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一、Shell 是什么

二、 .sh 脚本调用 .py 脚本

Python 核心逻辑脚本（data_processor.py）

Shell 脚本（pipeline.sh）

三、常见命令

四、.sh脚本

1. 简单例子

2. 进阶例子

3. 猜数字游戏

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一、Shell 是什么

Shell 的本质是 “命令行解释器（Command-Line Interpreter）”，其核心功能是：

1. 接收用户输入：用户在终端（Terminal）中输入命令（如 ls 查看文件、python train.sh 启动训练脚本）；
2. 解析命令含义：Shell 把用户输入的 “人类可读命令” 翻译成内核能理解的 “机器指令”；
3. 调用内核执行：Shell 将解析后的指令传递给内核，让内核调度硬件完成任务（如读取磁盘文件、分配 GPU 资源）；
4. 返回执行结果：内核执行完任务后，将结果通过 Shell 反馈给用户（如在终端显示文件列表、训练日志）。

简言之，如果把 操作系统内核（如 Linux 内核、Windows 内核） 看作 “电脑的发动机”（负责硬件调度、资源分配等核心工作），那么 Shell 就是 “发动机的操作面板”—— 它是用户与操作系统内核之间的 “桥梁”，让用户能通过输入命令，间接控制内核完成各种任务（如创建文件、启动程序、管理进程等）。

二、 .sh 脚本调用 .py 脚本

一般用 .sh 脚本调用 .py 脚本，让 Shell 负责搭建执行框架、和系统交互（如文件操作、环境配置、命令调用），Python 负责核心逻辑处理。

为什么不全用.py？

因为 Shell 更擅长 “对接操作系统”，Python 虽然能通过 os 模块调用系统命令，但本质是 “间接调用”。所以.sh搭配.py效率更高、分工更明确。

假设我们需要实现一个 “数据处理流水线”，功能包括：

1. 检查输入数据目录是否存在（Shell 负责）；
2. 创建输出结果目录（Shell 负责）；
3. 调用 Python 脚本处理数据（清洗、计算）（Python 负责）；
4. 压缩处理后的结果（Shell 负责）；
5. 发送邮件通知任务完成（Shell 调用系统工具负责）。

Python 核心逻辑脚本（data_processor.py）

通过命令行参数接收输入 / 输出路径，负责具体的数据处理（如过滤异常值、计算平均值）。

# data_processor.py
import sys
import pandas as pddef main():# 从命令行参数获取输入文件路径和输出文件路径if len(sys.argv) != 3:print("用法：python3 data_processor.py <输入文件> <输出文件>")sys.exit(1)  # 异常退出，方便 Shell 捕获错误input_path = sys.argv[1]output_path = sys.argv[2]try:# 核心逻辑：读取数据、处理、保存结果df = pd.read_csv(input_path)  # 用 pandas 处理 CSV 数据df_clean = df[df["value"] > 0]  # 过滤异常值（假设 value 列不能为负）df_clean["mean"] = df_clean["value"].mean()  # 计算平均值df_clean.to_csv(output_path, index=False)print(f"处理完成！结果已保存到 {output_path}")sys.exit(0)  # 正常退出except Exception as e:print(f"处理失败：{str(e)}", file=sys.stderr)  # 错误信息输出到 stderrsys.exit(1)  # 异常退出if __name__ == "__main__":main()

