cat（concatenate）是 Linux 最基礎且威力強大的文字處理指令，除顯示檔案外，還具備建立檔案、合併檔案、行號標示、特殊字元顯示等功能。

基本語法與核心參數

cat [OPTION]... [FILE]...
# 常用參數
-n, --number          # 所有行編號（含空行）
-b, --number-nonblank # 僅非空行編號
-s, --squeeze-blank   # 壓縮連續空行為單一空行
-E, --show-ends       # 行尾顯示 $
-T, --show-tabs       # Tab 顯示為 ^I
-A, --show-all        # 等同 -vET（顯示所有控制字元）
-v, --show-nonprinting# 非印刷字元用 ^M 等表示

三大核心應用場景

1. 檢視檔案內容

cat /etc/hosts
cat -n /var/log/syslog | head -20   # 顯示前 20 行含行號
cat -A script.sh                    # 檢查隱藏字元（^M 換行、^I Tab）

2. 建立/寫入檔案（Here Document 配合）

# 互動式輸入，Ctrl+D 結束
cat > newfile.txt
This is line 1
This is line 2
^D

# Here Document 批次寫入（變數展開）
cat > config.conf < config.conf <<'EOF'
server_port = $PORT
log_dir = $LOG_DIR
EOF

3. 合併與重導向

cat file1 file2 file3 > combined.txt      # 合併多檔
cat file1 >> file2                        # 附加到既有檔案
cat file1 file2 | sort | uniq > uniq.txt  # 管線處理
cat /dev/null > large.log                 # 清空檔案（保留 inode）

進階技巧與組合招

需求	指令組合
顯示行號並存新檔	cat -n src.txt > dst.txt
合併檔案且非空行編號	cat -b file1 file2 > all.txt
移除重複空行	cat -s messy.txt > clean.txt
反向輸出（配合 tac）	cat file | tac
二進位檔案安全複製	cat binary.bin > /dev/usb
建立稀疏檔案測試	cat /dev/zero | head -c 1G | cat > sparse.img

效能與注意事項

• 大檔（>1GB）直接 cat 會佔用大量記憶體緩衝，建議改用 less 或 head/tail
• 二進位檔案輸出至終端會亂碼並可能鎖死終端，務必重導向或搭配 xxd/hexdump
• cat -v 可檢測 Windows 換行符 ^M（CRLF），配合 dos2unix 或 sed 's/\r$//' 轉換
• 標準輸入 `-` 代表 stdin：cat - file.txt 先輸入標準輸入再接檔案內容

替代工具比較

• bat：語法高亮、Git 整合、自動分頁（cat 現代替代品）
• head/tail：僅需檢視檔案首尾
• zcat/zless：直接讀取 .gz 壓縮檔
• jq：JSON 結構化輸出

cat 雖簡單，但配合重導向、Here Document、管線與參數控制，是 Shell 腳本與互動操作中最高頻的資料流操作基石。