名都是可用的，变量名只能是英文字母、数字或者下划线，且不能以数字作为开头。

2. 环境变量
   简单理解了变量的概念，就很容易理解环境变量了。环境变量的作用域比自定义变量的要大，如 Shell 的环境变量作用于自身和它的子进程。在所有的 UNIX 和类 UNIX 系统中，每个进程都有其各自的环境变量设置，且默认情况下，当一个进程被创建时，除了创建过程中明确指定的话，它将继承其父进程的绝大部分环境设置。Shell 程序也作为一个进程运行在操作系统之上，而我们在 Shell 中运行的大部分命令都将以 Shell 的子进程的方式运行。
   

通常我们会涉及到的变量类型有三种：
当前 Shell 进程私有用户自定义变量，如上面我们创建的 tmp 变量，只在当前 Shell 中有效。
Shell 本身内建的变量。
从自定义变量导出的环境变量。

也有三个与上述三种环境变量相关的命令：set，env，export。这三个命令很相似，都是用于打印环境变量信息，区别在于涉及的变量范围不同。详见下表：

你可以更直观的使用 vimdiff工具比较一下它们之间的差别：

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

上述操作将命令输出通过管道 |使用 sort命令排序，再重定向到对象文本文件中。

$ vimdiff env.txt export.txt set.txt

使用 vimdiff
工具比较导出的几个文件的内容：

临时的：使用 export 命令行声明即可，变量在关闭 shell 时失效。

这里介绍两个重要文件 /etc/bashrc
（有的 Linux 没有这个文件） 和 /etc/profile
，它们分别存放的是 shell 变量和环境变量。还有要注意区别的是每个用户目录下的一个隐藏文件：
.profile 可以用 ls -a 查看cd /home/shiyanlouls -a

这个 .profile 只对当前用户永久生效。而写在 /etc/profile
里面的是对所有用户永久生效，所以如果想要添加一个永久生效的环境变量，只需要打开 /etc/profile
，在最后加上你想添加的环境变量就好啦。

3. 命令的查找路径与顺序
   你可能很早之前就有疑问，我们在 Shell 中输入一个命令，Shell 是怎么知道去哪找到这个命令然后执行的呢？这是通过环境变量 PATH
   来进行搜索的，熟悉 Windows 的用户可能知道 Windows 中的也是有这么一个 PATH 环境变量。这个 PATH里面就保存了 Shell 中执行的命令的搜索路径查看 PATH环境变量的内容：

$ echo $PATH

默认情况下你会看到如下输出：

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

如果你还记得 Linux 目录结构那一节的内容，你就应该知道上面这些目录下放的是哪一类文件了。通常这一类目录下放的都是可执行文件，当我们在 Shell 中执行一个命令时，系统就会按照 PATH 中设定的路径按照顺序依次到目录中去查找，如果存在同名的命令，则执行先找到的那个。
下面我们将练习创建一个最简单的可执行 Shell 脚本和一个使用 C 语言创建的“ hello world ”程序.
创建一个 Shell 脚本文件：

$ gedit hello_shell.sh

在脚本中添加如下内容，保存并退出（注意不要省掉第一行，这不是注释，论坛有用户反映有语法错误，就是因为没有了第一行）：

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

为文件添加可执行权限：

$ chmod 755 hello_shell.sh

执行脚本：
$ ./hello_shell.sh

创建一个 C 语言“ 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 生成可执行文件：
$ gcc -o hello_world hello_world.c

gcc 生成二进制文件默认具有可执行权限，不需要修改

在 shiyanlou 家目录创建一个 mybin
目录，并将上述 hello_shell.sh 和 hello_world 文件移动到其中：
mv hello_shell.sh hello_world mybin/

现在你可以在 mybin
目录中分别运行你刚刚创建的两个程序：
./hello_shell.sh$ ./hello_world

回到上一级目录，也就是 shiyanlou
家目录，当再想运行那两个程序时，会发现提示命令找不到，除非加上命令的完整路径，但那样很不方便，如何做到想使用系统命令一样执行自己创建的脚本文件或者程序呢？那就要将命令所在路径添加到 PATH
环境变量了。

4. 添加自定义路径到“ PATH ”环境变量
   在前面我们应该注意到 PATH
   里面的路径是以 :
   作为分割符的，所以我们可以这样添加自定义路径：
   PATH:/home/shiyanlou/mybin

注意这里一定要使用绝对路径。
现在你就可以在任意目录执行那两个命令了（注意需要去掉前面的 ./
）。你可能会意识到这样还并没有很好的解决问题，因为我给 PATH 环境变量追加了一个路径，它也只是在当前 Shell 有效，我一旦退出终端，再打开就会发现又失效了。有没有方法让添加的环境变量全局有效？或者每次启动 Shell 时自动执行上面添加自定义路径到 PATH 的命令？下面我们就来说说后一种方式——让它自动执行。
在每个用户的 home 目录中有一个 Shell 每次启动时会默认执行一个配置脚本，以初始化环境，包括添加一些用户自定义环境变量等等。zsh 的配置文件是 .zshrc
，相应 Bash 的配置文件为 .bashrc
。它们在 etc
下还都有一个或多个全局的配置文件，不过我们一般只修改用户目录下的配置文件。
我们可以简单地使用下面命令直接添加内容到 .zshrc
中：
PATH:/home/shiyanlou/mybin" >> .zshrc