Shell 脚本（pipeline.sh）

负责流程控制、系统交互，调用 Python 脚本并处理前后的辅助任务。

#!/bin/bash
# pipeline.sh：数据处理流水线的控制脚本# 1. 定义参数（输入/输出路径）
INPUT_DIR="./raw_data"
OUTPUT_DIR="./processed_data"
INPUT_FILE="${INPUT_DIR}/data.csv"
OUTPUT_FILE="${OUTPUT_DIR}/result.csv"
ZIP_FILE="${OUTPUT_DIR}/result.zip"
EMAIL="user@example.com"  # 接收通知的邮箱# 2. 检查输入文件是否存在（Shell 系统交互能力）
if [ ! -f "${INPUT_FILE}" ]; thenecho "错误：输入文件 ${INPUT_FILE} 不存在！" >&2  # 错误信息输出到 stderrexit 1  # 退出脚本，终止流程
fi# 3. 创建输出目录（若不存在）
mkdir -p "${OUTPUT_DIR}"  # -p 确保父目录不存在时也能创建
echo "输出目录已准备：${OUTPUT_DIR}"# 4. 调用 Python 脚本处理数据（核心逻辑交给 Python）
echo "开始处理数据..."
python3 data_processor.py "${INPUT_FILE}" "${OUTPUT_FILE}"# 检查 Python 脚本是否执行成功（通过退出码判断）
if [ $? -ne 0 ]; then  # $? 是上一条命令的退出码（0 为成功，非 0 为失败）echo "数据处理失败，终止流程" >&2exit 1
fi# 5. 压缩处理结果（Shell 调用系统压缩命令）
zip -q "${ZIP_FILE}" "${OUTPUT_FILE}"  # -q 静默模式，不输出冗余信息
echo "结果已压缩：${ZIP_FILE}"# 6. 发送邮件通知（Shell 调用系统邮件工具）
echo "数据处理流水线已完成，结果见附件" | mail -s "任务完成通知" -a "${ZIP_FILE}" "${EMAIL}"
echo "通知邮件已发送到 ${EMAIL}"# 7. 流程结束
echo "所有任务完成！"
exit 0

关键协作方式：

（1）参数传递

Shell 脚本通过 命令行参数 将必要信息（如文件路径、配置项）传递给 Python 脚本，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脚本自身的文件名）

（2）环境变量共享

Shell 中定义的环境变量（如 export DATA_PATH="./data"），可在 Python 中通过 os.environ 读取：

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

（3）状态反馈

Python 脚本通过 退出码（sys.exit(0) 表示成功，sys.exit(1) 表示失败）告诉 Shell 执行结果。Shell 用 $? 变量获取退出码，判断是否继续后续流程（如示例中 “若 Python 失败则终止脚本”）。

三、常见命令

1. echo 打印字符串或者变量值

注意：定义变量时，name="Amy"中间不能有空格

打印变量时，前面加上$标记：$name

和字符串混合打印时，变量名用{}包裹（解决边界问题）：${name}

echo $HOME	打印当前用户的主目录（家目录）路径
echo $PATH	打印$PATH，存储着系统查找可执行程序的目录列表
echo $SHELL	存储着当前用户默认使用的 Shell 程序路径 。
echo $0	当前执行的脚本名称 （$1 $2 $3 传递给这个脚本的第一二三个参数）

2. cat 连接文件并打印其内容

查看单个文件内容：cat test.txt

查看多个文件内容：cat file1.txt file2.txt

创建新文件：cat > new_file.txt

输入cat > new_file.txt后回车，然后在终端中输入想要写入文件的内容，每输入一行后按回车键换行，输入完成后，按下Ctrl + D组合键，即可将输入的内容保存到new_file.txt文件中。

复制文件内容到另一个文件：cat file1.txt file2.txt > combined.txt

这会把file1.txt和file2.txt的内容合并到combined.txt文件中。如果combined.txt不存在，会创建该文件，如果已存在，则会覆盖原有内容。

追加内容到文件：cat >> file.txt

手动方式：

cat >> test.txt
这是追加的第一行内容
这是追加的第二行内容
（按 Ctrl + D 结束输入）

自动方式（通过管道）：

# 把 echo 输出的内容追加到 file.txt
echo "这是通过 echo 追加的内容" | cat >> file.txt# 把 ls 命令的结果（当前目录文件列表）追加到 file.txt
ls | cat >> file.txt# 把另一个文件的内容追加到 file.txt
cat other_file.txt | cat >> file.txt

3. ls

ls -a 显示所有文件（包括以.开头的隐藏文件）

存储环境变量：.profile（用户登录时执行，只执行一次） 和 .bashrc （每次打开一个终端新建一个shell会话时执行）

一般推荐把环境变量放在.bashrc里

四、.sh脚本

1. 简单例子

#!/bin/bash：告诉操作系统“这个脚本需要用哪个解释器来执行”，这里指定要用 位于/bin 目录下的 Bash 解释器

注意：要在 linux 环境执行，这里可以用 Git Bash 

chmod a+x tets.sh：chmod 是 “change mode” 的缩写，专门用于修改文件 / 目录的访问权限

./test.sh：执行当前目录下 test.sh 脚本

2. 进阶例子

#!/bin/bash# 判断一个数是否为素数
is_prime(){local num=$1# 素数判断条件1：小于2的数（1、0、负数）一定不是素数if [ $num -lt 2 ]; thenreturn 1fi# 素数判断条件2：遍历从2到 sqrt(num) 的所有整数，检查是否能整除 numfor ((i=2;i*i<=num;i++)); do# 若余数为0，说明 num 有除1和自身外的因数，不是素数if [ $((num%i)) -eq 0 ]; thenreturn 1fidonereturn 0
}read -p "请输入一个正整数：" numberif is_prime $number; thenecho "$number 是素数"
elseecho "$number 不是素数"
fi

