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shell之扩展

news 2025/9/2 16:24:46

Shell脚本中的参数扩展（Parameter Expansion）是一项强大且灵活的功能，它允许你对变量的值进行操作、转换和计算。下面我将为你详细讲解常见的参数扩展用法。

先了解基础

参数扩展的基本形式是 ${parameter}，用于获取变量 parameter的值。花括号 {}在多数情况下是可选的，但当变量名后紧接其他字符时，它们能明确界定变量名的范围。

1. 处理默认值和空值

这类扩展用于在变量未设置或为空时提供备选值或执行操作。

${parameter:-word}：若 parameter未设置或为空，则扩展为 word；否则扩展为 parameter的值。parameter自身的值不会改变。

unset var; echo "Result: ${var:-default}"  # 输出: Result: default
var="custom"; echo "Result: ${var:-default}" # 输出: Result: custom
echo "var is still: $var"                   # 输出: var is still: custom

${parameter:=word}：若 parameter未设置或为空，则将其设置为 word并扩展为 word；否则扩展为 parameter的值。注意：不能用于位置参数和特殊参数。

unset var; echo "Result: ${var:=default}"  # 输出: Result: default
echo "var is now: $var"                    # 输出: var is now: default
var="custom"; echo "Result: ${var:=default}" # 输出: Result: custom

${parameter:?word}：若 parameter未设置或为空，则将 word（或默认错误消息）输出到标准错误（stderr）并退出脚本；否则扩展为 parameter的值。常用于强制要求提供参数。
```
unset var; : ${var:?Error: var is not set} # 输出到stderr: bash: var: Error: var is not set 并退出
var="ok"; echo "Result: ${var:?Error}"     # 输出: Result: ok
```

${parameter:+word}：若 parameter已设置且不为空，则扩展为 word；否则不进行任何替换（扩展为空）。这类似于一种“条件替换”。

unset var; echo "Result: ${var:+replaced}"  # 输出: Result: 
var="value"; echo "Result: ${var:+replaced}" # 输出: Result: replaced
echo "var remains: $var"                   # 输出: var remains: value

2. 操作字符串：删除与替换

这类扩展用于对变量存储的字符串进行模式匹配和修改。

${parameter#pattern}：从 parameter值的开头删除与 pattern匹配的最短部分。

path="/usr/local/bin"; echo "${path#*/}"    # 输出: usr/local/bin (删除最短的`*/`，即第一个`/`及之前)

${parameter##pattern}：从 parameter值的开头删除与 pattern匹配的最长部分。

path="/usr/local/bin"; echo "${path##*/}"   # 输出: bin (删除最长的`*/`，即最后一个`/`及之前的所有内容)

${parameter%pattern}：从 parameter值的末尾删除与 pattern匹配的最短部分。

file="data.txt.backup"; echo "${file%.*}"   # 输出: data.txt (删除最短的`.*`，即最后一个`.`及之后)

${parameter%%pattern}：从 parameter值的末尾删除与 pattern匹配的最长部分。

file="data.txt.backup"; echo "${file%%.*}"  # 输出: data (删除最长的`.*`，即第一个`.`及之后的所有内容)

${parameter/pattern/string}：将 parameter值中第一个匹配 pattern的子字符串替换为 string。
```
str="hello world hello"; echo "${str/hello/hi}" # 输出: hi world hello
```
${parameter//pattern/string}：将 parameter值中所有匹配 pattern的子字符串替换为 string。
```
str="hello world hello"; echo "${str//hello/hi}" # 输出: hi world hi
```

${parameter/#pattern/string}：如果 pattern匹配 parameter值的开头，则将其替换为 string。

str="hello world"; echo "${str/#hello/hi}"   # 输出: hi world
str="world hello"; echo "${str/#hello/hi}"   # 输出: world hello (开头不匹配)

