目錄

一、Shell 是什么

二、?.sh?腳本調用?.py?腳本

Python 核心邏輯腳本（data_processor.py）

Shell 腳本（pipeline.sh）

三、常見命令

四、.sh腳本

1. 簡單例子

2. 進階例子

3. 猜數字游戲

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一、Shell 是什么

Shell 的本質是?“命令行解釋器（Command-Line Interpreter）”，其核心功能是：

1. 接收用戶輸入：用戶在終端（Terminal）中輸入命令（如?ls?查看文件、python train.sh?啟動訓練腳本）；
2. 解析命令含義：Shell 把用戶輸入的 “人類可讀命令” 翻譯成內核能理解的 “機器指令”；
3. 調用內核執行：Shell 將解析后的指令傳遞給內核，讓內核調度硬件完成任務（如讀取磁盤文件、分配 GPU 資源）；
4. 返回執行結果：內核執行完任務后，將結果通過 Shell 反饋給用戶（如在終端顯示文件列表、訓練日志）。

簡言之，如果把?操作系統內核（如 Linux 內核、Windows 內核）?看作 “電腦的發動機”（負責硬件調度、資源分配等核心工作），那么?Shell?就是 “發動機的操作面板”—— 它是用戶與操作系統內核之間的 “橋梁”，讓用戶能通過輸入命令，間接控制內核完成各種任務（如創建文件、啟動程序、管理進程等）。

二、?.sh?腳本調用?.py?腳本

一般用?.sh?腳本調用?.py?腳本，讓 Shell 負責搭建執行框架、和系統交互（如文件操作、環境配置、命令調用），Python 負責核心邏輯處理。

為什么不全用.py？

因為 Shell 更擅長 “對接操作系統”，Python 雖然能通過?os?模塊調用系統命令，但本質是 “間接調用”。所以.sh搭配.py效率更高、分工更明確。

假設我們需要實現一個 “數據處理流水線”，功能包括：

1. 檢查輸入數據目錄是否存在（Shell 負責）；
2. 創建輸出結果目錄（Shell 負責）；
3. 調用 Python 腳本處理數據（清洗、計算）（Python 負責）；
4. 壓縮處理后的結果（Shell 負責）；
5. 發送郵件通知任務完成（Shell 調用系統工具負責）。

Python 核心邏輯腳本（data_processor.py）

通過命令行參數接收輸入 / 輸出路徑，負責具體的數據處理（如過濾異常值、計算平均值）。

# data_processor.py
import sys
import pandas as pddef main():# 從命令行參數獲取輸入文件路徑和輸出文件路徑if len(sys.argv) != 3:print("用法：python3 data_processor.py <輸入文件> <輸出文件>")sys.exit(1)  # 異常退出，方便 Shell 捕獲錯誤input_path = sys.argv[1]output_path = sys.argv[2]try:# 核心邏輯：讀取數據、處理、保存結果df = pd.read_csv(input_path)  # 用 pandas 處理 CSV 數據df_clean = df[df["value"] > 0]  # 過濾異常值（假設 value 列不能為負）df_clean["mean"] = df_clean["value"].mean()  # 計算平均值df_clean.to_csv(output_path, index=False)print(f"處理完成！結果已保存到 {output_path}")sys.exit(0)  # 正常退出except Exception as e:print(f"處理失敗：{str(e)}", file=sys.stderr)  # 錯誤信息輸出到 stderrsys.exit(1)  # 異常退出if __name__ == "__main__":main()

Shell 腳本（pipeline.sh）

負責流程控制、系統交互，調用 Python 腳本并處理前后的輔助任務。

#!/bin/bash
# pipeline.sh：數據處理流水線的控制腳本# 1. 定義參數（輸入/輸出路徑）
INPUT_DIR="./raw_data"
OUTPUT_DIR="./processed_data"
INPUT_FILE="${INPUT_DIR}/data.csv"
OUTPUT_FILE="${OUTPUT_DIR}/result.csv"
ZIP_FILE="${OUTPUT_DIR}/result.zip"
EMAIL="user@example.com"  # 接收通知的郵箱# 2. 檢查輸入文件是否存在（Shell 系統交互能力）
if [ ! -f "${INPUT_FILE}" ]; thenecho "錯誤：輸入文件 ${INPUT_FILE} 不存在！" >&2  # 錯誤信息輸出到 stderrexit 1  # 退出腳本，終止流程
fi# 3. 創建輸出目錄（若不存在）
mkdir -p "${OUTPUT_DIR}"  # -p 確保父目錄不存在時也能創建
echo "輸出目錄已準備：${OUTPUT_DIR}"# 4. 調用 Python 腳本處理數據（核心邏輯交給 Python）
echo "開始處理數據..."
python3 data_processor.py "${INPUT_FILE}" "${OUTPUT_FILE}"# 檢查 Python 腳本是否執行成功（通過退出碼判斷）
if [ $? -ne 0 ]; then  # $? 是上一條命令的退出碼（0 為成功，非 0 為失敗）echo "數據處理失敗，終止流程" >&2exit 1
fi# 5. 壓縮處理結果（Shell 調用系統壓縮命令）
zip -q "${ZIP_FILE}" "${OUTPUT_FILE}"  # -q 靜默模式，不輸出冗余信息
echo "結果已壓縮：${ZIP_FILE}"# 6. 發送郵件通知（Shell 調用系統郵件工具）
echo "數據處理流水線已完成，結果見附件" | mail -s "任務完成通知" -a "${ZIP_FILE}" "${EMAIL}"
echo "通知郵件已發送到 ${EMAIL}"# 7. 流程結束
echo "所有任務完成！"
exit 0

