Python 进阶指南（编程轻松进阶）：二、环境配置和命令行

原文： http:// inventwithpython.com/be yond/chapter2.html

环境配置 是配置你的计算机环境，以便你写代码的过程。这包括安装任何必要的工具，配置它们，以及处理安装过程中的任何问题。没有 一键配置 这种傻瓜式操作过程，因为每个人都有一台不同的计算机，不同的操作系统、不同操作系统版本 、不同的 Python 解释器版本。尽管如此，本章描述了一些基本概念，帮助您使用命令行、环境变量和文件系统管理自己的计算机。

学习这些概念和工具可能看起来很头疼。您希望编写代码，而不是四处摸索配置设置或理解晦涩的控制台命令。但是从长远来看，这些技巧会节省你的时间。忽略错误消息或随意更改配置设置让系统足能够工作，但这也可能会隐藏问题，但不会修复它们。现在花点时间了解这些问题，可以防止它们再次发生。

文件系统

文件系统 是你的操作系统组织数据存储和检索的方式。一个文件有两个关键属性：一个是 文件名 （通常写成一个单词）、另一个是 路径 。路径是指文件在计算机上的位置。例如，我的 Windows 10 笔记本电脑上的一个文件在路径 C:\Users\Al\Documents 中的文件名为 project.docx 。最后一个句号之后是文件的扩展名，告诉你一个文件的类型。文件名 project.docx 为 Word 文档， Users 、 Al 、 Documents 均引用 文件夹 （也称 目录 ）。文件夹可以包含文件和其他文件夹。比如 project.docx 在 Documents 文件夹中，而 Documents 又在 Al 文件夹中， Al 又在 Users 文件夹中。图 2-1 显示了该文件夹的组织结构。

图 2-1：文件夹层次结构中的一个文件

路径的 C: 是根文件夹，包含所有其他文件夹。在 Windows 上，根文件夹被命名为 C: ，也称为 C: 驱动器。在 MacOS 和 Linux 上，根文件夹是 / 。在本书中，我将使用 Windows 风格的根文件夹， C:\ 。如果您在 MacOS 或 Linux 上输入交互式 Shell 示例，请改为输入 / 。

其他卷，如 DVD 驱动器或 USB 闪存驱动器，在不同的操作系统上会有不同的显示。在 Windows 上，它们显示为新的带字母的根驱动器，如 D:\ 或 E:\ 。在 MacOS 上，它们作为新文件夹出现在 /Volumes 文件夹中。在 Linux 上，它们作为新文件夹出现在 /mnt （“mount”）文件夹中。请注意，在 Windows 和 MacOS 上，文件夹名称和文件名不区分大小写，但在 Linux 上是区分大小写的。

Python 中的路径

在 Windows 上，反斜杠（ \ ）分隔文件夹和文件名，但在 MacOS 和 Linux 上，正斜杠（ / ）分隔它们。您可以使用 pathlib 模块和 / 操作符，而不是用两种方式编写代码来使您的 Python 脚本跨平台兼容。

导入 pathlib 的典型方式是使用语句 from pathlib import Path 。因为 Path 类是 pathlib 中使用最频繁的类，这可以让你输入 Path ，而不是 pathlib.Path 。您可以将文件夹或文件名的字符串传递给 Path() 来创建该文件夹或文件名的 Path 对象。只要表达式中最左边的对象是一个 Path 对象，就可以使用 / 操作符将 Path 对象或字符串连接在一起。在交互式 Shell 中输入以下内容：`

>>> from pathlib import Path
>>> Path('spam') / 'bacon' / 'eggs'
WindowsPath('spam/bacon/eggs')
>>> Path('spam') / Path('bacon/eggs')
WindowsPath('spam/bacon/eggs')
>>> Path('spam') / Path('bacon', 'eggs')
WindowsPath('spam/bacon/eggs')

注意，因为我在 Windows 机器上运行了这段代码， Path() 返回了 WindowsPath 对象。在 MacOS 和 Linux 上，返回一个 PosixPath 对象。（POSIX 是一组用于类 Unix 操作系统的标准，超出了本书的范围。）就我们的目的而言，这两种类型没有区别。

您可以将一个 Path 对象传递给 Python 标准库中任何需要文件名的函数。例如，函数调用 open(Path('C:\\') / 'Users' / 'Al' / 'Desktop' / 'spam.py') 相当于 open(r'C:\Users\Al\Desktop\spam.py') 。

主目录

所有用户在电脑上都有一个名为 主文件夹 或 主目录 的文件夹来存放他们自己的文件。您可以通过调用 Path.home() 来获得主文件夹的一个 Path 对象：

>>> Path.home()
WindowsPath('C:/Users/Al')

主目录位于一个固定的位置，具体取决于您的操作系统：

• 在 Windows 上，主目录在 C:\Users 中。
• 在 Mac 上，主目录在 /Users 中。
• 在 Linux 上，主目录通常在 /home 中。

主目录中的文件您基本上肯定有读写权限，因此这是存储和使用您的 Python 脚本的理想位置。

当前工作目录

你电脑上运行的每个程序都有一个 当前工作目录 （ cwd ）。任何不以根文件夹开头的文件名或路径都在 CWD 中。虽然“文件夹”是一个目录的更流行的名字，但是注意 CWD（或者仅仅是工作目录）是标准术语，而不是“当前工作文件夹”

