Shell パイプ & リダイレクト 早見表

ファイルデスクリプタの基本

• fd 0 = 標準入力（stdin）
• fd 1 = 標準出力（stdout）
• fd 2 = 標準エラー出力（stderr）
• プロセスは常に 3 本の入出力チャネルを持っており、リダイレクトで差し替える

基本のリダイレクト

cmd > out.txt          # stdout を上書き
cmd >> out.txt         # stdout を追記
cmd 2> err.txt         # stderr のみ別ファイルへ
cmd > out.txt 2>&1     # stdout と stderr を同じファイルへ
cmd &> out.txt         # 同上（bash 拡張）
cmd > /dev/null        # stdout を捨てる
cmd 2>/dev/null        # stderr を捨てる
cmd &>/dev/null        # 両方捨てる
cmd < in.txt           # stdin をファイルから供給
cmd < in.txt > out.txt # 入力 + 出力

パイプ（コマンド連結）

cmd1 | cmd2                   # cmd1 の stdout → cmd2 の stdin
cmd1 |& cmd2                  # stderr も流す（bash 拡張、= 2>&1 |）
cmd1 | cmd2 | cmd3            # 多段パイプ
cmd | tee out.txt             # 分岐（画面 + ファイル）
cmd | tee -a log.txt          # 追記で分岐
cmd | tee file1 file2         # 複数ファイルへ分岐

注意: パイプの各要素はサブシェルで動くので、while read 内で代入した変数は外で使えない。解決には shopt -s lastpipe（bash）か、プロセス置換で回避。

ヒアドキュメント・ヒアストリング

cat <<EOF                      # ヒアドキュメント（展開あり）
hello $USER
path is $PWD
EOF

cat <<'EOF'                    # '...' で展開を抑制
$HOME は展開されずリテラル表示
EOF

cat <<-EOF                     # -EOF で行頭タブ除去（ネスト向け）
    インデント無視される
EOF

# ヒアストリング（1 行だけ供給）
grep "^root" <<< "$(cat /etc/passwd)"
wc -c <<< "hello"              # 6（改行含む）

プロセス置換

# <(cmd) は「cmd の出力を読み込むための疑似ファイル」
diff <(ls dir1) <(ls dir2)     # 2 ディレクトリの一覧を diff

# >(cmd) は「cmd の入力を書き込むための疑似ファイル」
tee >(gzip > out.gz) >(wc -c > size) < in.txt

# while read のサブシェル問題の回避
sum=0
while read n; do sum=$((sum+n)); done < <(seq 1 10)
echo "$sum"                    # 55

xargs と複数行処理

ls *.txt | xargs rm            # 危険: ファイル名に空白・改行があると壊れる
find . -name "*.txt" -print0 | xargs -0 rm    # NUL 区切りで安全
find . -name "*.jpg" -print0 | xargs -0 -n1 -P4 mogrify -resize 50%   # 並列 4

# -I {} で位置指定
ls | xargs -I {} cp {} backup/{}

# 対話確認（-p）
find . -name "*.tmp" | xargs -p rm

データ分岐と集約

# tee で分岐して sha256 と wc を並行計算
cat file | tee >(sha256sum > hash.txt) | wc -l > lines.txt

# 2 本の入力をマージ（paste）
paste file1 file2

# 1 行ずつ区切ってベクトル化（awk のトリック）
seq 1 10 | paste -sd, -   # "1,2,3,4,5,6,7,8,9,10"

# 複数コマンドをまとめてリダイレクト
{ echo "=== start ==="; date; ls; echo "=== end ==="; } > report.txt

# サブシェル ( ... ) は環境を分離（cd しても元に戻る）
(cd /tmp && ls)
pwd   # 元のディレクトリのまま

終了コードとエラー伝播

cmd1 && cmd2               # cmd1 成功時のみ cmd2
cmd1 || cmd2               # cmd1 失敗時のみ cmd2（フォールバック）
cmd1 ; cmd2                # 成否に関わらず実行
! cmd                      # 終了コード反転

# パイプ中の失敗を検知（bash では最後のコマンドの終了コードだけ見える）
set -o pipefail            # パイプ途中の失敗も捕まえる
cmd1 | cmd2 | cmd3         # どれかが失敗したら $? は非ゼロ

# スクリプトで安全策
set -euo pipefail          # -e 失敗で即終了 / -u 未定義変数 / -o pipefail
trap 'echo "error at $LINENO"' ERR

よくある落とし穴

• cmd > out.txt 2>&1 の順序が重要: 2>&1 > out.txt は stderr がまだ端末を指しているので bug る
• echo -e は非ポータブル: printf "%s\n" を使う方が一貫
• パイプ内の変数代入が効かない: foo | while read x; do BAR=$x; done; echo $BAR は空になる。shopt -s lastpipe か、プロセス置換 < <(foo) で回避
• cat file | grep foo は無駄: grep foo file で OK（UUOC = Useless Use Of Cat）
• 長い行は行継続 \\ で折る: 行末の \\ の後ろに空白を入れない