Shell 中的命令替換及引數擴充套件

前言

其實，你現在閱讀到的是第三版的文章（幾乎全部重構）。記得我寫第一版的時候，還是一名 “參賽選手”。後來比賽失利便和朋友一起做 IDC 創業。第二次改的時候，是我發現閱讀量在倆三個月內直接自己站點 top 到第一，加上參與了開源社群，維護了 LCTT-CLI 專案。最後第三次也就是這次，是因為通過了 RHCE 模擬考加上一年多積累。所以這次的內容或是排版都應是最棒！BTW：這篇文章在我的部落格IT兄弟盟，依舊是第一的閱讀量！

一開始寫這篇文章是因為兼職創業 IDC 公司運維，需要一點 shell script 來實現某些需求。雖然現在已經是 Python 的時代了。插個話題，我怎麼理解 Python 和 Shell 呢？拿游泳來做個比喻：前者是正規游泳館，有正規教練輔助相伴；後者是鄉下小湖泊，麻雀雖小五臟俱全。人工智慧選中的 Python 勢必鋒不可當，經典的 Shell 也相當精妙絕倫。比如以前我寫 Shell 的時候用了很多 if else 語句、 case 語句，有 test 語句，懂得 || && ; 輔助，這是最小白的。後面學習了很多比較運算子，但多數還是在積累命令數量以及條件語句。再到現在，我開始去思考命令和命令之間存在的關係、語句分隔符的意義、BASH 控制結構等等。

所以今天和大家分享的主要是 “命令替換” 以及 “引數擴充套件” 。

什麼是命令替換

簡單的來說就是在 SHELL 內巢狀多條命令，一次性執行得到結果。

1、一層 SHELL 巢狀

# echo `whoami`
# echo $(whoami)

# echo "hello,`whoami`"
# echo "hello,$(whoami)"

2、二層 SHELL 巢狀

# echo `cat ./gn2.txt` | sed -s "s;$; --list;"

使用 ``讀取檔案內容，再使用管道符二次處理後。執行！

注意：這裡已經用了一層巢狀，以下多個小節會套用以實現二層巢狀。

a. 使用 "$()" 進行二層巢狀

b. 使用 "|" 進行命令導向

c. 注意事項以及解答一些疑問

可能有讀者已經注意到了，之前在簡單 SHELL 一層巢狀中說了巢狀還有另一種。那為什麼不使用 ` ` 進行巢狀。

• 根本的原因是：` ` 不支援命令巢狀執行！
  • 強制執行。也只能認出第一組，其餘按照空格作為間隔各個執行 或 按照管道符（含）直到末尾執行。
• 比較陳舊。容易與“單引號”混淆。
  • 它是美式鍵盤左上角 ESC 下面的包含 ~ 的反引號鍵！
• 已有替代品。$(...) 格式受到POSIX標準支援，也利於巢狀。
  • $() 可以多層巢狀類似 $($($())) ，但如果內部有一個` ` 也是可以執行的喲（出於相容考慮）！

3、進階

之前我們介紹了 `` 和 $(...) ，這倆種命令執行。

想來現在你一定對命令執行有比較深的理解了。現在，我們需要再進階一下~

1、 (cmd) 與 {var}

關於 ( ) 與 { }，和 命令替換 一樣都是 shell 擴充套件 父類下的相關概念。

提示：{} 頭部大括號右側必須有一個空格，尾部括號左側必須有分號結尾。

# ( echo firest;echo second; )
# { echo third;echo fourth; }

注意： ( ) 只是對一串命令重新開一個 子 shell 進行執行， { } 對一串命令在 當前 shell 執行。

2、() 與 {} 造成的影響

a. () 括號內的語句影響在括號內

# var=source
# ( echo $var;var=global;echo $var; )
# echo $var

b. {} 括號內的語句影響到全域性。

# echo $var
# { echo $var;var=global;echo $var; }
# echo $var

注意：{} 改變 var 的變數以後，外部也受到了影響。

什麼是引數擴充套件

引數擴充套件的基本格式是 ${ parameter }，擴充套件的結果是 ${ parameter }被替換為相應的值。

1、例項一

echo $1 $11
echo $1 ${11}

首先解釋下 ${1..9} 是什麼意思。在我們寫 Shell 時必不可免的需要傳遞引數以實現自定義變數。當超過阿拉伯數字 9 以後。就需要使用 ${ parameter } 明確告訴Shell 第 11 個引數是 ${11}。

