Basic Shell Introduction

在開始學習程式開發的過程中，我們多半仰賴 GUI 來操作系統，例如拖拉檔案、點擊按鈕等。然而，當我們進一步接觸像是 Linux 這樣的開發環境時，會發現 CLI 成為更有效率、彈性也更高的操作方式。

這篇文章會介紹了解常見的 Shell 指令與基本語法，並分享我如何安裝與設定 Shell 環境。

WSL ZSH Installation

首先示範如何在 WSL 中啟用 zsh，並且介紹一些常用的套件及設定。

安裝 zsh

sudo apt update && sudo apt install -y zsh

zsh --version

將 zsh 設定為預設 shell

chsh -s $(which zsh)

安裝 Oh My Zsh 框架來管理 zsh 的設定

sh -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/ohmyzsh/ohmyzsh/master/tools/install.sh)"

改變主題，我使用 Powerlevel10k 主題，這需要額外安裝，設定完之後需要重新開啟 terminal 進行設定

git clone --depth=1 https://github.com/romkatv/powerlevel10k.git \
  ${ZSH_CUSTOM:-~/.oh-my-zsh/custom}/themes/powerlevel10k

~/.zshrc
ZSH_THEME="powerlevel10k/powerlevel10k"

安裝 zsh-syntax-highlighting，用來高亮顯示指令語法

git clone https://github.com/zsh-users/zsh-syntax-highlighting.git \
    ${ZSH_CUSTOM:-~/.oh-my-zsh/custom}/plugins/zsh-syntax-highlighting

~/.zshrc
plugins=(git zsh-syntax-highlighting)

安裝 zsh-autosuggestions，提供指令自動建議

git clone https://github.com/zsh-users/zsh-autosuggestions \
  ${ZSH_CUSTOM:-~/.oh-my-zsh/custom}/plugins/zsh-autosuggestions

~/.zshrc
plugins=(git zsh-syntax-highlighting zsh-autosuggestions)

安裝 jsonpp，用來格式化 JSON 資料

plugins=(git zsh-syntax-highlighting zsh-autosuggestions jsontools)

可以用以下指令測試一下

curl https://coderwall.com/bobwilliams.json | pp_json

安裝 eza (exa)，可以提供更好看的 ls 指令

sudo apt install eza -y

修改 ~/.zshrc 的 alias 設定，讓 ls 指令使用 eza

~/.zshrc
alias ls='eza'
alias ll='eza --git -T'

安裝 bat，提供更好看的 cat 指令

sudo apt install bat -y

~/.zshrc
alias bat='batcat'

安裝 tldr，提供簡單的指令說明

sudo apt install tldr -y

接著測試一下

tldr ls

安裝 fzf，提供 fuzzy search 以及歷史紀錄搜尋功能

git clone --depth 1 https://github.com/junegunn/fzf.git ~/.fzf
~/.fzf/install

設定好之後可以按下 Ctrl + R 來搜尋歷史紀錄，或是 Ctrl + T 來搜尋檔案，還有許多進階功能待補充 ...

可以預覽檔案內容

fzf --preview 'cat {}'

結合 batcat 可以提供更好看的預覽

fzf --preview 'batcat --style=numbers --color=always {}'

如果想在 VSCode 中使用 zsh 和 fzf，可以在 VSCode 的設定中加入以下的設定

settings.json
{
  "terminal.integrated.defaultProfile.linux": "zsh"
}

接著去搜尋 keybindings.json，然後加入以下的設定，這樣就可以使用 Ctrl + R 來搜尋歷史紀錄了

keybindings.json
{
  {
    "key": "ctrl+r",
    "command": "workbench.action.terminal.sendSequence",
    "args": { "text": "\u0012" },
    "when": "terminalFocus"
  }
}

MacOS ZSH Installation

接著是在 MacOS 上安裝同樣的套件

安裝 Homebrew

/bin/bash -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/HEAD/install.sh)"

安裝 zsh 以及 iterm2

brew install zsh

並設定為預設 shell

sudo sh -c 'echo $(which zsh) >> /etc/shells'
chsh -s $(which zsh)

安裝 Oh My Zsh

sh -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/ohmyzsh/ohmyzsh/master/tools/install.sh)"

安裝 Powerlevel10k

brew install powerlevel10k

在 ~/.zshrc 中設定主題

~/.zshrc
ZSH_THEME=""
source $(brew --prefix)/share/powerlevel10k/powerlevel10k.zsh-theme

並重啟 terminal 依據提示進行設定

安裝 zsh-syntax-highlighting zsh-autosuggestions

brew install zsh-syntax-highlighting
brew install zsh-autosuggestions

~/.zshrc
source $(brew --prefix)/share/zsh-syntax-highlighting/zsh-syntax-highlighting.zsh
source $(brew --prefix)/share/zsh-autosuggestions/zsh-autosuggestions.zsh
plugins=(git)

安裝 eza

brew install eza

~/.zshrc
alias ls='eza'
alias ll='eza --git -T'

安裝 bat

brew install bat

安裝 tldr，由於這個已經不再維護了，所以我們可以使用 tlrc 來取代

brew install tlrc

tldr ls

安裝 fzf

brew install fzf
$(brew --prefix)/opt/fzf/install

fzf --preview 'batcat --style=numbers --color=always {}'

