Bash扩展

Bash支持如下扩展：大括号扩展、波浪号扩展、参数和变量扩展、算术扩展、命令替换、单词拆分、文件名扩展。它们按照顺序依次进行扩展。

大括号扩展具有如下样式：preamble{str,str,str|start..end..[..incr]}postscript 一个前缀，大括号中的一系列逗号分隔的字符串或者一个序列表达式，以及一个后缀。前后缀与括号中的每个项目分别匹配，大括号扩展是可以嵌套的。举例如下：

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echo a{d,c,b}e  => abe ace ade
echo A{0..9}B   => A0B A1B A2B A3B A4B A5B A6B A7B A8B A9B
echo {a..f}         => a b c d e f
cp file22.{txt,backup}  # Copies file22.txt to file22.backup
for i in {0..9} ; do echo $i done => 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

序列表达式的start和end可以都是整数或者单个字符，可选增量是一个整数，序列包括头尾。如果start和end中任何一个是整数并且以0开头，那么产生的数字将有同样的宽度，不够用前导0补齐（此特性仅在bash中有效，sh无效）。

在Shell的所有扩展中大括号扩展（brace expansion）是第一实施的，执行的严格的文本替换，特别是不进行变量扩展。因为像 {0..$END} 这种语句不会执行期望的扩展。${一定不会被当做大括号扩展。括号中出现的{``,需要用反斜杠来转义。

括号中不允许有任何空格，除非被引用或转义。去掉一下语句中任何一个转义符看看结果：

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echo {file1,file2}\ :{\ A," B",' C'}
echo \"{These,words,are,quoted}\"

波浪号扩展（tilde expansion）：如果一个单词以~头，那么~直到/被称为波浪前缀（tilde-prefix）。

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~            => $HOME
~/foo        => $HOME/foo
~fred/foo    => fred的home目录下的foo子目录
~+/foo       => $PWD/foo

变量扩展（shell parameter expansion）：变量扩展以$字符后接变量名，可以在变量名两边包裹大括号，形如${var}，只有当变量名为位置变量（postional parameter）并且大于等于10时大括号是必须的，或者后面紧接着别的字符时也是必须的。变量扩展中${!var}形式称为间接变量（indirect parameter），其中var的值作为新的变量名，再取新变量的值。

以下形式的变量扩展，其中 word 可以是波浪扩展、变量扩展、命令替换以及算术扩展表达式。如果有冒号，将同时检查 parameter 是否存在以及是否为空串，如果没有冒号，将只检查 paramter 是否存在。（在bash中空串与null含义相同）。

  • ${parameter:-word} 如果parameter不存在或为null，取word的值，否则取parameter本身的值；
  • ${parameter:=word} 如果parameter不存在或为null，word的值赋给parameter，然后取其值，否则取parameter本身的值；
  • ${parameter:?word} 如果parameter不存在或为null，word值被写入到标准误，然后退出脚本，否则取parameter本身的值；
  • ${parameter:+word} 如果parameter不存在或为null，不做任何替换，否则取word的值；
  • ${parameter:offset} ${parameter:offset:length} 被扩展为选取parameter字符串中从offset开始，length长度的子字符串，也被称为子字符串扩展（substring expansion）。如果parameter是位置变量或者数组，length为元素的个数，offset为元素起始位置。在三种情况下，offset如果是负数表示从尾部计算，length如果为负数表示结束点从尾部计算的位置。（offset和length支持负数的特性仅在bash中有效）；
  • ${!prefix*} ${!prefix@} 扩展为以prefix为前缀的变量名列表；
  • ${#parameter} 扩展为变量值的长度，如果parameter是*或者@则为位置变量的数目，如果是数组则为数组的元素个数；
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${#*} ${#@}                         #位置参数的个数
${#array[*]} ${#array[@]}     #数组的元素的个数
  • ${parameter#word} ${parameter##word} 从parameter的头部删除掉匹配word的子字符串，返回剩余部分，#匹配最短，##匹配最长。如果parameter是*或者@或数组，则对里边的每个变量应用一次；
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parameter=/var/share/my.file.txt
echo ${parameter##*/}   #去掉从开头到最后一个/的所有字符：my.file.txt
echo ${parameter#*.}     #去掉从开头到第一个.的所有字符：file.txt
echo ${parameter##*.}   #去掉从开头到最后一个.的所有字符：txt
  • ${parameter%word} ${parameter%%word} 与#方式反过来，匹配尾部，并删除字符串，返回剩余部分。%匹配最短，%%匹配最长。如果parameter是*或者@或数组，则对里边的每个变量应用一次；
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echo ${parameter%/*}   #去掉尾部的/及其之后的字符：/var/share
  • ${parameter/pattern/string} 从parameter值中匹配pattern并替换为string，默认只替换第一个，如果pattern以/开始则替换所有，如果pattern以#开头，则必须匹配parameter的开头部分，如果pattern以%则必须比配parameter的结尾部分。如果没有string部分，则执行匹配删除。如果parameter是*或者@或数组，则对里边的每个变量应用一次；
  • ${parameter^pattern} ${parameter^^pattern} ${parameter,pattern} ${parameter,,pattern} 对parameter的值执行匹配并更换大小写。匹配原则是parameter中的每个字符与pattern进行匹配，因而，pattern必须是单个字符的模式。^将首字母小写转为大写，^^将全部小写转大写，,将首字母大写转为小写，,,将全部大写转小写。如果省略pattern，则匹配整个字符串。如果parameter是*或者@或数组，则对里边的每个变量应用一次；