您可以使用 Path.cwd() 函数将 CWD 作为一个 Path 对象，并使用 os.chdir() 对其进行更改。在交互式 Shell 中输入以下内容：

>>> from pathlib import Path
>>> import os
>>> Path.cwd() # 1
WindowsPath('C:/Users/Al/AppData/Local/Programs/Python/Python38')
>>> os.chdir('C:\\Windows\\System32') # 2
>>> Path.cwd()
WindowsPath('C:/Windows/System32')

这里 CWD 设置为 C:\ Users\Al\AppData\Local\Programs\Python\Python38 1，所以文件名 project.docx 会引用 C:\ Users\Al\AppData\Local\Programs\Python\Python38\project.docx 。当我们将 CWD 改为 C:\Windows\System32 2 时，文件名 project.docx 将引用 C:\Windows\System32\project.docx 。

如果您尝试切换到不存在的目录，Python 会显示错误：

>>> os.chdir('C:/ThisFolderDoesNotExist')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
FileNotFoundError: [WinError 2] The system cannot find the file specified:
'C:/ThisFolderDoesNotExist'

os 模块中的 os.getcwd() 函数是以前获取字符串形式的 CWD 的方法。

绝对路径与相对路径

有两种方法可以指定文件路径：

• 绝对路径，总是从根文件夹开始
• 相对路径，相对于程序的 CWD

还有 点 （ . ）和 点点 （ .. ）文件夹。这些不是真正的文件夹，而是可以在路径中使用的特殊名称。单个句号（ . ）是“此目录”的简写，两个句号（ .. ）表示“父文件夹”

图 2-2 显示了一些文件夹和文件的例子。当 CWD 被设置为 C:\bacon 时，其他文件夹和文件的相对路径被设置为如图所示。

. 相对路径的开头是可选的。例如， .\spam.txt 和 spam.txt 引用同一个文件。

图 2-2：工作目录下文件夹和文件的相对路径 C:\bacon

程序和流程

一个 程序 是你可以运行的任何软件应用，比如网络浏览器、电子表格应用或文字处理器。一个 进程 是一个程序的运行实例。例如，图 2-3 显示了同一个计算器程序的五个进程示例。

图 2-3：一个计算器程序作为多个独立的进程运行多次

即使运行同一个程序，进程也保持相互独立。例如，如果您同时运行一个 Python 程序的几个实例，每个进程可能会有单独的变量值。每个进程，甚至运行相同程序的进程，都有自己的 CWD 和环境变量设置。一般来说，一个命令行一次只能运行一个进程（尽管您可以同时打开多个命令行）。

每个操作系统都有查看正在运行的进程列表的方式。在 Windows 上，你可以按 Ctrl-Shift-Esc 调出任务管理器应用。在 MacOS 上，您可以运行应用实用工具活动监视器。在 Ubuntu Linux 上，你可以按 Ctrl-Alt-Del 打开一个应用，也叫任务管理器。如果进程没有响应，这些任务管理器可以强制终止正在运行的进程。

命令行

命令行 是一个基于文本的程序，让你输入命令与操作系统交互并运行程序。你也可能听说过命令行界面（CLI，发音为“fly”）、命令提示符、终端、Shell 或控制台。它为 图形用户界面 （ GUI ，发音为“gooey”）提供了一种替代方式，这种图形界面允许用户更加友好的方式与用户交互（相对 CLI 来说）。与命令行相比，GUI 向用户提供可视信息，引导他们更轻松地完成任务。大部分电脑用户都把命令行当做高级功能，从来不碰。不愿意用的一部分原因是由于完全缺乏如何使用它的提示；因为 GUI 可能会显示一个按钮，告诉您点击哪里，但是空白的终端窗口不会提醒您键入什么。

但是有很好的理由来熟练使用命令行。首先，设置您的环境通常需要您使用命令行，而不是图形窗口。另一方面，输入命令比用鼠标点击图形窗口要快得多。基于文本的命令也比将一个图标拖到另一个图标上更明确。这有助于更好地实现自动化，因为您可以将多个特定的命令组合成脚本来执行复杂的操作。

命令行程序存在于计算机的可执行文件中。在这种情况下，我们通常称之为 shell 或 shell 脚本。运行 Shell 脚本会出现终端窗口提示符：

• 在 Windows 上，Shell 程序位于 C:\Windows\System32\cmd.exe 。
• 在 MacOS 上，Shell 程序在 /bin/bash 。
• 在 Ubuntu Linux 上，Shell 程序在 /bin/bash 。

多年来，程序员为 Unix 操作系统创建了许多 Shell 程序，例如 Bourne Shell（在一个名为 sh 的可执行文件中）以及后来的 Bourne-Again Shell（在一个名为 Bash 的可执行文件中）。Linux 默认使用 Bash，而 MacOS 在 Catalina 和更高版本中使用类似的 Zsh 或 ZShell。由于不同的开发历史，Windows 使用一个名为命令提示符的 shell。所有这些程序都做同样的事情：它们提供一个带有基于文本的 CLI 的终端窗口，用户可以在其中输入命令并运行程序。