用法跟 WSL 一樣

Windows Terminal Installation

可以在這篇文章找到詳細的安裝步驟，其中我覺得比較好用的是 history 功能，可以顯示 10 筆歷史紀錄。

Basic Shell Commands

接下來會說明一些常用的 Shell 指令

檔案 / 目錄操作

ls：列出當前目錄下的檔案與資料夾
cd：切換目錄
pwd：顯示當前所在的目錄
mkdir：建立資料夾
touch：建立檔案
rm：刪除檔案
rmdir：刪除資料夾
cp：複製檔案
mv：移動檔案或重新命名檔案

檔案內容操作

cat：顯示檔案內容
less：分頁顯示檔案內容
head：顯示檔案的前幾行
tail：顯示檔案的後幾行
grep：搜尋檔案中的字串，grep "keyword" filename
wc：計算檔案的行數、字數與字元數
sort：排序檔案內容，sort filename

檔案權限操作

在 Linux 中，檔案的權限分為三種：擁有者、群組與其他人。每種權限又分為三種：讀取、寫入與執行，分別代表數字 4、2 與 1，因此 755 代表擁有者有讀取 (4+2+1)，群組跟其他人有讀取 (4)，執行 (1)，而沒有寫入的權限。

可以透過 ls -l 來查看檔案的權限，會顯示成 -rwxr-xr-- 的格式，第一個字母代表檔案類型，接下來的三個字母代表擁有者的權限，再來的三個字母代表群組的權限，最後三個字母代表其他人的權限。

chmod：改變檔案的權限，chmod 755 filename
chown：改變檔案的擁有者，chown user:group filename
chgrp：改變檔案的群組，chgrp group filename

使用時加上 -R 參數可以遞迴操作

系統監控

top：顯示系統的即時狀態
ps：顯示目前執行中的程序，ps aux 則是顯示所有使用者的程序
kill：終止程序，kill -9 PID 強制終止
df：顯示磁碟使用情況

網路操作

ping：測試網路連線
curl：下載檔案或發送請求
wget：下載檔案
ssh：遠端連線到另一台主機
ftp：檔案傳輸協定
ip：顯示本機的 IP 位址

以下的指令需要安裝額外的套件

nslookup：查詢 DNS，sudo apt install dnsutils -y
traceroute：追蹤路由，sudo apt install traceroute -y
netstat：顯示網路連線狀態，sudo apt install net-tools -y
ifconfig：顯示網路介面資訊，sudo apt install net-tools -y

其他常用指令

awk：文字處理工具，可以用來處理檔案中的資料

awk '{print $1}' file.txt # 顯示檔案的第一欄

awk -F ':' '{print $1, $3}' /etc/passwd # 以冒號為分隔符號，顯示檔案的第一欄與第三欄

awk '{if ($3 > 1000) print $1}' /etc/passwd # 顯示第三欄大於 1000 的行

awk 'BEGIN {cnt=0} {cnt += 1} END {print cnt}' /etc/passwd # 計算檔案的行數

sed：文字處理工具，可以用來處理檔案中的資料

sed 's/old/new/' file.txt # 把每一行的 old 替換成 new
sed 's/old/new/g' file.txt # 把檔案中的 old 替換成 new

Shell Script

#!/bin/bash
# 宣告這是一個 bash 腳本

# 變數宣告
name="Wei"
age=18
echo "Hello, $name! You are $age years old." # 輸出變數

# 條件判斷
if [ $age -lt 18 ]; then
  echo "You are a minor."
elif [ $age -lt 65 ]; then
  echo "You are an adult."
else
  echo "You are a senior citizen."
fi

# Switch Case
case $age in
  0)
    echo "You are a baby."
    ;;
  1|2|3)
    echo "You are a toddler."
    ;;
  4|5|6)
    echo "You are a child."
    ;;
  *)
    echo "You are an adult."
    ;;
esac

# 迴圈
for i in {1..5}; do
  echo "Iteration $i"
done

while [ $age -lt 30 ]; do
  echo "You are still young!"
  age=$((age + 1)) # 數字運算
done
echo "You are now $age years old."

# 函式
function greet() {
  local name=$1 # 取得參數
  echo "Hello, $name!"
}
greet "Wei" # 呼叫函式

# 陣列
fruits=("apple" "banana" "cherry")
echo "The first fruit is ${fruits[0]}." # 輸出陣列的第一個元素

# 讀取檔案
while IFS= read -r line; do
  echo "$line"
done < file.txt # 讀取檔案的每一行

# 輸出到檔案
echo "Hello, $name!" > output.txt # 輸出到檔案

# 特殊字元
echo "$0" # 腳本名稱
echo "$1" # 第一個參數
echo "$#" # 參數的數量
echo "$*" # 所有參數
echo "$$" # 腳本的 PID

WSL ZSH Installation​

MacOS ZSH Installation​

Windows Terminal Installation​

Basic Shell Commands​

檔案 / 目錄操作​

檔案內容操作​

檔案權限操作​

系統監控​

網路操作​

其他常用指令​

Shell Script​