Работа в командной строке

Интерфейс
Командная строка
Структура файловой системы
Структура команды
Основные команды Windows
Переменные окружения
Порядок поиска исполнимых файлов
Перенаправление ввода/вывода
Генерация входных данных

Интерфейс

Интерфейс — средство взаимодействия пользователя с программой. Более подробно см. здесь.

В данном разделе будет рассмотрен только интерфейс командной строки.

Командная строка

md2html

Командная строка или консоль или терминал, является средством, позволяющим использовать интерфейс командной строки. Здесь происходит ввод команд и данных, а также вывод данных программами. Для открытия консоли необходимо нажать Win+R, откроется окно, показанное на картинке, набрать имя команды cmd и нажать Enter. Откроется окно следующего вида:

C:\Users\user1>

Перед каждой командой будет стоять знак >(в Linux и Mac OS — $). То, что написано до знака $ или >, плюс сам знак, всё вместе называется приглашением командной строки. Как правило, оно включает адрес текущего каталога (будет рассмотрено далее).

В консоли вводятся команды или вызываются программы, которые могут выводить сообщения и другую информацию в эту же консоль. Также программы могут запрашивать пользовательский ввод в консоли. Помимо этого программы могут выполнять другие действия, например, чтение файлов и запись в файлы, а также открывать графические окна.

Структура файловой системы

Большинство программ и команд, выполняемых в командной строке, предназначены для работы с файлами и каталогами, поэтому следует более подробно рассмотреть что это такое.

Устройства хранения данных (флешки, жесткие диски и др.)сохраняют данные используя особенности физического процесса воздействия (намагничивание и т.д.). Контроллеры этих устройств предоставляет низкоуровневый доступ к данным, например используя физическую адресацию. Конечному пользователю с таким представлением данных работать не удобно. Поэтому были разработаны специальные программы, которые трансформируют это представление в более удобный и унифицированный (единообразный) вид.

На схеме представлено пользовательское представление данных, хранящихся на устройстве хранения. Элементы данного представления:

логический диск, который обозначается буквами с двоеточиями: С:, D:. Одно физическое устройство может быть логически разбито на части.
файлы (англ. file) — именованная область на носителе данных, используемая как базовый объект взаимодействия с данными в операционных системах.
папки или директории или каталоги, это средство логической группировки файлов. Папки могут "содержать" файлы и другие папки, таким образом формируется "древовидная" (иерархическая) структура.

Логический диск представляется корневым элементом древовидной структуры и называется корневым каталогом.

Для указания файла в этой структуре используется путь к файлу, который предоставляет перечисление всех узлов (каталогов) дерева от корневого каталога до данного файла, включая данный файл. Узлы перечисляют через \(в ОC Linux и Mac — через /), например:

С:\folder1\folder2\folder3\file2.txt

где С:\ — это корневой каталог диска. Данный путь является абсолютным, потому что начинается с корневого каталога.

Текущий каталог — это каталог, который выбран в качестве текущего в рамках текущего контекста выполнения программы (например, окна терминала). Пути относительно текущего каталога называются относительным. Например, при текущем каталоге С:\folder1, относительный путь к представленному выше файлу будет folder2\folder3\file2.txt.

Помимо текущего каталога в рамках текущего контекста также определен текущий диск. Смена текущего каталога и текущего диска будет рассмотрена ниже.

Структура команды

Для выполнения команды в консоли вводят:

имя команды или исполнимого файла (в ОС Windows расширения .bat и .exe можно не вводить);
один или несколько аргументов, разделенных пробелами (только в том случае, если аргументы предусмотрены программой и их действительно требуется задавать).

Note

Передавать аргументы программе можно даже в том случае, если программа никаких аргументов не принимает. Переданные аргументы скорее всего будут проигнорированы.

>mkdir test_dir

>cd test_dir

>mkdir "test dir"

>dir
.  .  .
01.03.2023  22:04    <DIR>          .
01.03.2023  22:04    <DIR>          ..
01.03.2023  22:04    <DIR>          test dir
.  .  .