在本节中，您将学习一些命令行的基本概念和常用命令。你可以掌握大量的神秘命令来成为一名真正的魔术师，但是你只需要知道十几个就可以解决大多数问题。在不同的操作系统上，确切的命令名称可能略有不同，但基本概念是相同的。

打开终端窗口

要打开终端窗口，请执行以下操作：

• 在 Windows 上，点击开始按钮，键入 Command Prompt ，然后按回车。
• 在 MacOS 上，点击右上角的 Spotlight 图标，输入 Terminal ，然后按回车。
• 在 Ubuntu Linux 上，按 Win 键调出 Dash，键入 Terminal ，按回车。或者，使用键盘快捷键 Ctrl+Alt+T

与 Python 显示 >>> 提示符的交互式 Shell 一样，终端显示一个 Shell 提示符 ，在这里您可以输入命令。在 Windows 上，提示将是您所在的当前文件夹的完整路径：

C:\Users\Al>your commands go here

在 MacOS 上，提示符显示您的电脑名称、冒号和 CWD，您的个人文件夹用波浪号（ ~ ）表示。这是您的用户名，后面是美元符号（ $ ）:

Als-MacBook-Pro:~ al$ your commands go here

在 Ubuntu Linux 上，提示符类似于 MacOS 提示符，只是它以用户名和 AT（ @ ）符号开头：

email@protected:~$ your commands go here

许多书籍和教程将命令行提示符表示为 $ 来简化它们的例子。可以定制这些提示符，但是这样做超出了本书的讨论范围。

从命令行运行程序

要运行程序或命令，请在命令行中输入其名称。让我们运行操作系统自带的默认计算器程序。在命令行中输入以下内容：

• 在 Windows 上，输入 calc.exe 。
• 在 MacOS 上，输入 open -a Calculator 。（从技术上讲，这运行了 open 程序，然后该程序运行计算器程序。）
• 在 Linux 上，输入 gnome-calculator 。

程序名和命令在 Linux 上区分大小写，但在 Windows 和 MacOS 上不区分大小写。这意味着你必须在 Linux 上输入 gnome-calculator ，但你也可以在 Windows 上输入 Calc.exe ，也在 MacOS 上输入 OPEN –a Calculator 。

在命令行中输入这些计算器程序名相当于从开始菜单、Finder 或 Dash 中运行计算器程序。这些计算器程序名作为命令工作，因为 calc.exe 、 open 和 gnome-calculator 程序存在于包含在 PATH 环境变量中的文件夹中。第 35 页的“环境变量和路径”对此有进一步的解释。但是可以说，当您在命令行上输入一个程序名时，Shell 会检查在 PATH 中列出的某个文件夹中是否存在具有该名称的程序。在 Windows 上，Shell 在检查 PATH 中的文件夹之前，会在 CWD（你可以在提示中看到）中查找程序。要告诉 MacOS 和 Linux 上的命令行首先检查 CWD，必须在文件名前输入 ./ 。

如果程序不在 PATH 中列出的文件夹中，您有两种选择：

• 使用 cd 命令将 CWD 更改为包含程序的文件夹，然后输入程序名。例如，您可以输入以下两个命令：
  `cd C:\Windows\System32` `calc.exe`
• 输入可执行程序文件的完整文件路径。例如，您可以输入 C:\Windows\System32\calc.exe ，而不是输入 calc.exe 。

在 Windows 上，程序文件的扩展名以 .exe 或者 .bat 结尾，扩展名是可选的：输入 calc 与输入 calc.exe 的作用相同。MacOS 和 Linux 中的可执行程序通常没有将它们标记为可执行的文件扩展名；相反，他们拥有可执行权限集。第 39 页的“不使用命令行运行 Python 程序”有更多信息。

使用命令行参数

命令行参数 是您在命令名后输入的文本。像传递给 Python 函数调用的参数一样，它们为命令提供了特定的选项或附加的指示。例如，当您运行命令 cd C:\Users 时， C:\Users 是 cd 命令的一个参数，它告诉 cd 将 CWD 更改到哪个文件夹。或者，当您使用 python yourScript.py 命令从终端窗口运行 Python 脚本时， yourScript.py 部分是一个参数，它告诉 python 程序应该执行哪个脚本。

命令行选项 （也称为标志、开关或简单的选项）是一个单字母或短单词的命令行参数。在 Windows 上，命令行选项往往以正斜杠（ / ）开头；在 MacOS 和 Linux 上，它们以单破折号（ – ）或双破折号（ -- ）开始。在运行 MacOS 命令 open –a Calculator 时，您已经使用了 –a 选项。命令行选项在 MacOS 和 Linux 上通常区分大小写，但在 Windows 上不区分大小写，我们用空格分隔多个命令行选项。

文件夹和文件名是常见的命令行参数。如果文件夹或文件名的名称中包含空格，请用双引号将名称括起来，以避免混淆命令行。例如，如果您想将目录更改为名为 Vacation Photos 的文件夹，输入 cd Vacation Photos 会让命令行认为您在传递两个参数， Vacation 和 Photos 。因此，您应该输入 cd "Vacation Photos" ：

