Bash One-Liners Explained（一）：檔案處理

Bash One-Liners Explained 是一系列介紹 Bash 命令技巧的文章，由國外牛人 Peteris Krumins 撰寫。憑藉紮實的功底和豐富的經驗，作者總結了許多快速解決問題的技巧，並且每一條都只要用簡潔的一行 Bash 命令就可以完成，同時每一行命令文中都給出了非常詳盡的解釋。

Peteris Krumins 是一位高產的博主，在他的部落格上有很多非常精彩的文章，推薦大家有機會都可以去好好讀一讀。例如，大家耳熟能詳的 Awk One-Liners Explained、Sed One-Liners Explained 等等。後者我也曾經在部落格上分享過一篇筆記。

回到正題，雖然這一系列文章不難，但是還是可以從中學到很多細節的知識，相信這些肯定會對許多初學者有所幫助，所以我打算將這一系列翻譯成中文，分享給大家。為了同原文保持一致，這一系列文章最終會分成以下五篇：

1. Bash One-Liners Explained 譯文（一）: 檔案處理；
2. Bash One-Liners Explained 譯文（二）: 操作字串；
3. Bash One-Liners Explained 譯文（三）: 漫談重定向；
4. Bash One-Liners Explained 譯文（四）: 歷史命令；
5. Bash One-Liners Explained 譯文（五）: 命令列跳轉；

本系列的文章同其它系列一樣，最終都可以在連載頁面找到，有興趣的同學可以隨意翻翻，看看有沒有一些對你有價值的文章，大家一起交流學習。

1. 清空檔案內容

這一行命令用到了輸出重定向操作符>。輸出重定向發生時，檔案會被開啟準備寫入。如果此時檔案不存在則先建立，存在則將其大小擷取為0。這裡我們並沒有重定向寫任何內容到檔案中，所以檔案依然保持為空。

如果你想替換檔案的內容，或者建立一個包含指定內容的檔案，可以執行下面的命令：

2. 追加內容到檔案

這一行命令用到了另外一個輸出重定向操作符>>，該操作符將內容追加到檔案。同樣地，如果檔案不存在則先建立它。追加的內容之後，緊跟著換行符。如果你不想要追加換行符，在執行echo命令時可以指定-n選項：

 3. 讀取檔案的首行並賦值給變數

這一行命令用到了 Bash 的內建命令read，和輸入重定向操作符<。read命令從標準輸入中讀取一行，並將內容儲存到變數line中。在這裡，-r選項保證讀入的內容是原始的內容，意味著反斜槓轉義的行為不會發生。輸入重定向操作符< file開啟並讀取檔案file，然後將它作為read命令的標準輸入。

記住，read命令會刪除包含在IFS變數中出現的所有字元，IFS 的全稱是 Internal Field Separator，Bash 根據 IFS 中定義的字元來分隔單詞。在這裡，read命令讀入的行被分隔成多個單詞。預設情況下，IFS包含空格，製表符和回車，這意味著開頭和結尾的空格和製表符都會被刪除。如果你想保留這些符號，可以通過設定IFS為空來完成：

IFS 的變化僅會影響當前的命令，這行命令可以保證讀入原始的首行內容到變數line中，同時行首與行尾的空白字元被保留。

另外一種讀取檔案首行內容，並賦值給變數的方法是:

這裡用到了命令替換操作符$(...)，它執行括號裡的命令並且將輸出返回。 這個例子中，命令是head -1 file，輸出的內容是檔案的首行。輸入然後通過等號賦值給變數line。$(...)的等價寫法是...，所以也可以換成下面這樣：

不過，在 Bash 中$(...)用法更加推薦，因為它看起來更加整潔，並且容易巢狀使用。

4. 依次讀入檔案每一行

這是一種正確的讀取檔案內容的做法，read命令放在while迴圈中。當read命令遇到檔案結尾時（EOF），它會返回一個正值，導致迴圈判斷失敗終止。

記住，read命令會刪除首尾多餘的空白字元，所以如果你想保留，請設定 IFS 為空值:

如果你不想將< file放在最後，可以通過管道將檔案的內容輸入到 while 迴圈中：

5. 隨機讀取一行並賦值給變數

Bash 中並沒有提供一種直接的方法來隨機讀取檔案的某一行內容，所以這裡需要利用外部程式。在最新的一些 Linux 系統上，GNU Coreutils 包中提供的shuf命令可以滿足我們的需求。

