## 一、Shell 是什麼？

**Shell** 是一種操作作業系統的工具，負責接收指令並與作業系統（特別是 kernel）溝通。它是「人類與作業系統之間的橋樑」，無論你是打指令、按按鈕、還是執行一段程式碼，只要背後透過文字指令與系統溝通，通常都會經過 shell。

<div style="display: flex; justify-content: center">
<img src="https://hackmd.io/_uploads/BklOkP5Tyg.png" style="margin: auto" />
</div>

### Shell 的功能：

- 接收使用者輸入的指令（不論是打的還是由程式產生的）
- 解析並執行這些指令
- 管理程式執行、檔案操作、流程控制等

> Shell 是「溝通者」，負責將來自人類或程式的操作轉交給作業系統執行。
>

## 二、誰可以操作 Shell？

### 人類

- **透過 CLI**：開啟終端機（Terminal）、打 `cd`, `ls`, `git` 等
- **透過 GUI**：點選「Build 專案」、「發佈網站」等按鈕，實際上可能會觸發 shell 背後執行腳本

### 應用程式

- 透過程式語言（Node.js、Python、C++ 等）呼叫 shell 指令，完成部署、壓縮、封包管理等工作
- GUI 工具（例如 Visual Studio）其實會呼叫 shell 或執行預設腳本來完成任務

> 無論是人類還是應用程式，最終都是「請求 shell 來執行事」。
>

## 三、Shell 與 CLI、GUI、Terminal 的關係

- **CLI（Command-Line Interface）**：是一種「與電腦互動的方式」，以打字輸入文字指令為主。
- **Shell**：是一種實際執行指令的程式，通常透過 CLI 與使用者互動。
- **Terminal（終端機）**：是一個「容器程式」，讓你與 shell 互動的視窗。開啟 Terminal，其實就是在啟動一個 shell 的 CLI 環境。
- **GUI（Graphical User Interface）**：用滑鼠點按的方式與系統互動，但很多 GUI 背後其實也會呼叫 shell 執行指令。

| 名詞 | 中文說法 | 涵蓋的範圍 | 備註 |
| --- | --- | --- | --- |
| **Shell** | 殼程式 / 指令解譯器 | 指像 bash、zsh、PowerShell、fish、cmd 這些「用來解釋你輸入指令的軟體」 | 這是最直接的技術名詞 |
| **CLI（Command-line Interface）** | 命令列介面 | 指整體操作方式，包括終端機 + shell | 更泛，指的是「用文字輸入操作」的介面方式 |
| **Terminal** | 終端機 | 顯示 shell 的視窗介面 | VS Code 的 Terminal、macOS 的 Terminal.app 都是 |
| **Command-line tools** | 命令列工具 | 在 shell 裡執行的程式 | 像 `git`、`node`、`curl`、`npm` 都是 CLI 工具 |
| **REPL** | 互動式指令環境 | 比如你打開 `node`、`python`、`irb` 進入互動環境 | 雖然也是 CLI 形式，但跟 shell 還是不同東西 |

### 簡化圖：

人類 → CLI（打字） → Shell
     → GUI（按鈕）→ Shell
應用程式 → API / System call → Shell
CLI（由 Terminal 啟動）

## 四、Command-Line Tools 是什麼？

**Command-Line Tools（命令列工具）** 指的是在 CLI 環境中使用的工具或應用程式。它們不是 shell 本身，而是 shell 呼叫來執行的外部程式。

### 範例：

- `git`、`curl`、`node`、`python`、`docker`、`ffmpeg`
- 它們本身是應用程式，但設計用於文字指令操作介面

> 🛠️ shell 是主持人，command-line tools 是被叫上台表演的來賓。
>

## 五、REPL 是什麼？

**REPL（Read-Eval-Print Loop）** 是一種互動式的程式語言執行環境。你可以即時輸入一段程式語法，它會馬上執行，並印出結果。

### 常見 REPL：

- `node`（JavaScript）
- `python`（Python）
- `irb`（Ruby）

### 注意：

- REPL 與 Shell 不同，它是語言本身提供的互動式介面，不一定能操作整個作業系統（例如 `cd`, `ls`）。
- 它是某種「語言的小型 shell」，但功能受限於該語言本身。

> Shell 是作業系統的控制中心，而 REPL 是程式語言的互動沙盒。
>

## 六、常見的 Shell 類型

| Shell 名稱 | 適用平台 | 特點 |
| --- | --- | --- |
| bash | Linux / macOS | 最常見，支援腳本與變數操作 |
| zsh | macOS 預設 | 語法進階、自動補全美化 |
| fish | 跨平台 | 即時提示、簡化語法、無需配置 |
| PowerShell | Windows / Linux / macOS | 支援物件導向、整合 .NET |
| cmd | Windows | 傳統命令列介面，功能有限但常見 |

> 每種 shell 就像是不同的翻譯器，幫你把你的想法交給系統處理。
>

## 七、什麼是 Shell Script？

Shell script 是一種將多條 shell 指令寫進一個檔案中（通常副檔名為 `.sh`），讓系統一次自動執行整段流程。

### 用途：

- 自動部署、建置
- 系統備份、檔案管理
- 開發流程簡化（建資料夾、打包等）

### 範例：

#!/bin/bash
mkdir my_project
cd my_project
touch index.html

> Shell script 就像是一份「操作流程清單」，讓系統一次完成你要的任務。
>

## 八、應用程式也能操作 Shell？

是的！Shell 並不只為人而設計，也可以被應用程式呼叫。

### 使用方式：

- **Node.js**：`child_process.exec("ls -al")`
- **Python**：`subprocess.run(["ls", "-al"])`
- **C / C++**：`system("ls -al")`

### GUI 與 Shell 的關聯：

- 很多圖形化按鈕其實會觸發底層的 shell 指令
- 例如 Visual Studio 按下「打包」，實際上執行的是 `msbuild` 或 `dotnet publish`

> Shell 就像是「系統任務的入口」，任何程式都可以找它幫忙做事。
>

## 總結：Shell 是互動與執行的核心角色

- Shell 是用來執行系統指令的工具，是「執行面」的主體
- CLI 是與 Shell 互動的方式之一（GUI 也是）
- 不只人可以操作 shell，應用程式也可以呼叫它來執行工作
- 有多種 shell 可選，根據平台與需求彈性選擇
- shell script 可以自動化 shell 操作，提升效率
- Terminal 是啟動 CLI / Shell 的應用程式
- Command-line tools 是 shell 呼叫來完成任務的外部程式
- REPL 是語言層級的互動執行介面，不等同於 shell

> Shell 是一種通用執行者，是人與程式都能派任務給它的「系統操作員」。
>