在函数中定义局部变量：加上local，比如 local num=1

$1：函数的第一个参数

$变量名：取变量的值（如 $number）；

$(命令)：取命令的输出结果（如

current_dir=$(pwd)  # 执行 pwd 命令（显示当前目录），将结果存入 current_dir

）；

$((表达式))：执行算术运算并返回结果（如 $((num%i)) 求余数，注意$((...)) 内部已经能自动解析变量，不需要再给变量加 $）。

-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 - 开头的字符串通常表示 “选项” 或 “操作符”）

 注意：0真（成功）或 1假（失败），是人为规定的历史惯例

对于一个命令 / 函数，“成功执行” 的结果只有一种（比如 ls 成功列出文件），用 0 表示足够；
但 “失败” 的原因有很多（比如文件不存在、权限不足、参数错误），可以用不同的非 0 值区分（例如 1 表示通用错误，2 表示权限错误，127 表示命令不存在）。

if [ 条件判断 ]; then# 条件为真时执行的代码
else# 条件为假时执行的代码
fi  # 这里的 fi 表示整个 if 语句结束

注意：if [空格 ... 空格]; then

else

fi（fi 是 if 条件判断语句的闭合标记，用于表示一个 if 块的结束，相当于 if 的 “右括号”）

• 当调用 is_prime $number 时，函数本身已经输出了 “真假” 对应的返回值；
• if 可以直接接收这个返回值，无需再用 [] 二次判断。

for 变量名 in 列表; do# 循环体：对列表中的每个元素执行的命令
done# 例如
# 遍历列表中的水果名称
for fruit in 苹果 香蕉 橙子 葡萄; doecho "我喜欢吃 $fruit"
done

或者：

for (( 初始值; 循环条件; 步长 )); do# 循环体：对每个数值执行的命令
done# 例如
# 输出 1 到 5 的数字
for ((i=1; i<=5; i++)); doecho "当前数字：$i"
done

for ((...)); do

done

函数名() {# 函数体（一系列命令）
}函数名 参数1 参数2 ...

不需要 is_prime(参数) 的形式

read -p "请输入一个正整数：" number：read [选项] 变量名

read 读取用户输入，并将输入内容赋值给后面指定的变量 number

选项 -p "提示信息" 输入前显示提示信息

3. 猜数字游戏

#!/bin/bash# 把生成的随机数赋值给number
number=$(shuf -i 1-10 -n 1)
echo $numberwhile true; doread -p "请输入一个1-10之间的数字：" guessif [ $guess -eq $number ]; thenecho "恭喜你，猜对了！是否继续？（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：从 1 到 10 之间随机选出 1 个整数

# 把生成的随机数赋值给number
number=$(shuf -i 1-10 -n 1)
echo $number

[[]] 比 [] 更加兼容、更强大、不易出错（但是现在好像[]很多都可以）：

特性	[]（test 命令）	[[ ]]（Bash 扩展测试）
本质	是 /bin/test 命令的简写（外部命令）	Bash 内置的扩展语法（更强大的内部实现）
字符串比较	需用 =，且变量必须加引号（如 [ "$a" = "$b" ]）	支持 = 或 ==，变量可省略引号（如 [[ $a == $b ]]）
正则匹配	不支持	支持 =~ 进行正则匹配（如 [[ $str =~ ^[0-9]+$ ]]）
逻辑运算符	用 -a（与）、-o（或），且优先级低	用 &&、||
数值比较	支持 -eq、-gt 等（与 [[ ]] 相同）	支持 -eq、-gt 等，也支持 <、>（需注意空格）
变量空值处理	变量为空时易报错（需加引号避免）	变量为空时自动处理，更安全

while [[ $guess -ne $number ]]，虽然在while之前guess还没获取，但是[[]]会自动给guess赋值为0