${parameter/%pattern/string}：如果 pattern匹配 parameter值的末尾，则将其替换为 string。

str="file.txt"; echo "${str/%.txt/.doc}"     # 输出: file.doc
str="file.txt.backup"; echo "${str/%.txt/.doc}" # 输出: file.txt.backup (末尾不是精确匹配.txt)

3. 获取字符串长度和子字符串

${#parameter}：扩展为 parameter值的字符长度。

str="hello"; echo "Length: ${#str}"          # 输出: Length: 5

${parameter:offset}：从 parameter值的第 offset个字符开始（0-based）扩展，直到末尾。
```
str="0123456789"; echo "${str:3}"           # 输出: 3456789
```
${parameter:offset:length}：从 parameter值的第 offset个字符开始（0-based），扩展指定长度的字符。
```
str="0123456789"; echo "${str:3:4}"          # 输出: 3456
```
注意：offset可为负数，表示从字符串末尾向前计算。负 offset前必须有一个空格，以避免与 :-混淆。
```
str="0123456789"; echo "${str: -4:2}"        # 输出: 67 (从倒数第4个字符开始，取2个)
```

4. 变量转换与间接引用

${parameter@operator}：对 parameter的值应用特定的 operator。
- Q: 将值转义为可被 Shell 重用的引用形式。
- E: 对值中的反斜杠转义序列进行扩展（在某些版本的 Bash 中）。
```
var="hello 'world'"; echo "${var@Q}"          # 输出: 'hello '\''world'\'''
```
${!prefix*}或 ${!prefix@}：扩展为所有以 prefix开头的变量名，由 IFS的第一个字符分隔。
```
echo "${!BASH*}" # 可能输出: BASH BASHOPTS BASHPID ... (所有以BASH开头的变量名)
```
${!name}：间接引用。如果 name是一个变量，且它的值是另一个变量的名称，则 ${!name}扩展为那个变量的值。
```
foo="bar"; bar="actual value"; echo "${!foo}" # 输出: actual value
```

5. 修改大小写 (Bash 4.0+)

${parameter^}：将 parameter值的第一个字符转换为大写。
${parameter^^}：将 parameter值的所有字符转换为大写。
${parameter,}：将 parameter值的第一个字符转换为小写。

${parameter,,}：将 parameter值的所有字符转换为小写。

word="hello"; echo "${word^}"                # 输出: Hello
echo "${word^^}"                             # 输出: HELLO
WORD="HELLO"; echo "${WORD,}"                # 输出: hELLO
echo "${WORD,,}"                             # 输出: hello

注意：^和 ,在某些上下文中也可以用 ~替代。

✨ 实用技巧与注意事项

保护变量名：当变量名后紧跟字母、数字或下划线时，使用 {}是必须的，否则 Bash 会将其视为一个整体变量名。

var="hello"; echo "${var}world"             # 输出: helloworld
echo "$varworld"                             # 输出: (空，因为变量`varworld`未设置)

模式匹配：在 #, %, ##, %%, /, //, #, %中，pattern遵循 Shell 的通配符模式（glob pattern），而不是正则表达式。*匹配任意字符，?匹配单个字符。
空值与未设置：对于 ${parameter:-word}, ${parameter:=word}, ${parameter:?word}, ${parameter:+word}，冒号 :的存在至关重要。
- 有冒号：检查 parameter是 未设置 还是为空。
- 无冒号：仅检查 parameter是否 未设置（即使设置为空字符串，也算已设置）。
数组处理：许多参数扩展形式也可用于数组。例如 ${#array[@]}获取数组元素个数，${array[@]:offset:length}获取子数组。
引号的重要性：为了处理包含空格的字符串或文件名，总是将参数扩展用双引号引起来是一种好习惯。
```
file="file with spaces.txt"
rm $file    # 可能出错，会被视为三个参数
rm "$file"  # 正确，是一个参数
```
性能考虑：在可能的情况下，使用 Shell 的内置字符串操作（参数扩展）通常比调用外部命令（如 sed, awk, cut）更高效。