關鍵協作方式：

（1）參數傳遞

Shell 腳本通過?命令行參數?將必要信息（如文件路徑、配置項）傳遞給 Python 腳本，Python 用?sys.argv?接收。

比如：.sh里面的一行

python3 data_processor.py input.csv output.csv

Python 中?sys.argv[1]?接收?input.csv，sys.argv[2]?接收?output.csv。

• sys.argv[0]?→?data_processor.py（python腳本自身的文件名）

（2）環境變量共享

Shell 中定義的環境變量（如?export DATA_PATH="./data"），可在 Python 中通過?os.environ?讀取：

import os
data_path = os.environ.get("DATA_PATH")

（3）狀態反饋

Python 腳本通過?退出碼（sys.exit(0)?表示成功，sys.exit(1)?表示失敗）告訴 Shell 執行結果。Shell 用?$??變量獲取退出碼，判斷是否繼續后續流程（如示例中 “若 Python 失敗則終止腳本”）。

三、常見命令

1. echo 打印字符串或者變量值

注意：定義變量時，name="Amy"中間不能有空格

打印變量時，前面加上$標記：$name

和字符串混合打印時，變量名用{}包裹（解決邊界問題）：${name}

echo $HOME	打印當前用戶的主目錄（家目錄）路徑
echo $PATH	打印$PATH，存儲著系統查找可執行程序的目錄列表
echo $SHELL	存儲著當前用戶默認使用的 Shell 程序路徑?。
echo $0	當前執行的腳本名稱 （$1 $2 $3 傳遞給這個腳本的第一二三個參數）

2. cat 連接文件并打印其內容

查看單個文件內容：cat test.txt

查看多個文件內容：cat file1.txt file2.txt

創建新文件：cat > new_file.txt

輸入cat > new_file.txt后回車，然后在終端中輸入想要寫入文件的內容，每輸入一行后按回車鍵換行，輸入完成后，按下Ctrl + D組合鍵，即可將輸入的內容保存到new_file.txt文件中。

復制文件內容到另一個文件：cat file1.txt file2.txt > combined.txt

這會把file1.txt和file2.txt的內容合并到combined.txt文件中。如果combined.txt不存在，會創建該文件，如果已存在，則會覆蓋原有內容。

追加內容到文件：cat >> file.txt

手動方式：

cat >> test.txt
這是追加的第一行內容
這是追加的第二行內容
（按 Ctrl + D 結束輸入）

自動方式（通過管道）：

# 把 echo 輸出的內容追加到 file.txt
echo "這是通過 echo 追加的內容" | cat >> file.txt# 把 ls 命令的結果（當前目錄文件列表）追加到 file.txt
ls | cat >> file.txt# 把另一個文件的內容追加到 file.txt
cat other_file.txt | cat >> file.txt

3. ls

ls -a 顯示所有文件（包括以.開頭的隱藏文件）

存儲環境變量：.profile（用戶登錄時執行，只執行一次） 和 .bashrc （每次打開一個終端新建一個shell會話時執行）

一般推薦把環境變量放在.bashrc里

四、.sh腳本

1. 簡單例子

#!/bin/bash：告訴操作系統“這個腳本需要用哪個解釋器來執行”，這里指定要用 位于/bin?目錄下的 Bash 解釋器

注意：要在 linux 環境執行，這里可以用?Git Bash?

chmod a+x tets.sh：chmod?是 “change mode” 的縮寫，專門用于修改文件 / 目錄的訪問權限

./test.sh：執行當前目錄下?test.sh?腳本

2. 進階例子

#!/bin/bash# 判斷一個數是否為素數
is_prime(){local num=$1# 素數判斷條件1：小于2的數（1、0、負數）一定不是素數if [ $num -lt 2 ]; thenreturn 1fi# 素數判斷條件2：遍歷從2到 sqrt(num) 的所有整數，檢查是否能整除 numfor ((i=2;i*i<=num;i++)); do# 若余數為0，說明 num 有除1和自身外的因數，不是素數if [ $((num%i)) -eq 0 ]; thenreturn 1fidonereturn 0
}read -p "請輸入一個正整數：" numberif is_prime $number; thenecho "$number 是素數"
elseecho "$number 不是素數"
fi

