Bash各类扩展详解

Bash中主要包括大括号扩展、波浪号扩展、变量扩展、子命令扩展、文件名扩展和算数扩展。这些扩展组合在一起为Bash带来了极大的易用性。掌握这些扩展的用法和功能，能够为Bash脚本开发带来极大的便捷性，省去很多不必要的操作。同时，这些扩展也是Bash不可或缺的部分，没有了他们Bash可能就是个简单的命令行输入接口而已了。

大括号扩展

大括号扩展主要用于生成随机的字符串，不仅是英语字符，也包括数字。对于数字的大括号扩展在for循环中，有着很重要的用途。大括号扩展的格式有两种，分别为：

1. preamble+{string1,string2,...,stringN}+postscript
2. preamble+{<START>..<END>[..<INCR>]}+postscript

并且大括号扩展是允许嵌套和组合的。

# 第一种形式echo a{b,c,d,e}f# abf acf adf aef# 第二种形式echo a{b..e}f# abf acf adf aefecho a{1..4}f# a1f a2f a3f a4f# 组合形式echo {a,b}{1,2}# a1 a2 b1 b2# 嵌套形式echo {
   {a..d},{A..D}}# a b c d A B C D

实例测试结果如下：

波浪号扩展

波浪号扩展主要用于目录匹配，有三种情况，第一种为匹配用户目录，第二种为目录栈中目录，第三种为工作目录。波浪号扩展的基本结构形式为：

~tilde-prefix

其中tilde-prefix的判定规则为，波浪号和斜杠之间的字符都为tilde-prefix，即tilde-prefix的内容在遇到斜杠时结束。在默认情况下，若tilde-prefix没字符处于引号中，则Bash会将tilde-prefix解释为用户名称。如果tilde-prefix为空，则默认使用HOME变量的内容替换，要是HOME变量也没有设置的话，就使用执行当前Bash的用户目录替换。如果tilde-prefix指定的用户不存在的话，则不执行任何替换。

tilde-prefix还有两种比较特殊的情况，分别是加减号和加减号加整数。如果为+号的话，则扩展为PWD变量的值；为-号的号，扩展为OLDPWD变量值。如果是[+,-]integer的形式，则等价于dirs +/-integer。

波浪号扩展的实例如下：

# 匹配用户目录，需要注意的是若存在该用户则执行扩展，若不存在则原样输出echo ~jackie/Documents# 存在jackie用户时， /home/jackie/Documents# 不存在jackie用户时，~jackie/Documents# 匹配目录栈中目录# 相当于 dirs +N (N为任意整数)， N前可有+或-，如果未设置则默认为+echo ~+N# 相当于 dirs +Necho ~-N# 相当于 dirs -N# 匹配当工作目录echo ~+# 相当于 ${PWD}，若未设置PWD环境变量，则原样输出echo ~-# 相当于 ${OLDPWD}，若未设置OLDPWD环境变量，则原样输出

实例结果如下：

变量扩展

由于变量扩展中牵扯到很多Bash中的模式匹配，这里将简单的介绍下Bash中的模式匹配。Bash的模式匹配是很简单的，主要就是三个通配符。分别如下：

1. • => 匹配任意字符串，包括空字符串。
2. ? => 匹配任意单个字符。
3. [...] => 匹配中括号中指定的任意一个字符。

Bash的模式匹配其实就是上面三个通配符的使用，可以说是正则表达式的简化版。

Bash中的变量匹配形式很多，下面会依次介绍。介绍代码如下：

# ${variable:-word}，若variable的值为空或未设置，则扩展结果为word；否则，为variable值。echo ${str:-abc}# abc# ${variable:=word}，若variable的值为空或未设置，则将variable置为word，然后扩展结果为variable值。echo ${str:=abc}# abc , 使用等号之后abc会赋值给str1变量# ${variable:?word}，若variable的值为空或未设置，则将word值写至标准错误并退出shell；否则，扩展结果为variable值echo ${str:?abc}# bash: str: abc，abc会写入stderr# ${variable:+word}，若variable值为空或未设置，则扩展结果为空，否则扩展结果为variable值。echo ${str:+abc}# 无任何输出，+号表示，str为空或不存在时，什么不做，否则使用abc# ${!prefix*}、${!prefix@}，扩展为以prefix开头的变量名称。echo ${!str*}# 扩展为以str开头的变量# ${#variable}，扩展为variable的字符串长度echo ${#str}# 返回str变量的字符长度

str=abcdefghi1234567# ${variable:offset}，获取从offset处到variable值结尾处的字符串echo ${str:2}# cdefghi1234567# ${variable:offset:length}，这里offset和length的负数含义和php中的substr相同，或者说跟通常的字符串子串截取一样echo ${str:2:3}# cde# ${variable#word} ${variable##word}echo ${str#abc}# defghi1234567# 在上面这两种形式中，word做为模式都会进行扩展，在扩展完成之后shell会删除该部分，variable中剩余的部分即为结果# ${variable%word} ${variable%%word}echo ${str%567}# abcdefghi1234# #和%的作用类似，匹配模式word，然后删除并得到结果，区别在于%从variable末尾开始，而#从开始位置开始。# ${variable/pattern/string}echo ${str/#abc/jackie}# jackiedefghi1234567# 子串替换，符合pattern的字符串替换为string，模式中#好表示从开始位置开始，%表示从结尾位置开始，/表示所有匹配pattern都替换。默认情况下只替换首个匹配pattern的字符串。# ${variable^pattern} ${variable^^pattern} ${variable,pattern} ${variable,,pattern}echo ${str^^?}# ABCDEFGHI1234567# 大小写转换，^小写至大写，,大写至小写，^和，仅修改首个字符，^^和,,修改每个字符。pattern中不应该包含多个字符

变量扩展实例结果：

子命令扩展

子命令的主要作用是将一个命令的输出替换替换该命令自身，即命令的执行结果作为该命令所在位置的内容。在shell脚本中，子命令大大的提供了各种工具复用的便捷程度。子命令的形式如下：

# 形式一$(command)# 形式二`command`

算数扩展

算数扩展主要用于在Bash中进行简单的计算，格式为 $(( expression )) 。相关事例如下：

echo $(( 5+3 ))

Bash支持所有C语言中的运算符号，下文实例中部分符合运算未列出。且算数扩展是支持相互嵌套的。

具体实例为：

文件名扩展

Bash中路径扩展，实质即为模式匹配，Bash将任何包含*、？和[...]的单词都会进行文件名匹配。例如

# 打印出当前目录下所有以png结尾的文件名，需要注意的是目录也在匹配的范围中，不能简单的以为只匹配文件。echo *.png

总结

Bash所提供的各种扩展特性，为Bash的日常操作带来了极大的便捷性，不管是运维人员还是各方向的程序开发者，个人认为都应该对其熟练掌握，以提供日常的工作效率。