C:\Users\Al>cd "Vacation Photos"
C:\Users\Al\Vacation Photos>

许多命令的另一个常见参数是 MacOS 和 Linux 上的 --help 和 Windows 上的 /? 。这些将显示与命令相关的信息。例如，如果您在 Windows 上运行 cd /? ，Shell 会告诉您 cd 命令是做什么的，并列出它的其他命令行参数：

C:\Users\Al>cd /?
Displays the name of or changes the current directory.
CHDIR [/D] [drive:][path]
CHDIR [..]
CD [/D] [drive:][path]
CD [..]
  ..   Specifies that you want to change to the parent directory.
Type CD drive: to display the current directory in the specified drive.
Type CD without parameters to display the current drive and directory.
Use the /D switch to change current drive in addition to changing current
directory for a drive.
`--snip—`

该帮助信息告诉我们，Windows cd 命令也叫做 chdir 。（简化的 cd 命令做同样的事情时，大多数人不会键入 chdir 。）方括号包含可选参数。例如， CD [/D] [drive:][path] 告诉你可以使用 /D 选项指定一个驱动器或路径。

不幸的是，尽管命令的 /? 和 --help 信息为有经验的用户提供了提醒，但解释通常是含糊的。对于初学者来说，它们不是很好的资源。你最好使用书籍或网络教程，如威廉·肖特的《Linux 命令行》第二版（2019 年）、OccupyTheWeb 的《Linux 黑客基础知识》（2018 年）或亚当·伯特伦的《系统管理员的 PowerShell》（2020 年），所有这些都来自 No Starch 出版社。

用 -c 从命令行运行 Python 代码

如果您需要运行少量一次性的 Python 代码，运行一次后就丢弃，那么在 Windows 上把 –c 开关传递给 python.exe 或者在 MacOS 和 Linux 上传递给 python3 。要运行的代码应该在 –c 开关之后，用双引号括起来。例如，在终端窗口中输入以下内容：

C:\Users\Al>python -c "print('Hello, world')"
Hello, world

当您想要查看单个 Python 指令的结果，并且不想浪费时间进入交互式 Shell 时， –c 开关非常方便。例如，您可以快速显示 help() 函数的输出，然后返回到命令行：

C:\Users\Al>python -c "help(len)"
Help on built-in function len in module builtins:
len(obj, /)
    Return the number of items in a container.
C:\Users\Al>

从命令行运行 Python 程序

Python 程序是带有 .py 文件扩展名。它们不是可执行文件；相反，Python 解释器读取这些文件并执行其中的 Python 指令。在 Windows 上，解释器的可执行文件是 python.exe 。在 MacOS 和 Linux 上，是 python3 （原始 python 文件包含 python2 版本解释器）。运行命令 python yourScript.py 或 python3 yourScript.py 将运行保存在名为 yourScript.py 的文件中的 Python 指令。

运行 py.exe 程序

在 Windows 上，Python 会在 C:\Windows 文件夹中安装一个 py.exe 程序。这个程序与 python.exe 相同，但是接受一个额外的命令行参数，让你运行你的计算机上安装的任何 Python 版本。您可以从任何文件夹运行 py 命令，因为 C:\Windows 文件夹包含在 PATH 环境变量中。如果您安装了多个 Python 版本，运行 py 会自动运行您计算机上安装的最新版本。您还可以传递一个 -3 或 -2 命令行参数来分别运行最新安装的 Python3 版本或 Python2 版本。或者您可以输入一个更具体的版本号，比如 -3.6 或 -2.7 ，来运行那个特定的 Python 版本。在版本切换之后，您可以将所有相同的命令行参数传递给 py.exe ，就像您传递给 python.exe 一样。从 Windows 命令行运行以下命令：

C:\Users\Al>py -3.6 -c "import sys;print(sys.version)"
3.6.6 (v3.6.6:4cf1f54eb7, Jun 27 2018, 03:37:03) [MSC v.1900 64 bit (AMD64)]
C:\Users\Al>py -2.7
Python2.7.14 (v2.7.14:84471935ed, Sep 16 2017, 20:25:58) [MSC v.1500 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

当您在 Windows 机器上安装了多个 Python 版本，并且需要运行一个特定的版本时， py.exe 程序非常有用。

从 Python 程序运行命令

Python 的 subprocess.run() 函数可以在 subprocess 模块中找到，它可以在 Python 程序中运行 Shell 命令，然后将命令输出显示为字符串。例如，下面的代码运行 ls –al 命令：

>>> import subprocess, locale
>>> procObj = subprocess.run(['ls', '-al'], stdout=subprocess.PIPE) # 1
>>> outputStr = procObj.stdout.decode(locale.getdefaultlocale()[1]) # 2
>>> print(outputStr)
total 8
drwxr-xr-x  2 al al 4096 Aug  6 21:37 .
drwxr-xr-x 17 al al 4096 Aug  6 21:37 ..
-rw-r--r--  1 al al    0 Aug  5 15:59 spam.py

我们将 ['ls', '-al'] 列表传递给 subprocess.run() 1 。这个列表包含命令名 ls ，后面是它的参数，作为单独的字符串。注意，通过 ['ls –al'] 是不行的。我们将命令的输出作为字符串存储在 outputStr 2 中。 subprocess.run() 和 locale.getdefaultlocale() 的在线文档会让你更好地了解这些函数是如何工作的，但是它们让代码可以在任何运行 Python 的操作系统上工作。

