【Bash百宝箱】shell变量及扩展

雨点打透心脏的1/2处 2022-09-26 01:57 249阅读 0赞

## 1、shell变量 ##

shell变量赋值语句为”name=\[value\]“，等号两边不能有空格，可以给shell变量追加内容”name+=value“，取消shell变量的设置使用”unset name”，例子如下。

$ var=1
    $ echo $var
    1
    $ var=123
    $ echo $var
    123
    $ var+=100
    $ echo $var
    123100
    $ var=a
    $ echo $var
    a
    $ var=abc
    $ echo $var
    abc
    $ var+=xxx
    $ echo $var
    abcxxx
    $ unset var
    $ echo $var

## 2、shell扩展 ##

命令行被拆分成符号以后要进行扩展，扩展有多种方式，且有一定的顺序：大括号扩展，波浪号扩展、参数、变量和算术扩展以及命令替换（从左到右），单词拆分，以及文件名扩展，如果系统支持，则还有另外一种扩展，即进程替换，它与参数、变量和算术扩展以及命令替换是同时进行的。只有大括号扩展，单词扩展以及文件名扩展在扩展时能够改变单词的数目，其它的扩展都是单个单词扩展成单个单词，唯一例外的是对`"$@"`和`"${array[@]}"`的扩展，所有扩展完成后再进行引用去除。下面对这些shell扩展逐个介绍。

## 3、大括号扩展 ##

大括号扩展是一种能够生成任意字符串的机制，基本形式为“prefix\{var,var2,var3…\}suffix”或者“prefix\{x..y\[..increment\]\}suffix”。大括号扩展的前缀prefix、后缀suffix是可选的，大括号内的内容为以逗号分隔的字符串或者一个序列表达式，从左到右进行扩展。对于字符串来说，它们以逗号分隔，如果只有一个字符串，在这个字符串的后面有无逗号的效果是不同的。对于序列表达式来说，x和y是一个整数或者单个字符，类型必须相同，后面的增量increment是个可选的整数值，默认为1或者-1，根据x和y的大小进行选择，当x和y为整数时，整数的前面可添加一个0，用以限定整数的宽度，高位不足时用0补齐，最终扩展为包括x和y的从较小值到较大值之间的一系列值。

$ foo() { echo a{foo, bar}z; }
    $ foo
    afooz abarz
    $ foo() { echo a{
       01..10..2}z; }
    $ foo
    a01z a03z a05z a07z a09z

格式正确的大括号扩展必须包含没有被引用的起始和结束大括号，还有至少一个未被引用的逗号或者序列表达式。大括号扩展在其它所有扩展之前进行，为了避免与参数扩展冲突，大括号扩展不会识别字符串中的“$\{”，为了防止被认为是大括号扩展的一部分，大括号和逗号可以使用反斜杠转义。

## 4、波浪号扩展 ##

如果一个单词以未被引用的波浪号“~”开头，则其后的所有字符，直到第一个未被引用的斜杠（如果有的话），都被看作是波浪号前缀。如果波浪号前缀中的字符都没有被引用，则其中波浪号后面的所有字符就被当作一个可能存在的登录用户名，如果这个登录名是个空字符串，波浪号就被替换成shell特殊变量HOME的值，如果没有设置HOME，则替换成执行该命令的那个用户的主目录，否则，替换成其中指定的那个登录名的主目录。

~    扩展为"$HOME"
    ~/foo    扩展为"$HOME/foo"
    ~username/foo    扩展为用户username的主目录中的子目录foo

在波浪号前缀中，可以有加号、减号。

~+    扩展为"$PWD"
    ~-    扩展为"$OLDPWD"

在波浪号前缀中，还可以使用整数进行目录栈（对应的内建命令为pushd、popd、dirs）扩展。

~N    命令"dirs +N"显示的字符串
    ~+N    命令"dirs +N"显示的字符串
    ~-N    命令"dirs -N"显示的字符串

## 5、参数（变量）扩展 ##

参数扩展使用美元符号“$”进行引导，参数一般放在一对未被引用的大括号内，基本格式为：

${parameter}

使用了冒号“:”的几种情形：

${ parameter:-word}    如果parameter没有设置或者为空，替换为word；否则替换为parameter的值。
    ${ parameter:+word}    如果parameter没有设置或者为空，不进行任何替换；否则替换为word。
    ${ parameter:=word}    如果parameter没有设置或者为空，把word赋值给parameter。最终替换为parameter的值。
    ${ parameter:?word}    如果parameter没有设置或者为空，把word输出到stderr，否则替换为parameter的值。
    ${ parameter:offset}    扩展为parameter中从offset开始的子字符串。
    ${ parameter:offset:length}     扩展为parameter中从offset开始的长度不超过length的字符。

使用了叹号“!”的几种情形（间接扩展）：

${!prefix*}    扩展为变量名中含有prefix的一些变量。
    ${!prefix@}    扩展为变量名中含有prefix的一些变量。
    ${!name[*]}    如果name为数组，扩展为name的索引；否则结果为0。如果name未定义，结果为空。
    ${!name[@]}    如果name为数组，扩展为name的索引；否则结果为0。如果name未定义，结果为空。

