输入输出

在 Linux 系统中，输入输出（I/O）是命令与用户、文件或其他进程交互的核心机制，Linux 将所有设备（包括键盘、屏幕、文件等）都抽象为 “文件”，输入输出本质上是对这些 “文件” 的读写操作。

## 标准输入、输出与错误

Linux 中定义了三个默认的 “标准 I/O 流”，它们本质是特殊的文件描述符（用于标识文件的整数），默认关联到终端（键盘 / 屏幕）：

| 名称               | 功能                       | 文件描述符（FD） | 默认设备     |
| ------------------ | -------------------------- | ---------------- | ------------ |
| 标准输入（stdin）  | 接收输入数据（如键盘输入） | 0                | 键盘         |
| 标准输出（stdout） | 输出正常结果（如命令输出） | 1                | 屏幕（终端） |
| 标准错误（stderr） | 输出错误信息（如命令报错） | 2                | 屏幕（终端） |

## 输入输出重定向

默认情况下，命令从键盘读入（stdin），向屏幕输出（stdout/stderr）。

重定向可以改变这些默认行为，将输入 / 输出指向文件或其他位置。

> 标准输出重定向

将正常的命令输出写入文件（而非屏幕）：

>：覆盖写入（若文件存在，原有内容会被清空）
    示例：ls > file.txt（将ls的输出写入file.txt，覆盖原有内容）
    
    >>：追加写入（若文件存在，新内容加在末尾）
    示例：echo "new line" >> file.txt（向file.txt追加一行内容）

> 标准错误重定向

将命令的错误信息写入文件（而非屏幕）：

2>：覆盖写入错误信息
    示例：ls nofile 2> err.txt（ls nofile会报错，错误信息写入err.txt）
    
    2>>：追加写入错误信息
    示例：grep "test" wrongfile 2>> error.log（错误信息追加到error.log）

> 合并输出与错误

将标准输出和标准错误一起重定向到同一个文件：

&>：等价于 “同时重定向 stdout 和 stderr”
    示例：command &> all.log（正常输出和错误都写入all.log）
    
    > file 2>&1：先将 stdout 重定向到file，再将 stderr（2）指向 stdout（1）的位置（即file）
    示例：ls file1 nofile > result.log 2>&1（正确和错误信息都写入result.log）

> 标准输入重定向

让命令从文件读取输入（而非键盘）：

<：指定输入文件

示例：wc -l < test.txt（wc -l统计行数，从test.txt读取内容，而非键盘输入）

<<（here 文档）：从终端输入多行文本作为命令的输入，直到遇到指定的结束符（如EOF）

示例：

```bash
cat << EOF > info.txt  # 输入多行内容，直到EOF结束，写入info.txt
Name: Linux
Version: 5.4
EOF
```

<<<（here 字符串）：将字符串作为命令的输入

示例：grep "a" <<< "apple banana"（在字符串中搜索 "a"，输出apple banana）

## 管道（Pipe）

管道（|）用于将一个命令的标准输出作为另一个命令的标准输入，实现命令间的协作。

格式：command1 | command2

示例：

```bash
ls | grep ".txt" #ls的输出（文件名）作为grep的输入，筛选出含.txt的文件
ps aux | wc -l #ps aux列出所有进程，wc -l统计进程总数
```

## 特殊文件：/dev/null

/dev/null是一个 “黑洞” 文件，写入其中的内容会被直接丢弃，常用于屏蔽不需要的输出。

示例：

```bash
command > /dev/null # 屏蔽标准输出（只显示错误）
command 2> /dev/null # 屏蔽标准错误（只显示正常输出）
command &> /dev/null # 完全屏蔽所有输出（既不显示正常结果，也不显示错误）
```

## 实用工具：tee

tee命令可以同时将输入输出到屏幕和写入文件（类似 “分流”），常用于既要查看结果又要保存日志的场景。

格式：command | tee file

示例：

```bash
ls | tee list.txt # ls的输出既显示在屏幕，又写入list.txt
ls | tee -a list.txt # -a表示追加写入（避免覆盖原有内容）
```