使用制表符补全最大限度地减少键入

因为高级用户一天要花几个小时向计算机输入命令，所以现代命令行提供的功能可以最大限度地减少必要的打字量。 TAB 补全 功能（也称为命令行补全或自动补全）允许用户键入文件夹或文件名的前几个字符，然后按下 Tab 键，让 Shell 填充名称的其余部分。

例如，当您在 Windows 上键入 cd c:\u 并按下 Tab 时，当前命令会检查 C:\ 中的哪些文件夹或文件以 u 开始，Tab 会补全为 c:\Users 。它还将小写的 u 更正为 U 。（在 MacOS 和 Linux 上，制表符补全不会纠正大小写。）如果在 C:\ 文件夹中有多个文件夹或文件名以 U 开头，您可以继续按 Tab 在它们之间循环。为了缩小备选数量，你也可以输入 cd c:\us ，过滤以 us 开头的文件夹和文件名。

多次按下键键在 MacOS 和 Linux 上同样有效。在下面的例子中，用户输入了 cd D ，然后输入了两次标签：

email@protected:~$ cd D
Desktop/   Documents/ Downloads/
email@protected:~$ cd D

键入 D 后按两次键会导致外壳显示所有可能的匹配。到目前为止，Shell 为您提供了一个新的命令提示符。此时，您可以键入 e ，然后按下 Tab 键让 Shell 完成 cd Desktop/ 命令。

制表符补全是如此有用，以至于许多 GUI IDEs 和文本编辑器也包括这个特性。与命令行不同，这些 GUI 程序通常在您键入单词时在您的单词下显示一个下拉菜单，让您选择一个来补全命令的完成其余部分。

查看命令历史记录

在 命令历史 中，现代 shells 还会记住你输入的命令。在终端中按下向上箭头键，用您输入的最后一个命令填充命令行。您可以继续按向上箭头键查找以前的命令，或者按向下箭头键返回到最近的命令。如果想取消当前提示符下的命令，从一个新的提示符开始，按下 Ctrl+C

在 Windows 上，您可以通过运行 doskey /history 来查看命令历史。（这个奇怪命名的 doskey 程序可以追溯到微软 Windows 操作系统之前的 MS-DOS。）在 MacOS 和 Linux 上，可以通过运行 history 命令来查看命令历史。

使用常用命令

本节包含您将在命令行中使用的常用命令的简短列表。这里列出的命令和参数要多得多，但是您可以将它们视为导航命令行所需的最基本的东西。

本节中命令的命令行参数出现在方括号中。例如， cd [destination folder] 表示您应该输入 cd ，后跟新文件夹的名称。

用通配符匹配文件夹和文件名

许多命令接受文件夹和文件名作为命令行参数。通常，这些命令也接受带有通配符 * 和 ? 的名称，允许您指定多个匹配的文件。 * 字符匹配任意数量的字符，而 ? 字符匹配任意单个字符。我们将使用 * 和 ? 通配符的表达式称为 Glob 模式 （“全局模式”的简称）。

Glob 模式允许您指定文件名的模式。例如，您可以运行 dir 或 ls 命令来显示 CWD 中的所有文件和文件夹。但是如果你只想查看 Python 文件， dir *.py 或 ls *.py 将只显示以 .py 结尾的文件 。Glob 模式 *.py 表示“任何一组字符，后跟 .py ：

C:\Users\Al>dir *.py
 Volume in drive C is Windows
 Volume Serial Number is DFF3-8658
 Directory of C:\Users\Al
03/24/2019  10:45 PM             8,399 conwaygameoflife.py
03/24/2019  11:00 PM             7,896 test1.py
10/29/2019  08:18 PM            21,254 wizcoin.py
               3 File(s)         37,549 bytes
               0 Dir(s)  506,300,776,448 bytes free

Glob 模式下 records201?.txt 的意思是 records201 ，后面跟任意单个字符，再后面跟 .txt 这将匹配年份为 records2010.txt 到 records2019.txt 的记录文件（以及文件名，如 records201X.txt ）。Glob 模式 records20??.txt 将匹配任意两个字符，例如 records2021.txt 或 records20AB.txt 。

用 cd 命令更改目录

运行 cd [destination folder] 将 Shell 的 CWD 更改到目标文件夹：

C:\Users\Al>cd Desktop
C:\Users\Al\Desktop>

Shell 将 CWD 显示为其提示的一部分，命令中使用的任何文件夹或文件都将被解释为与该目录相关。

如果文件夹名称中有空格，请用双引号将名称括起来。要将 CWD 更改为用户的主文件夹，在 MacOS 和 Linux 上输入 cd ~ ，在 Windows 上输入 cd %USERPROFILE% 。

在 Windows 上，如果您还想更改当前驱动器，首先需要以单独命令的形式输入驱动器名：

C:\Users\Al>d:
D:\>cd BackupFiles
D:\BackupFiles>

要切换到 CWD 的父目录，请使用 .. 文件夹名称：

C:\Users\Al>cd ..
C:\Users>

用 dir 和 ls 列出文件夹内容

在 Windows 上， dir 命令显示 CWD 中的文件夹和文件。在 MacOS 和 Linux 上, ls 命令做同样的事情。运行 dir [another folder] 或 ls [another folder] 可以显示另一个文件夹的内容。