在函數中定義局部變量：加上local，比如 local num=1

$1：函數的第一個參數

$變量名：取變量的值（如?$number）；

$(命令)：取命令的輸出結果（如

current_dir=$(pwd)  # 執行 pwd 命令（顯示當前目錄），將結果存入 current_dir

）；

$((表達式))：執行算術運算并返回結果（如?$((num%i))?求余數，注意$((...))?內部已經能自動解析變量，不需要再給變量加?$）。

-lt：小于，less than

-gt：大于，greater than

-eq：等于，equal to? ?-ne：不等于，not equal to

-le：小于等于，less than or equal to

-ge：大于等于

（以?-?開頭的字符串通常表示 “選項” 或 “操作符”）

?注意：0真（成功）或?1假（失敗），是人為規定的歷史慣例

對于一個命令 / 函數，“成功執行” 的結果只有一種（比如?ls?成功列出文件），用?0?表示足夠；
但 “失敗” 的原因有很多（比如文件不存在、權限不足、參數錯誤），可以用不同的非 0 值區分（例如?1?表示通用錯誤，2?表示權限錯誤，127?表示命令不存在）。

if [ 條件判斷 ]; then# 條件為真時執行的代碼
else# 條件為假時執行的代碼
fi  # 這里的 fi 表示整個 if 語句結束

注意：if [空格 ... 空格]; then

else

fi（fi?是?if?條件判斷語句的閉合標記，用于表示一個?if?塊的結束，相當于?if?的 “右括號”）

• 當調用?is_prime $number?時，函數本身已經輸出了 “真假” 對應的返回值；
• if?可以直接接收這個返回值，無需再用?[]?二次判斷。

for 變量名 in 列表; do# 循環體：對列表中的每個元素執行的命令
done# 例如
# 遍歷列表中的水果名稱
for fruit in 蘋果 香蕉 橙子 葡萄; doecho "我喜歡吃 $fruit"
done

或者：

for (( 初始值; 循環條件; 步長 )); do# 循環體：對每個數值執行的命令
done# 例如
# 輸出 1 到 5 的數字
for ((i=1; i<=5; i++)); doecho "當前數字：$i"
done

for ((...)); do

done

函數名() {# 函數體（一系列命令）
}函數名 參數1 參數2 ...

不需要?is_prime(參數)?的形式

read -p "請輸入一個正整數：" number：read [選項] 變量名

read?讀取用戶輸入，并將輸入內容賦值給后面指定的變量 number

選項 -p "提示信息"?輸入前顯示提示信息

3. 猜數字游戲

#!/bin/bash# 把生成的隨機數賦值給number
number=$(shuf -i 1-10 -n 1)
echo $numberwhile true; doread -p "請輸入一個1-10之間的數字：" guessif [ $guess -eq $number ]; thenecho "恭喜你，猜對了！是否繼續？（y/n）："read choiceif [ $choice == 'y' ] || [ $choice == 'Y' ]; thennumber=$(shuf -i 1-10 -n 1)echo $numbercontinueelsebreakfi
elif [ $guess -gt $number ]; thenecho "猜大了"
elseecho "猜小了"
fidone

shuf -i 1-10 -n 1：從 1 到 10 之間隨機選出 1 個整數

# 把生成的隨機數賦值給number
number=$(shuf -i 1-10 -n 1)
echo $number

[[]] 比 [] 更加兼容、更強大、不易出錯（但是現在好像[]很多都可以）：

特性	[]（test 命令）	[[ ]]（Bash 擴展測試）
本質	是?/bin/test?命令的簡寫（外部命令）	Bash 內置的擴展語法（更強大的內部實現）
字符串比較	需用?=，且變量必須加引號（如?[ "$a" = "$b" ]）	支持?=?或?==，變量可省略引號（如?[[ $a == $b ]]）
正則匹配	不支持	支持?=~?進行正則匹配（如?[[ $str =~ ^[0-9]+$ ]]）
邏輯運算符	用?-a（與）、-o（或），且優先級低	用?&&、||
數值比較	支持?-eq、-gt?等（與?[[ ]]?相同）	支持?-eq、-gt?等，也支持?<、>（需注意空格）
變量空值處理	變量為空時易報錯（需加引號避免）	變量為空時自動處理，更安全

while [[ $guess -ne $number ]]，雖然在while之前guess還沒獲取，但是[[]]會自動給guess賦值為0