命令替换（command substitution）：将命令的输出替换命令本身。形式：$(command) 或 `command`。推荐使用新式的 $() 形式，因为旧式的反引号形式不容易嵌套命令，并且对 \ ' $ 需要特殊处理。$(cat file)与$(<file)结果一样。

算术扩展（arithmetic expansion）引用bash中出现算术表达式，形如：$(( expression )) 算术扩展的变量可以是变量扩展、命令扩展的结果。

单词拆分（word splitting）：对于没有在引号中的字符串先取出头尾的空白符再进行单词拆分。单词拆分以 $IFS 中的每个字符进行分割，默认 IFS 是 <space><tab><newline>，改变 IFS 的值会改变单词分割的方式，特别是当 IFS 为空字符串时不进行单词拆分。显式的空字符串 "" '' 会被保留，但是没有引号的空字符串会被忽略。

文件名扩展（filename expansion）是Bash扩展中的最后一个，当非引号中的字符串含有 * ? [ 时就以此为模式进行文件名匹配，返回排好序的文件名列表；在文件名扩展中，. / 两个字符不是特殊字符。

  • * 匹配所有字符串包括空字符串；
  • ? 匹配单个字符；
  • [...] 匹配单个字符，跟常用的正则一样的，要匹配 - ] ^时，] 放在头部，^ - 放在尾部，还有一种 [:class:] 的形式来指定一族字符；
    • [:alnum:] 匹配所有字母和数字字符，相当于 A-Za-z0-9
    • [:alpha:] 匹配所有字母，相当于 A-Za-z
    • [:ascii:] 匹配所有ASCII字符
    • [:blank:] 匹配空格和tab
    • [:digit:] 匹配所有数字 0-9
    • [:word:] 匹配所有字母数字下划线 [A-Za-z0-9_]
    • [:punct:] 匹配所有标点符号
    • [:cntrl:] 匹配控制字符(ASCII 0-31) [\x00-\x1F\x7F]
    • [:graph:] 匹配可打印字符(ASCII 32-126)，剔除空格
    • [:lower:] 匹配小写字母a-z
    • [:upper:] 匹配大写字母A-Z
    • [:print:] 匹配可打印字符，包括空格
    • [:space:] 匹配所有空白符，包括换行符
    • [:xdigit:] 匹配十六进制数字 0-9A-Fa-f

以上的 character classes 必须放在中括号中；

参考阅读：

  1. POSIX Bracket Expressions
  2. BOOK: Bash Reference Manual
  3. BOOK: BASH 中文文档
  4. BOOK: Advanced Bash-Scripting Guide