-l 和 -a 选项是 ls 命令的有用参数。默认情况下， ls 仅显示文件和文件夹的名称。要显示包含文件大小、权限、最后修改时间戳和其他信息的长列表格式，请使用 –l 。按照惯例，MacOS 和 Linux 操作系统将以句号开头的文件视为配置文件，并在普通命令中隐藏它们。您可以使用 -a 让 ls 显示所有文件，包括隐藏的文件。要显示长列表格式和所有文件，将开关组合成 ls -al 。以下是 MacOS 或 Linux 终端窗口中的一个示例：

email@protected:~$ ls
Desktop    Downloads         mu_code  Pictures  snap       Videos
Documents  examples.desktop  Music    Public    Templates
email@protected:~$ ls -al
total 112
drwxr-xr-x 18 al   al   4096 Aug  4 18:47 .
drwxr-xr-x  3 root root 4096 Jun 17 18:11 ..
-rw-------  1 al   al   5157 Aug  2 20:43 .bash_history
-rw-r--r--  1 al   al    220 Jun 17 18:11 .bash_logout
-rw-r--r--  1 al   al   3771 Jun 17 18:11 .bashrc
drwx------ 17 al   al   4096 Jul 30 10:16 .cache
drwx------ 14 al   al   4096 Jun 19 15:04 .config
drwxr-xr-x  2 al   al   4096 Aug  4 17:33 Desktop
`--snip--`

与 ls –al 类似的窗口是 dir 命令。以下是 Windows 终端窗口中的一个示例：

C:\Users\Al>dir
 Volume in drive C is Windows
 Volume Serial Number is DFF3-8658
 Directory of C:\Users\Al
06/12/2019  05:18 PM    <DIR>          .
06/12/2019  05:18 PM    <DIR>          ..
12/04/2018  07:16 PM    <DIR>          .android
`--snip--`
08/31/2018  12:47 AM            14,618 projectz.ipynb
10/29/2014  04:34 PM           121,474 foo.jpg

用 dir 列出子文件夹内容并查找

在 Windows 上，运行 dir /s 会显示 CWD 的文件夹及其子文件夹。例如，以下命令显示 C:\github\ezgmail 文件夹及其所有子文件夹中的 py 文件：

C:\github\ezgmail>dir /s *.py
 Volume in drive C is Windows
 Volume Serial Number is DEE0-8982
 Directory of C:\github\ezgmail
06/17/2019  06:58 AM             1,396 setup.py
               1 File(s)          1,396 bytes
 Directory of C:\github\ezgmail\docs
12/07/2018  09:43 PM             5,504 conf.py
               1 File(s)          5,504 bytes
 Directory of C:\github\ezgmail\src\ezgmail
06/23/2019  07:45 PM            23,565 __init__.py
12/07/2018  09:43 PM                56 __main__.py
               2 File(s)         23,621 bytes
     Total Files Listed:
               4 File(s)         30,521 bytes
               0 Dir(s)  505,407,283,200 bytes free

在 MacOS 和 Linux 上, find . –name 命令做同样的事情：

email@protected:~/Desktop$ find . -name "*.py"
./someSubFolder/eggs.py
./someSubFolder/bacon.py
./spam.py

. 告诉 find 开始在 CWD 中搜索。 –name 选项告诉 find 按名称查找文件夹和文件名字。 *.py 告诉 find 显示名称与 *.py 模式匹配的文件夹和文件。注意 find 命令要求 –name 后面的参数用双引号括起来。

用 copy 和 cp 复制文件和文件夹

要在不同的目录中创建文件或文件夹的副本，请运行 copy [source file or folder] [destination folder] 或者 cp [source file or folder] [destination folder] 。以下是 Linux 终端窗口中的一个示例：`

email@protected:~/someFolder$ ls
hello.py  someSubFolder
email@protected:~/someFolder$ cp hello.py someSubFolder
email@protected:~/someFolder$ cd someSubFolder
email@protected:~/someFolder/someSubFolder$ ls
hello.py

简化命令名

当我开始学习 Linux 操作系统时，我惊讶地发现，我所熟知的 Windows copy 命令在 Linux 上被命名为 cp 。 copy 这个名字比 cp 更易读，一个简洁、隐晦的名字真的值得节省两个字符的输入吗？

随着我在命令行方面的经验越来越丰富，我意识到答案是肯定的。我们读源代码的次数比写源代码的次数多，所以对变量和函数使用冗长的名字会有所帮助。但是我们在命令行中输入命令的次数比阅读命令的次数多，所以在这种情况下，情况正好相反：简短的命令名称使命令行更容易使用，并减少手腕的压力。

使用 move 和 mv 移动文件和文件夹

在 Windows 上，您可以通过运行 move [source file or folder] [destination folder] 将源文件或文件夹移动到目标文件夹。在 MacOS 和 Linux 上， mv [source file or folder] [destination folder] 命令做同样的事情。