使用了井号“\#”的几种情形：

${ #parameter} 结果为parameter所包含的字符数。
    ${ parameter#word} word与parameter从最左边开始进行模式匹配，结果为从parameter最左边删除匹配到的最短字符串后剩下的内容。
    ${ parameter##word} word与parameter从最左边开始进行模式匹配，结果为从parameter最左边删除匹配到的最长字符串后剩下的内容。

使用了百分号“%”的几种情形（与“\#”相反）：

${parameter%word}    word与parameter从最右边开始进行模式匹配，结果为从parameter最右边删除匹配到的最短字符串后剩下的内容。
    ${parameter%%word}     word与parameter从最右边开始进行模式匹配，结果为从parameter最右边删除匹配到的最长字符串后剩下的内容。

字符串替换：

${parameter/pattern/string}    pattern为一种模式，把parameter中与之匹配的最长字符串用string替换。若pattern以#开头，只匹配parameter的开头；若pattern以%开头，只匹配parameter的结尾；若pattern以/开头，会替换所有匹配到的内容，否则只替换第一个匹配到的内容；若string为空，可省略pattern后面的/，表示删除匹配到的内容。

字符大小写转换（pattern省略时表示可以匹配每个字符的?）：

${parameter^pattern}    把parameter中与pattern匹配的第一个字符转为大写字母。
    ${parameter^^pattern}    把parameter中与pattern匹配的所有字符转为大写字母。
    ${parameter,pattern}    把parameter中与pattern匹配的第一个字符转为小写字母。
    ${parameter,,pattern}    把parameter中与pattern匹配的所有字符转为小写字母。

## 6、算术扩展 ##

算术扩展可以完成一个真正的数学运算，格式为：

$((expression))

例如：

$ foo=1
    $ var=$((foo+=10))
    $ echo $var
    11

## 7、命令替换 ##

命令替换把命令执行的标准输出取代命令本身，格式为：

$(command)
    `command`

例如：

$ uname -p
    x86_64
    $ foo=$(uname -p)
    $ echo $foo
    x86_64

## 8、进程替换 ##

如果系统支持命名管道”fifo“或者能够以”/dev/fd“方式来命名打开的文件，那么也就支持进程替换，格式为：

<(command)
    >(command)

进程替换中的尖括号与左边的圆括号之间不能留有空格。执行命令时，其输入和输出与命名管道fifo或者/dev/fd目录下的某个文件相关联，就好像是command的输入、输出与另一个进程的输入输出流绑到了一起。  
例如：

$ echo "hello" > test.sh
    $ echo "world" >> test.sh
    $ cat test.sh
    hello
    world
    $ grep hello <(cat test.sh)
    hello
    $ echo aa bb cc dd >(awk '{print $1}')
    aa bb cc dd /dev/fd/63 
    $ echo aa bb cc dd > /dev/fd/63 >(awk '{print $1}')
    $ aa
    $ echo aa bb cc dd > /dev/fd/63 >(awk '{print $2}')
    $ bb
    $ echo aa bb cc dd > /dev/fd/63 >(awk '{print $3}')
    $ cc
    $ echo aa bb cc dd > /dev/fd/63 >(awk '{print $4}')
    $ dd

## 9、单词拆分 ##

单词拆分发生在shell扩展中，相关的系统变量为IFS，即Internal Field Separator，默认值为`<space><tab><newline>`，这些分隔符出现在shell扩展结果的行首或行尾将被忽略，其它地方则作为分隔符把单词分隔开来。

## 10、文件名扩展 ##

单词拆分以后，Bash会在每个单词中搜索“\*”、“?”、“\[”，如果找到其中一个，则进行模式匹配，内建命令shopt与模式匹配相关，下面说明模式匹配中的几个特殊符号。

*    匹配任何字符串，包括空字符串。
    ?    匹配任意单个字符。
    [...]    匹配方括号中的任一字符。可以是一个范围表达式，由连字符连接一对字符，这个范围受当前语言环境的影响。如果方括号后面的第一个字符是“!”或“^”，则匹配任一没有出现在方括号中的字符。如果要匹配字符“-”，可以把它放在方括号中的第一个或最后一个位置，如果要匹配字符“]”，可以把它放在方括号中的第一个位置。
    [[:class:]]    通过class指定字符类别，class可以是POSIX标准中的下列关键字：alnum、alpha、ascii、blank、cntrl、digit、graph、lower、print、punct、space、upper、word、xdigit，其中word表示大小写字母、数字和下划线。
    [[=c=]]    匹配所有的字符c。
    [[.symbol.]]    匹配所有的符号symbol。
    ?(pattern-list)    匹配pattern-list零次或一次。
    *(pattern-list)    匹配pattern-list零次或多次。
    +(pattern-list)    匹配pattern-list一次或多次。
    @(pattern-list)    匹配pattern-list中的某个模式。
    !(pattern-list)    与pattern-list中的所有模式都不匹配的其它情形。

## 11、引用删除 ##

经过上面提到的shell扩展以后，对于所有没有被引用的字符，包括反斜线“\\”、单引号“’”和双引号“””，若不是由shell扩展产生的，就会被删除，最终产生真正的结果。