提示：上圖顯示 101 就是因為 $11 不滿足 [1-9]{1} 。系統將 11 拆分成 $1 和 1 ，所以運算後結果是 101。

2、例項二

ban=ban
echo a $banana
echo a ${ban}ana

這個例項中，我想輸出 banana 。已經定義了一個 ban 的變數為 ban ，只要加上 ana 就可以成為 “笨啦啦”。

但是很顯然的不加 {} 是無法做到使變數 $ban 配合 ana 顯示出 banana 的！

什麼是變數擴充套件

從官方定義上來說，我並不應該將 “變數擴充套件” 無中生有出來。

" $ 字元引入引數擴充套件，命令替換或算術擴充套件。" —— 官方手冊

主要是出於倆個方面考慮：

• 多數接受。國內出現了大量 ”變數擴充套件“ 的文章，多數人已經接受這個名稱。
• 便於理解。引數就是 ${...} 括號內的東西，而變數一詞可表示所有操作圍繞變數展開。
• 便於記錄。切分以後，對寫這篇文章的排版有幫助。亦可以從基礎、中級、高階有一定水平劃分。

例項：

var='This is one test sentence.'
var1=parameter
var2=word

現在我們有了這樣的一個句子，我希望做一些判斷、摘取（或者說：切片）或修改。我該如何操作？

1、變數替換

a. ${parameter:-word}

# echo ${var1:-$var2}
parameter
# var1=
# echo ${var1:-$var2}
word

如果 var1 未設定或為空，則替換成 var2。

b. ${parameter:=word}

同上。位置引數和特殊引數不能以這種方式分配。

c. ${parameter:?word}

# var1=
# echo ${var1:?var2}
bash: var1: var2
# echo $?
1

當變數 var1 未設定或為空，shell 也是可互動時，進行報錯並且退出。如果 shell 不可互動，則發生變數替換。

d. ${parameter:+word}

# echo $var1
parameter
# echo $var2
word
# echo ${var1:+$var2}
word
# echo $var1
parameter

如果 var1 為空或未設定，那麼就什麼都不做。不然使用 var2 進行替換。

提示： 在我測試的時候，我發現並不是全域性生效的。

2、變數切片

a. 範圍切片（同方向）

# echo ${var:8:17}
one test sentence

注意：倆個數字都是從頭開始數的。

b. 範圍切片（非同向）

# echo ${var:8:-1}
one test sentence
# echo ${var:8:(-1)}
one test sentence

提示：倆種寫法都是正確的。

c. 切片位置

# a='This is one'
# echo ${#a}
11

提示 ：首先建立變數 a='This is one' ，然後使用 echo ${#a} 將字元數量讀了出來。

3、變數修改

a. 簡單修改

# echo ${var}
This is one test sentence.
# echo ${var/one/a}
This is a test sentence.

提示：個人認為這種是最好的方式了，可以範圍式修改（包含刪除）。

b. 簡單刪除

# echo ${var%sentence.}
This is one test

# echo ${var#This is}
one test sentence.

c. 附：表格

變數設定方式	說明
${變數#關鍵字}	若變數內容從頭開始的資料符合“關鍵字”，則將符合的最短資料刪除
${變數##關鍵字}	若變數內容從頭開始的資料符合“關鍵字”，則將符合的最長資料刪除
${變數%關鍵字}	若變數內容從尾開始的資料符合“關鍵字”，則將符合的最短資料刪除
${變數%%關鍵字}	若變數內容從尾開始的資料符合“關鍵字”，則將符合的最長資料刪除
${變數/舊字串/新字串}	若變數內容符合“舊字串”，則首個舊字元會被新字元替換。
${變數/舊字串//新字串}	若變數內容符合“舊字串”，則全部舊字元會被新字元替換。

更深入學習，探索資料

• Bash 例項，第二部分
• Bash 參考手冊：Bash Reference Manual
• Shell-Expansions 章節：Shell-Expansions
• Shell Parameter Expansion 章節 Shell Parameter Expansion