`以下是 Linux 终端窗口中的一个示例：

email@protected:~/someFolder$ ls
hello.py  someSubFolder
email@protected:~/someFolder$ mv hello.py someSubFolder
email@protected:~/someFolder$ ls
someSubFolder
email@protected:~/someFolder$ cd someSubFolder/
email@protected:~/someFolder/someSubFolder$ ls
hello.py

hello.py 文件已经从 ~/someFolder 移动到 ~/somefolder/somesubfolder 中，源目录中的这个文件已经被移走。

用 ren 和 mv 重命名文件和文件夹

运行 ren [file or folder] [new name] 在 Windows 上重命名文件或文件夹， mv [file or folder] [new name] 在 MacOS 和 Linux 上也这么做。请注意，您可以在 MacOS 和 Linux 上使用 mv 命令来移动和重命名文件。如果您为第二个参数提供一个现有文件夹的名称， mv 命令会将文件或文件夹移动到那里。如果您提供的名称与现有文件或文件夹不匹配， mv 命令会重命名该文件或文件夹。以下是 Linux 终端窗口中的一个示例：

email@protected:~/someFolder$ ls
hello.py  someSubFolder
email@protected:~/someFolder$ mv hello.py goodbye.py
email@protected:~/someFolder$ ls
goodbye.py  someSubFolder

这个 hello.py 文件现在的名字是 goodbye.py 。

用 del 和 rm 删除文件和文件夹

要删除 Windows 上的文件或文件夹，请运行 del [file or folder] 。要在 MacOS 和 Linux 上这样做，运行 rm [file] （ rm 是“remove”的简称）。

这两个删除命令略有不同。在 Windows 上，对文件夹运行 del 会删除其所有文件，但不会删除其子文件夹。 del 命令也不会删除源文件夹；你必须使用 rd 或 rmdir 命令，我将在第 34 页的“使用 rd 和 rmdir 删除文件夹”中解释。此外，运行 del 不会删除源文件夹的子文件夹中的任何文件。运行 del /s /q [folder] 可以删除文件。 /s 在子文件夹上运行 del 命令， /q 本质上意味着“安静，不要让我确认。”图 2-4 说明了这种差异。

图 2-4：运行 del delicious （左）或 del /s /q delicious （右）时，这些示例文件夹中的文件被删除。

在 MacOS 和 Linux 上，不能使用 rm 命令删除文件夹。但是你可以运行 rm –r [folder] 来删除一个文件夹及其所有内容。在 Windows 上， rd /s /q [folder] 也会做同样的事情。图 2-5 说明了这项任务。

图 2-5：当您运行 rd /s /q delicious 或 rm –r delicious 时，这些示例文件夹中的文件被删除。

用 md 和 mkdir 新建文件夹

在 Windows 上运行 md [new folder] 会创建一个新的空文件夹，在 MacOS 和 Linux 上运行 mkdir [new folder] 也会这样做。 mkdir 命令也适用于 Windows，但是 md 更容易输入。

以下是 Linux 终端窗口中的一个示例：

email@protected:~/Desktop$ mkdir yourScripts
email@protected:~/Desktop$ cd yourScripts
email@protected:~/Desktop/yourScripts$ ls # 1
email@protected:~/Desktop/yourScripts$

注意，新创建的 yourScripts 文件夹是空的；当我们运行 ls 命令来列出文件夹的内容时，什么也没有。

用 rd 和 rmdir 删除文件夹

运行 rd [source folder] 删除 Windows 上的源文件夹， rmdir [source folder] 删除 MacOS 和 Linux 上的源文件夹。像 mkdir 一样， rmdir 命令也适用于 Windows，但是 rd 更容易输入。文件夹必须是空的，才能删除它。

以下是 Linux 终端窗口中的一个示例：

email@protected:~/Desktop$ mkdir yourScripts
email@protected:~/Desktop$ ls
yourScripts
email@protected:~/Desktop$ rmdir yourScripts
email@protected:~/Desktop$ ls
email@protected:~/Desktop$

在本例中，我们创建了一个名为 yourScripts 的空文件夹，然后删除了它。

要删除非空文件夹（以及其中包含的所有文件夹和文件），请在 Windows 上运行 rd /s/q [source folder] ，或者在 MacOS 和 Linux 上运行 rm –rf [source folder] 。

使用 where 和 which 查找程序

在 Windows 上运行 where [program] 或者在 MacOS 和 Linux 上运行 which [program] 会告诉你程序的确切位置。当你在命令行输入一个命令时，你的计算机会在 PATH 环境变量中列出的文件夹中检查这个程序（尽管 Windows 会先检查 cwd)。

这些命令可以告诉你在 Shell 中输入 python 时运行的是哪个可执行的 Python 程序。如果您安装了多个 Python 版本，您的计算机可能会有多个同名的可执行程序。运行哪一个取决于您的 PATH 环境变量中文件夹的顺序，并且 where 和 which 命令将输出它：

C:\Users\Al>where python
C:\Users\Al\AppData\Local\Programs\Python\Python38\python.exe

在本例中，文件夹名称表明从 Shell 运行的 Python 版本位于 C:\ Users\Al\AppData\Local\Programs\Python\Python38 。