Первый пример показывает выполнение команды mkdir с аргументом test_dir. Второй пример аналогичен, только используется команда cd. В третьем примере строка аргумента содержит пробел, поэтому требуется заключить эту строку с пробелом в кавычки (кавычки частью строки аргумента не являются), иначе это будет воспринято как два аргумента. В четвертом примере выполняется команда dir без аргументов. Эта команда, в отличии от предыдущих команд, выводит какую-то информацию в консоль.

В приведенных примерах демонстрируется только процесс выполнения команд. Выполняемые при этом действия нас сейчас не интересуют.

Основные команды Windows

Все команды Windows можно разделить на две большие группы:

Команды командного процессора, т.е. стандартного исполнителя команд работающего в терминале.
Внешние исполнимые файлы (с расширением bat, exe и некоторыми другими), эти файлы могут быть частью ОС Windows, либо установлены отдельно.

Получение справки

Многие стандартные команды и программы ОС Windows имеют аргумент /?, например:

>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.
.  .  .

Данная команда вывела справочную информацию о команде cd. В первой строке дается краткое описание выполняемых командой действий. Далее перечислены варианты использования (аргументы).

Смена текущего диска

Для смены текущего диска следует ввести имя этого диска с двоеточием:

C:\Users1>E:

E:\>

Как показывает подсказка командной строки, до выполнения команды E: текущим диском был C:.

`cd` — смена текущего каталога

cd означает "change directory" (сменить каталог).

C:\Users1\test_dir>cd "test dir"

C:\Users1\test_dir\test dir>

В данном примере мы выполнили переход в подкаталог текущего каталога используя относительный путь. Также были использованы кавычки, потому что имя указанный путь содержит пробел. Для перехода на уровень выше (в надкаталог) используется путь ...

C:\Users1\test_dir\test dir>cd ..

C:\Users1\test_dir>

Полезным параметром является ключ /d, который позволяет сменить не только каталог, но и диск.

C:\Users1\test_dir>cd /d E:\python

E:\python>

Команда cd без аргументов печатает путь к текущему каталогу.

E:\python>cd
E:\python

E:\python>

`dir` — просмотр содержимого каталога

C:\Users1\test_dir>dir
 Volume in drive C has no label.
 Volume Serial Number is EDC2-A21E

 Directory of C:\Users1\test_dir

01.03.2023  23:30    <DIR>          .
01.03.2023  23:30    <DIR>          ..
01.03.2023  23:36                69 cd.bat
01.03.2023  22:04    <DIR>          test dir
               1 File(s)             69 bytes
               3 Dir(s)  79 989 538 816 bytes free

Данный пример показывает что в текущем каталоге находится подкаталог test_dir (помечен как <DIR>), а также файл cd.bat размером 69 байт. Важно отметить что команда dir показывает также псевдокаталоги:

. — это указатель на текущий каталог;
.. — это указатель на родительский каталог.

Полезным аргументом является /b, который выводит список каталогов без дополнительной информации.

C:\Users1\test_dir>dir /b
cd.bat
test dir

Переменные окружения

Переменные окружения (англ. environment variables) — это переменные, установленные в операционной системе (ОС) и доступные всем программам. Значениями этих переменных могут быть только строки. Пример:

>set CAT_NAME=Федор

>echo кот %CAT_NAME%
кот Федор

Команда командной строки set устанавливает переменную окружения с именем CAT_NAME и значением Федор. Интерпретатор командной строки распознает указания переменных (в ОС Windows они заключаются в символы %) и заменяет их на соответствующие значения.

Note

В ОС Windows имена переменных окружения являются регистронезависимыми , т.е. команда echo кот %cat_name% будет иметь такой же результат.

В ОС Linux переменные окружения регистрозависимы, т.е. CAT_NAME и cat_name это разные
переменные. Формат указания переменных такой: $CAT_NAME или ${CAT_NAME}.

В большинстве случаев принято задавать имена переменных окружения полностью в верхнем регистре.