這一行命令中用到了程式替換（process substitution）操作符<(...)。程式替換操作會建立一個匿名的管道檔案，並將程式命令的標準輸出連線到管道的寫一端。然後 Bash 開始執行程式替換中的命令，然後將整個程式替換的表示式替換成匿名管道的檔名。

當 Bash 看到<(shuf file)時，它首先開啟一個特殊的檔案/dev/fd/n，這裡的n是一個空閒的檔案描述符，然後執行shuf file命令，將標準輸出連線到/dev/fd/n，並且替換<(shuf file) 為/dev/fd/n，因此實際的命令會變成:

結果會讀取洗牌後的檔案的第一行內容。

另外一種做法是，使用 GNU sort 命令，它提供的-R選項可以隨機排序檔案：

或者，同前面一樣，將結果賦值給變數：

這裡，我們首先通過sort -R隨機排序檔案，然後通過head -1 讀取檔案的第一行。

6. 讀取檔案首行前三個欄位並賦值給變數

如果在read命令中指定多個變數名，它會將讀入的內容分隔成多個欄位，然後依次賦值給對應的變數，第一個欄位賦值給第一個變數，第二個欄位賦值給第二個變數，等等，最後將剩餘的所有欄位賦值給最後一個變數。這也是為什麼，在上面的例子中，我們加了一個throwaway變數，否則的話，當檔案的一行大於三個欄位時，第三個變數的內容會包含所有剩餘的欄位。

有時候，為了書寫方便，可以簡單地用_來替換throwaway變數：

又或者，如果你的檔案確實只有三個欄位，那可以忽略它：

下面是一個例子，假如你想知道一個檔案到底包含多少行，多少個單詞以及多少個位元組。當你執行wc命令時，你會得到3個數字加上檔名，檔名在最後：

所以，這個檔案包含5行，10個單詞，以及20個字元。我們接下來，可以通過read命令將這些資訊儲存到變數中：

類似地，你也可以使用 here-strings 將字串分隔並儲存到變數中。假設你有一個字串變數$info，內容為"20 packets in 10 seconds"，然後你想要將從中獲取20和10。在不久之前，我是這樣來完成的：

 

然而，得益於read命令的強大和對 Bash 的瞭解，我們可以這樣做：

這裡，<<< 就是 here-string 的語法，它允許你直接傳遞字串給標準輸入。

7. 儲存檔案的大小到變數

這一行命令中用到了第3點中介紹的命令替換操作$(...)，它執行裡面的命令並將結果獲取回來。在這個例子中，命令是wc -c < file，它輸出檔案的位元組數。這個結果最終會賦值給變數size。

8. 從檔案路徑中獲取檔名

假設，你有一個檔案，它的路徑為/path/to/file.ext，然後你要從中獲取檔名，在這裡是file.ext。你要怎麼做？ 一個好的方法是通過引數展開（parameter expansion）功能：

這一行命令使用了引數展開的語法：${var##pattern}，它從$var字串開始處開始匹配pattern。如果能夠匹配成功，將最長匹配的內容刪除後再返回。

在這個例子中，匹配的模式是*/，它嘗試匹配/path/to/file.ext的開始部分，正如前面所說，這裡是貪婪匹配，所以它能夠匹配到最後一個斜槓為止，即匹配的內容是/path/to/。所以當把匹配的內容刪除後，返回的內容就是檔名file.ext。

9. 從檔案路徑中獲取目錄名

和上面一樣類似，這次你要從路徑/path/to/file.txt中獲取目錄名/path/to。你可以繼續通過引數展開功能來完成這個任務：

這次的用法是${var%pattern}，它從$var的結尾處匹配/*。如果能夠成功匹配，將最短匹配的內容刪除再返回。

在這個例子中，匹配的模式是/*，它能夠匹配/file.ext部分，刪除這部分內容後返回的就是目錄名稱。

10. 快速拷貝檔案

假設你要將檔案/path/to/fil拷貝到/path/to/file_copy，一般情況下，大多數人會這麼來寫：

不過，你可以利用括號展開（brace expansion）{...}功能:

括號展開可以生成任意字串的組合，在這個例子中，/path/to/file{,_copy}最終生成/path/to/file /path/to/file_copy。所以上面這行命令最終髮型成:

類似地，你可以執行下面的命令快速的移動檔案：

這行命令展開後就變成了：

本文完