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Shell编程：深入了解 Bash 数组操作

news 来源：原创 2025/5/10 14:50:20

Bash 脚本是一种强大的工具，广泛用于自动化任务和处理系统管理操作。数组作为 Bash 脚本中的重要数据结构，能够帮助开发人员高效地管理和操作多个值。本文将详细介绍 Bash 数组的创建、访问、修改和常见操作技巧，帮助你在脚本编写中更加得心应手。

1. Bash 数组的基本概念

在 Bash 中，数组是存储多个值的容器，可以通过索引来访问数组元素。与其他编程语言不同，Bash 中的数组可以存储任何类型的值，甚至是空值或不连续的索引。

1.1 创建数组

Bash 中创建数组有两种方式：直接赋值和通过索引赋值。

直接赋值（推荐）

# 创建一个简单的数组
fruits=("apple" "banana" "cherry")

这里，fruits 数组包含了三个元素：apple、banana 和 cherry。

通过索引赋值

# 使用索引逐一赋值
fruits[0]="apple"
fruits[1]="banana"
fruits[2]="cherry"

这种方式可以手动指定数组的索引，Bash 会自动根据索引的位置赋值。

2. 访问数组元素

2.1 访问单个元素

要访问数组中的单个元素，可以使用以下语法：

echo ${fruits[0]}  # 输出 apple

这里，[0] 表示访问数组 fruits 的第一个元素。注意，数组的索引是从 0 开始的。

2.2 访问所有元素

你可以通过 ${array[@]} 或 ${array[*]} 来访问数组的所有元素：

# 使用 @ 或 * 获取数组的所有元素
echo ${fruits[@]}  # 输出 apple banana cherry
echo ${fruits[*]}  # 输出 apple banana cherry

尽管 @ 和 * 看起来很相似，但它们在某些场合有微妙的不同。@ 会将数组元素逐个作为独立的参数处理，而 * 会将整个数组视为一个单独的字符串。

2.3 获取数组长度

要获取数组中元素的个数，可以使用 ${#array[@]} 或 ${#array[*]}：

echo ${#fruits[@]}  # 输出 3

此语法返回数组中元素的个数。

3. 修改数组元素

3.1 修改指定索引的元素

要修改数组中的元素，可以直接通过索引来进行赋值：

fruits[1]="orange"  # 将第二个元素改为 orange
echo ${fruits[@]}    # 输出 apple orange cherry

3.2 添加新元素

如果索引超出了数组的当前范围，Bash 会自动添加新元素。例如：

fruits[3]="grape"  # 添加新元素
echo ${fruits[@]}   # 输出 apple orange cherry grape

3.3 用索引修改或添加多个元素

你还可以一次性修改或添加多个元素：

fruits=("apple" "banana" "cherry")
fruits[2]="kiwi"  # 修改数组的第三个元素为 kiwi
fruits+=("grape")  # 添加新元素 grape
echo ${fruits[@]}   # 输出 apple banana kiwi grape

4. 删除数组元素

Bash 提供了 unset 命令来删除数组中的元素：

unset fruits[1]  # 删除第二个元素（banana）
echo ${fruits[@]}  # 输出 apple kiwi grape

4.1 删除整个数组

要删除整个数组，可以使用：

unset fruits  # 删除整个数组

5. 遍历数组

遍历数组是处理数组元素的常见操作。在 Bash 中，你可以使用 for 循环来遍历数组。

5.1 使用 `for` 循环遍历数组元素

for fruit in "${fruits[@]}"; do
    echo $fruit
done

这段代码会依次输出 apple、kiwi 和 grape。

5.2 使用索引遍历数组

你还可以通过索引遍历数组：

for i in "${!fruits[@]}"; do
    echo "Index $i: ${fruits[$i]}"
done

这段代码会输出：

Index 0: apple
Index 1: kiwi
Index 2: grape

5.3 使用 `while` 循环遍历数组

i=0
while [ $i -lt ${#fruits[@]} ]; do
    echo ${fruits[$i]}
    ((i++))
done

6. 数组的切片

Bash 中的数组支持切片操作，你可以通过指定起始位置和长度来获取数组的部分元素。

fruits=("apple" "banana" "cherry" "date" "elderberry")
echo ${fruits[@]:1:3}  # 输出 banana cherry date

这里，:1:3 表示从索引 1 开始，提取 3 个元素。

7. 数组的排序

Bash 没有直接的数组排序功能，但可以通过管道与 sort 命令结合使用。

fruits=("banana" "cherry" "apple" "elderberry" "date")
sorted=($(for i in "${fruits[@]}"; do echo $i; done | sort))
echo ${sorted[@]}  # 输出 apple banana cherry date elderberry

8. 合并数组

可以通过将两个数组合并来扩展现有数组：

fruits1=("apple" "banana")
fruits2=("cherry" "date")
combined=("${fruits1[@]}" "${fruits2[@]}")
echo ${combined[@]}  # 输出 apple banana cherry date

9. 创建自定义字符集的随机数组

Bash 数组可以非常方便地生成随机字符或密码。例如：

# 生成一个包含数字、字母和特殊字符的随机密码
characters=(`echo {a..z} {A..Z} {0..9} "!@#$%"`)
password=""
for i in {1..12}; do
    password+="${characters[$RANDOM % ${#characters[@]}]}"
done
echo $password  # 输出一个随机密码

10. 高级数组操作

10.1 数组索引不连续

Bash 数组的索引可以是不连续的。例如：

fruits=([0]="apple" [5]="banana" [100]="cherry")
echo ${fruits[5]}  # 输出 banana

10.2 数组中包含空值

你可以将空值存储在数组中：

fruits=("apple" "" "banana")
echo ${fruits[1]}  # 输出空值

10.3 数组的去重

通过管道和 sort -u，你可以对数组进行去重操作：

fruits=("apple" "banana" "apple" "kiwi" "banana")
unique=($(echo "${fruits[@]}" | tr ' ' '\n' | sort -u | tr '\n' ' '))
echo ${unique[@]}  # 输出 apple banana kiwi