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Shell中各种括号的作用

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Shell中的括号种类繁多，作用各不相同：()、(())、[ ]、[[ ]]、{}。

1 小括号，圆括号()

1.1 单小括号()

  • 命令组。(cmd1;cmd2;cmd3)将会新开一个子shell顺序执行命令cmd1、cmd2、cmd3，所以括号中的变量不能够被脚本余下的部分使用。括号中多个命令之间用分号隔开，最后一个命令可以没有分号，各命令和括号之间不必有空格。
  • 命令替换。等同于`cmd`，shell扫描一遍命令行，发现了$(cmd)结构，便将$(cmd)中的cmd执行一次，得到其标准输出，再将此输出放到原来命令。有些shell不支持，如tcsh。
  • 初始化数组。如：array=(a b c d)

1.2 双小括号(())

  • 整数扩展。这种扩展计算是整数型的计算，不支持浮点型。((exp))结构扩展并计算一个算术表达式的值，如果表达式的结果为0，那么返回的退出状态码为1，或者 是”假”，而一个非零值的表达式所返回的退出状态码将为0，或者是”true”。若是逻辑判断，表达式exp为真则为1,假则为0。
  • 只要括号中的运算符、表达式符合C语言运算规则，都可用在$((exp))中，甚至是三目运算符。作不同进位（如二进制、八进制、十六进制）运算时，输出结果全都自动转化成了十进制。如：echo $((16#5f))结果为95（16进位转十进制）。
  • 可重定义变量值。比如 a=5; ((a++)) 可将 $a 重定义为6。
  • 算术运算比较，双括号中的变量可以不使用$符号前缀。括号内支持多个表达式用逗号分开。只要括号中的表达式符合C语言运算规则，比如对于for循环，下面3种写法是等效的：
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    for((i=0;i<5;i++))
    for i in `seq 0 4`
    for i in {0..4}
    对if逻辑判断，下面两种写法是等效的：
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    2
    if (($i<5))
    if [ $i -lt 5 ]

2 中括号，方括号[]

2.1 单中括号[]

  • bash的内部命令，[和test是等同的。如果不用绝对路径指明，通常用的都是bash自带的命令。if/test结构中的左中括号是调用test的命令标识，右中括号是关闭条件判断的。这个命令把它的参数作为比较表达式或者作为文件测试，并且根据比较的结果来返回一个退出状态码。if/test结构中并不是必须右中括号，但是新版的bash中要求必须这样。
  • test和[]中可用的比较运算符只有==和!=，两者都是用于字符串比较的，不可用于整数比较，整数比较只能使用-eq，-gt这种形式。无论是字符串比较还是整数比较都不支持大于号小于号。如果实在想用，对于字符串比较可以使用转义形式，如果比较”ab”和”bc”：[ ab \< bc ]，结果为真，也就是返回状态为0。[ ]中的逻辑与和逻辑或使用-a 和-o 表示。
  • 字符范围。用作正则表达式的一部分，描述一个匹配的字符范围。作为test用途的中括号内不能使用正则。
  • 在一个array结构的上下文中，中括号用来引用数组中每个元素的编号。

2.2 双中括号[[]]

  • [[是bash程序语言的关键字，并不是一个命令。[[ ]] 结构比[ ]结构更加通用，在[[和]]之间所有的字符都不会发生文件名扩展或者单词分割，但是会发生参数扩展和命令替换。
  • 支持字符串的模式匹配，使用=~操作符时甚至支持shell的正则表达式。字符串比较时可以把右边的作为一个模式，而不仅仅是一个字符串，比如[[ hello == hell? ]]，结果为真。[[ ]] 中匹配字符串或通配符，不需要引号。
  • 使用[[ … ]]条件判断结构，而不是[ … ]，能够防止脚本中的许多逻辑错误。比如，&&、||、<和> 操作符能够正常存在于[[ ]]条件判断结构中，但是如果出现在[ ]结构中的话，会报错。比如下面的几种写法是等效的：
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    if [[ $a != 1 && $a != 2 ]]
    if [ $a -ne 1] && [ $a != 2 ]
    if [ $a -ne 1 -a $a != 2 ]
  • bash把双中括号中的表达式看作一个单独的元素，并返回一个退出状态码。

一些示例：

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if ($i<5) 
if [ $i -lt 5 ] 
if [ $a -ne 1 -a $a != 2 ] 
if [ $a -ne 1] && [ $a != 2 ] 
if [[ $a != 1 && $a != 2 ]] 
for i in $(seq 0 4);do echo $i;done
for i in `seq 0 4`;do echo $i;done
for ((i=0;i<5;i++));do echo $i;done
for i in {0..4};do echo $i;done

3 大括号，花括号{}

3.1 常规用法

  • 大括号拓展。(通配(globbing))将对大括号中的文件名做扩展。在大括号中，不允许有空白，除非这个空白被引用或转义。第一种：对大括号中的以逗号分割的文件列表进行拓展。如 touch {a,b}.txt 结果为a.txt b.txt。第二种：对大括号中以点点（..）分割的顺序文件列表起拓展作用，如：touch {a..d}.txt 结果为a.txt b.txt c.txt d.txt。
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    # ls {ex1,ex2}.sh 
    ex1.sh ex2.sh 
    # ls {ex{1..3},ex4}.sh 
    ex1.sh ex2.sh ex3.sh ex4.sh 
    # ls {ex[1-3],ex4}.sh 
    ex1.sh ex2.sh ex3.sh ex4.sh
  • 代码块，又被称为内部组，这个结构事实上创建了一个匿名函数。与小括号中的命令不同，大括号内的命令不会新开一个子shell运行，即脚本余下部分仍可使用括号内变量。{ cmd1;cmd2;cmd3;}在当前shell顺序执行命令cmd1、cmd2、cmd3，括号内的命令间用分号隔开，最后一个也必须有分号。{}的第一个命令和左括号之间必须要有一个空格。