上述命令中 >>
表示将标准输出以追加的方式重定向到一个文件中，注意前面用到的 >
是以覆盖的方式重定向到一个文件中，使用的时候一定要注意分辨。在指定文件不存在的情况下都会创建新的文件。

5. 修改和删除已有变量
   变量修改
   变量的修改有以下几种方式：
   变量设置方式
   说明

${变量名#匹配字串}

从头向后开始匹配，删除符合匹配字串的最短数据

${变量名##匹配字串}

从头向后开始匹配，删除符合匹配字串的最长数据

${变量名%匹配字串}

从尾向前开始匹配，删除符合匹配字串的最短数据

${变量名%%匹配字串}

从尾向前开始匹配，删除符合匹配字串的最长数据

${变量名/旧的字串/新的字串}

将符合旧字串的第一个字串替换为新的字串

${变量名//旧的字串/新的字串}

将符合旧字串的全部字串替换为新的字串

比如要修改我们前面添加到 PATH 的环境变量。为了避免操作失误导致命令找不到，我们先将 PATH 赋值给一个新的自定义变量 path：
PATHpath{path%/home/shiyanlou/mybin}# 或使用通配符,表示任意多个任意字符{path%/mybin}

变量删除
可以使用 unset
命令删除一个环境变量：
$ unset temp

6. 如何让环境变量立即生效
   前面我们在 Shell 中修改了一个配置脚本文件之后（比如 zsh 的配置文件 home 目录下的 .zshrc
   ），每次都要退出终端重新打开甚至重启主机之后其才能生效，很是麻烦，我们可以使用 source
   命令来让其立即生效，如：
   $ source .zshrc

source
命令还有一个别名就是 .
，注意与表示当前路径的那个点区分开，虽然形式不一样，但作用和使用方式一样，上面的命令如果替换成 .
的方式就该是：
$ . ./.zshrc

注意第一个点后面有一个空格，而且后面的文件必须指定完整的绝对或相对路径名，source 则不需要。

二、搜索文件

与搜索相关的命令常用的有 whereis，which，find 和 locate 。
whereis 简单快速

$whereis who

你会看到它找到了三个路径，两个可执行文件路径和一个 man 在线帮助文件所在路径，这个搜索很快，因为它并没有从硬盘中依次查找，而是直接从数据库中查询。whereis 只能搜索二进制文件(-b)，man 帮助文件(-m)和源代码文件(-s)。如果想要获得更全面的搜索结果可以使用 locate 命令。

locate 快而全

通过“ /var/lib/mlocate/mlocate.db ”数据库查找，不过这个数据库也不是实时更新的，系统会使用定时任务每天自动执行 updatedb 命令更新一次，所以有时候你刚添加的文件，它可能会找不到，需要手动执行一次 updatedb 命令（在我们的环境中必须先执行一次该命令）。它可以用来查找指定目录下的不同文件类型，如查找 /etc 下所有以 sh 开头的文件：

$ locate /etc/sh

注意，它不只是在 /etc 目录下查找，还会自动递归子目录进行查找。

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

注意要添加 *
号前面的反斜杠转义，否则会无法找到。

如果想只统计数目可以加上 -c 参数，-i 参数可以忽略大小写进行查找，whereis 的 -b、-m、-s同样可以使用。

which 小而精

which 本身是 Shell 内建的一个命令，我们通常使用 which 来确定是否安装了某个指定的软件，因为它只从 PATH 环境变量指定的路径中去搜索命令：

$ which man

find 精而细

find 应该是这几个命令中最强大的了，它不但可以通过文件类型、文件名进行查找而且可以根据文件的属性（如文件的时间戳，文件的权限等）进行搜索。find 命令强大到，要把它讲明白至少需要单独好几节课程才行，我们这里只介绍一些常用的内容。

这条命令表示去 /etc/ 目录下面 ，搜索名字叫做 interfaces 的文件或者目录。这是 find 命令最常见的格式，千万记住 find 的第一个参数是要搜索的地方：
$ sudo find /etc/ -name interfaces

注意 find 命令的路径是作为第一个参数的， 基本命令格式为 find [path] [option] [action] 。

与时间相关的命令参数：

下面以 -mtime
参数举例：
-mtime n：n 为数字，表示为在 n 天之前的“一天之内”修改过的文件
-mtime +n：列出在 n 天之前（不包含 n 天本身）被修改过的文件
-mtime -n：列出在 n 天之内（包含 n 天本身）被修改过的文件
-newer file：file 为一个已存在的文件，列出比 file 还要新的文件名

列出 home 目录中，当天（24 小时之内）有改动的文件：
$ find ~ -mtime 0

列出用户家目录下比 Code 文件夹新的文件：
$ find ~ -newer /home/shiyanlou/Code

三、更多

轻松一下
《黑客帝国》电影里满屏幕代码的“数字雨”，在 Linux 里面你也可以轻松实现这样的效果，你只需要一个命令 cmatrix 。
需要安装，因为 Ubuntu 没有预装：
$ sudo apt-get update;sudo；apt-get install cmatrix

装好之后先不要急着执行，为了看到更好的效果，我们需要先修改终端的主题配色，修改为黑底绿字。