Порядок поиска исполнимых файлов

Если в консоли ввести имя исполнимого файла (*.exe, *.bat и некоторые другие) и нажать клавишу Enter, то данный файл будет запущен на исполнение. Однако возникает вопрос: какой именно файл с указанным именем будет запущен? Ведь файлы с одинаковыми именами могут существовать в различных каталогах. Здесь действует следующие правила:

сначала указанный файл ищется в текущем каталоге, если файл найден, то он исполняется (в OC Linux и MacOS это правило не действует);
если файл не найден, то поиск ведется последовательно в каталогах, перечисленных в переменной PATH;

если файл не найден, то выдается ошибка:

>unknown.bat
"unknown.bat" не является внутренней или внешней
командой, исполняемой программой или пакетным файлом.

Значение переменной PATH является списком путей каталогов, разделенных символом ; (в OC Linux и MacOS разделителем является :).

Note

В Windows 10 и 11 графический диалог редактирования переменной PATH представляет пути в виде списка. Это сделано для удобства пользователя, на самом деле значение хранится как одна строка разделенная символом ;.

Перенаправление ввода/вывода

Различные языки программирования как правило имеют те или иные команды "печати". Например в языке Python это команда print(). Эти команды печати на самом деле выводят текст в так называемый стандартный поток вывода. По умолчанию этот поток направлен в консоль, однако он может быть перенаправлен:

в файл;
на вход другой программы.

Рассмотрим пример:

>cd
C:\Users1\test_dir

>cd > current_dir.txt

>type current_dir.txt
C:\Users1\test_dir

Как мы видим команда cd по умолчанию выводит данные в консоль. Директива перенаправления вывода > предписывает записать эти данные в фай (если такой файл уже существует, то он будет перезаписан). Команда type просто выводит содержимое файла в консоль.

Директива >> позволяет дописать существующий файл.

>echo la-la-la >> current_dir.txt

>type current_dir.txt
C:\Users1\test_dir
la-la-la

Здесь команда echo печатает заданный текст в стандартный поток вывода, который перенаправляется в файл с дописыванием. Если >> заменить на >, то файл перезапишется:

>echo la-la-la > current_dir.txt

>type current_dir.txt
la-la-la

Команда input() в языке Python реализует стандартный ввод программы, который по умолчанию осуществляется из консоли (клавиатуры), но может быть выводом другой программы. Например:

>dir /b
cd.bat
current_dir.txt
test dir

>dir /b | find "_"
current_dir.txt

Команда dir и данном случае выводит три элемента каталога. Команда find может принимать через стандартный вход набор строк и выводить только те из них, в которых имеется указанная подстрока, в данном случае "_". Перенаправление стандартного ввода из файла задается директивой <:

>find "a" < current_dir.txt
la-la-la

>find "o" < current_dir.txt

>

С помощью перенаправления потока ввода/вывода можно собирать цепочки команд:

>dir /b | find "_" > list.txt

>type list.txt
current_dir.txt

Здесь команда dir передает свой вывод команде find, которая вместо вывода в консоль записывает результаты своей работы в файл.

В ОС Linux и MacOS аналогичная команда называется ls.

Генерация входных данных

Программа может принимать многострочные входные данные из стандартного потока ввода (с клавиатуры или из файла). Например может быть такая программа на языке Python:

while True:
    i = int(input())
    if i < 10:
        continue
    elif i > 100:
        break
    print(i)

При небольшом количестве данных запуск такой программы может выполняться следующим образом:

>(echo 9 & echo 30 & echo 20 & echo 101) | python process_input.py
30
20

Также протестируем данный метод с использованием встроенной команды find:

>(echo a & echo b) | find "b"
b

Задачи

Useful links

Интерфейс

Командная строка

Структура файловой системы

Структура команды

Основные команды Windows

Получение справки

Смена текущего диска

`cd` — смена текущего каталога

`dir` — просмотр содержимого каталога

Переменные окружения

Порядок поиска исполнимых файлов

Перенаправление ввода/вывода

Генерация входных данных

Задачи

Useful links

Интерфейс

Командная строка

Структура файловой системы

Структура команды

Основные команды Windows

Получение справки

Смена текущего диска

cd — смена текущего каталога

dir — просмотр содержимого каталога

Переменные окружения

Порядок поиска исполнимых файлов

Перенаправление ввода/вывода

Генерация входных данных

`cd` — смена текущего каталога

`dir` — просмотр содержимого каталога