用 cls 和 clear 清除终端

在 Windows 上运行 cls 或在 MacOS 和 Linux 上运行 clear 将清除终端窗口中的所有文本。如果你只是想从一个新的终端窗口开始，这是很有用的。

环境变量和路径

一个程序的所有正在运行的进程，不管它是用什么语言编写的，都有一组叫做 环境变量 的变量，可以存储一个字符串。环境变量通常包含系统范围的设置，每个程序都会发现这些设置很有用。例如， TEMP 环境变量保存任何程序可以存储临时文件的文件路径。当操作系统运行一个程序（如命令行）时，新创建的进程接收它自己的操作系统环境变量和值的副本。您可以独立于操作系统的环境变量集来更改进程的环境变量。但是这些变化只适用于进程，而不适用于操作系统或任何其他进程。

我在这一章中讨论环境变量是因为这样一个变量，可以帮助你从命令行运行你的程序。

查看环境变量

您可以通过从命令行运行 set （在 Windows 上）或 env （在 MacOS 和 Linux 上）来查看终端窗口的环境变量列表：

C:\Users\Al>set
ALLUSERSPROFILE=C:\ProgramData
APPDATA=C:\Users\Al\AppData\Roaming
CommonProgramFiles=C:\Program Files\Common Files
`--snip--`
USERPROFILE=C:\Users\Al
VBOX_MSI_INSTALL_PATH=C:\Program Files\Oracle\VirtualBox\
windir=C:\WINDOWS

等号（ = ）左边的文字是环境变量名，右边的文字是字符串值。每个进程都有自己的一组环境变量，因此不同的命令行可以有不同的环境变量值。

您也可以使用 echo 命令查看单个环境变量的值。在 Windows 上运行 echo %HOMEPATH % ，在 MacOS 和 Linux 上运行 echo $HOME ，分别查看 HOMEPATH 或 HOME 环境变量的值，这些变量包含当前用户的主文件夹。在 Windows 上，它看起来像这样：

C:\Users\Al>echo %HOMEPATH%
\Users\Al

在 MacOS 或 Linux 上，它看起来像这样：

email@protected:~$ echo $HOME
/home/al

如果该进程创建了另一个进程（例如当命令行运行 Python 解释器时），则该子进程会收到其自己的父进程环境变量的副本。子进程可以更改其环境变量的值，而不会影响父进程的环境变量，反之亦然。

您可以将操作系统的环境变量集视为“主副本”,进程从该副本复制其环境变量。操作系统的环境变量的变化没有 Python 程序频繁。事实上，大多数用户从不会直接接触他们的环境变量设置。

使用 PATH 环境变量

当你输入一个命令，比如 Windows 上的 python 或者 MacOS 和 Linux 上的 python3 ，终端会在你当前所在的文件夹中查找一个具有该名称的程序。如果没有找到，它将检查列在 PATH 环境变量中的文件夹。

比如在我的 Windows 电脑上， python.exe 程序文件位于 C:\ Users\Al\AppData\Local\Programs\Python\Python38 文件夹中。要运行它，我必须输入 C:\Users\Al\AppData\Local\Programs\Python\Python38\python.exe ，或者先切换到那个文件夹，然后输入 python.exe 。

这个冗长的路径名需要大量的输入，所以我将这个文件夹添加到环境变量 PATH 中。然后，当我输入 python.exe 时，命令行会在 PATH 中列出的文件夹中搜索具有该名称的程序，使我不必键入完整的文件路径。

因为环境变量只能包含一个字符串值，所以向 PATH 环境变量添加多个文件夹名需要使用特殊的格式。在 Windows 上，分号分隔文件夹名称。您可以使用 path 命令查看当前的 PATH 值：

C:\Users\Al>path
C:\Path;C:\WINDOWS\system32;C:\WINDOWS;C:\WINDOWS\System32\Wbem;
`--snip--`
C:\Users\Al\AppData\Local\Microsoft\WindowsApps

在 MacOS 和 Linux 上，冒号分隔文件夹名称：

email@protected:~$ echo $PATH
/home/al/.local/bin:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/usr/local/games:/snap/bin

文件夹名称的顺序很重要。如果我在 C:\WINDOWS\system32 和 C:\WINDOWS 中有两个名为 someProgram.exe 的文件，输入 someProgram.exe 将运行 C:\WINDOWS\system32 中的程序，因为该文件夹首先出现在 PATH 环境变量中。

如果你输入的程序或命令不在 CWD 或 PATH 中列出的任何目录中，命令行会给你一个错误，比如 command not found 或 not recognized as an internal or external command 。如果你没有打错字，检查哪个文件夹包含该程序，看看它是否出现在 PATH 环境变量中。

更改命令行的 PATH 环境变量

您可以更改当前终端窗口的 PATH 环境变量，以包含其他文件夹。向 PATH 添加文件夹的过程在 Windows 和 MacOS/Linux 之间略有不同。在 Windows 上，你可以运行 path 命令来添加一个新的文件夹到当前的 PATH 值：

C:\Users\Al>path C:\newFolder;%PATH% # 1
C:\Users\Al>path # 2
C:\newFolder;C:\Path;C:\WINDOWS\system32;C:\WINDOWS;C:\WINDOWS\System32\Wbem;