3.2 几种特殊的替换结构

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${var:-string},${var:+string},${var:=string},${var:?string}
  • ${var:-string}和${var:=string}：若变量var为空，则用在命令行中用string来替换${var:-string}，否则变量var不为空时，则用变量var的值来替换${var:-string}；对于${var:=string}的替换规则和${var:-string}是一样的，不同之处是${var:=string}若var为空时，用string替换${var:=string}的同时，把string赋给变量var。${var:=string}很常用的一种用法是，判断某个变量是否赋值，没有的话则给它赋上一个默认值。
  • ${var:+string}的替换规则和上面的相反，即只有当var不是空的时候才替换成string，若var为空时则不替换或者说是替换成变量var的值，即空值。(因为变量var此时为空，所以这两种说法是等价的)。
  • ${var:?string}替换规则为：若变量var不为空，则用变量var的值来替换${var:?string}；若变量var为空，则把string输出到标准错误中，并从脚本中退出。可利用此特性来检查是否设置了变量的值。

补充扩展：在上面五种替换结构中string不一定是常值的，可用另外一个变量的值或是一种命令的输出。

3.3 四种模式匹配替换结构

模式匹配记忆方法：

#是去掉左边（在键盘上#在$之左边），%是去掉右边（在键盘上%在$之右边）。#和%中的单一符号是最小匹配，两个相同符号是最大匹配。

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${var%pattern},${var%%pattern},${var#pattern},${var##pattern}

  • 第一种模式：${variable%pattern}，这种模式时，shell在variable中查找，看它是否以给的模式pattern结尾，如果是，就从命令行把variable中的内容去掉右边最短的匹配模式。
  • 第二种模式：${variable%%pattern}，这种模式时，shell在variable中查找，看它是否以给的模式pattern结尾，如果是，就从命令行把variable中的内容去掉右边最长的匹配模式。
  • 第三种模式：${variable#pattern}，这种模式时，shell在variable中查找，看它是否以给的模式pattern开始，如果是，就从命令行把variable中的内容去掉左边最短的匹配模式。
  • 第四种模式：${variable##pattern}，这种模式时，shell在variable中查找，看它是否以给的模式pattern开始，如果是，就从命令行把variable中的内容去掉左边最长的匹配模式。

这四种模式中都不会改变variable的值，其中，只有在pattern中使用了*匹配符号时，%和%%，#和##才有区别。结构中的pattern支持通配符，*表示零个或多个任意字符，?表示仅与一个任意字符匹配，[…]表示匹配中括号里面的字符，[!…]表示不匹配中括号里面的字符。

示例：

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var=testcase 
echo $var 
testcase 
echo ${var%s*e} 
testca 
echo $var 
testcase 
echo ${var%%s*e} 
te 
echo ${var#?e} 
stcase 
echo ${var##?e} 
stcase 
echo ${var##*e}
echo ${var##*s} 
e 
echo ${var##test} 
case

3.4 字符串提取和替换

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${var:num},${var:num1:num2},${var/pattern/pattern},${var//pattern/pattern}
  • 第一种模式：${var:num}，这种模式时，shell在var中提取第num个字符到末尾的所有字符。若num为正数，从左边0处开始；若num为负数，从右边开始提取字串，但必须使用在冒号后面加空格或一个数字或整个num加上括号，如${var: -2}、${var:1-3}或${var:(-2)}。
  • 第二种模式：${var:num1:num2}，num1是位置，num2是长度。表示从$var字符串的第$num1个位置开始提取长度为$num2的子串。不能为负数。
  • 第三种模式：${var/pattern1/pattern2}，表示将var字符串的第一个匹配的pattern1替换为pattern2。
  • 第四种模式：${var//pattern1/pattern2}，表示将var字符串中的所有能匹配的pattern1替换为pattern2。

示例：

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var=/home/centos 
echo $var 
/home/centos
echo ${var:5} 
/centos
echo ${var: -6} 
centos 
echo ${var:(-6)} 
centos 
echo ${var:1:4} 
home 
echo ${var/o/h} 
/hhme/centos
echo ${var//o/h} 
/hhme/cenths

4 符号$后的括号

  • ${a}表示变量a的值，在不引起歧义的情况下可以省略大括号。
  • $(cmd)表示命令替换，和`cmd`效果相同，结果为shell命令cmd的输出，然而某些Shell版本不支持$()形式的命令替换, 如tcsh。
  • $((expression))和`exprexpression`效果相同，计算数学表达式exp的数值，其中exp只要符合C语言的运算规则即可, 甚至三目运算符和逻辑表达式都可以计算。

5 参考

  1. shell中各种括号的作用详解()、(())、[ ]、[[]]、{}
  2. Linux shell 中 $() ` `，${}，$[ ] $(())，[ ] (( )) [[]] 作用与区别
  3. bash中[ ]与[[]]的区别
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