Bash 7 模式拓展
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1 模式扩展 globbing
Shell 收到用户指令后，依据空格，将输入拆分成一个个的词元 (token)。然后 Shell 会根据词元中所含的特殊字符的语义，将这些特殊字符扩写为普通字符，形成最终命令。最后执行最终命令。
这种特殊字符的扩展，称为模式扩展 (globbing)。其中有些用到通配符，又称为通配符扩展 (wildcard expansion)。
Bash 先进行 token 扩展，再执行命令。因此，扩展的结果是由 Bash 负责的，与所要执行的命令无关。命令本身并不存在参数扩展，收到什么参数就原样执行。
模式扩展早于正则表达式出现，可以看作是原始的正则表达式。所以，模式扩展的功能虽没有正则表达式强大灵活，但胜在简单方便。
Bash 允许用户关闭扩展:
$ set -o noglob # 或者 $ set -f
打开扩展:
$ set +o noglob # 或者 $ set +f
Bash 一共提供 8 种扩展:
~字符扩展。?字符扩展。*字符扩展。[]扩展。{}扩展。- 变量扩展。
- 子命令扩展。
- 算术扩展。
- 字符类扩展。
? * 扩展属于路径扩展，只有路径存在的前提下，才会发生扩展。如果文件不存在，扩展就不会发生。
2 ~ 字符扩展
2.1 ~ 与 ~/dir
~ 会自动扩展成当前用户的主目录:
$ echo ~ /home/lsz $ echo ~/foo /home/lsz/foo
2.2 ~user
~user 表示根据用户 user 的名称，返回该用户的主目录:
$ echo ~foo /home/foo $ echo ~root /root
如果 ~user 的 user 是不存在的用户名，则波浪号扩展不起作用:
$ echo ~nonExistedUser ~nonExistedUser
2.3 ~+
~+ 会扩展成当前所在的目录，等同于 pwd 命令。
3 ? 字符扩展
? 表示路径中的单个字符，不包括空字符。
# 存在文件 a.txt 和 b.txt $ ls ?.txt a.txt b.txt
多个 ? 连用以匹配多个字符:
# 存在文件 a.txt b.txt 和 ab.txt $ ls ??.txt ab.txt # 当前目录文件夹结构: # ./ # ├── aa # │ └── aa_file.txt # ├── ab # │ └── ab_file.txt # └── ac $ ls ./a? ./aa: aa_file.txt ./ab: ab_file.txt ./ac:
4 星号 * 字符扩展
* 代表路径中 0 个或多个字符，但不匹配隐藏文件 (以 . 开头的文件)。
# 存在文件 a.txt b.txt 和 ab.txt $ ls a*.txt a.txt ab.txt $ ls *b* b.txt ab.txt
如果要匹配隐藏文件，需要写成 .* 。如果要匹配隐藏文件，同时要排除 . 和 .. 这两个特殊的隐藏文件，可以与方括号扩展结合使用，写成 .[!.]* 。
$ echo .* $ echo .[!.]*
要匹配子目录中的内容，就要在路径上写 * 匹配，有几层子目录，就必须写几层星号:
# 当前目录下的某个子目录内有一个 a.txt # 无效的写法 $ ls *.txt # 有效的写法 $ ls */*.txt
Bash 4.0 引入了一个参数 globstar ，当该参数打开，允许用 ** 来匹配零个或多个子目录。因此， **/*.txt 可以匹配顶层目录和任意深度子目录内的 *.txt 文件。详细请看 shopt 命令的笔记。
5 [] 扩展
5.1 基本形式
[] 中的任一字符出现一次:
# 存在文件 a.txt、b.txt $ ls [ab].txt a.txt b.txt # 只有 a.txt $ ls [ab].txt a.txt
如果要匹配 [ 字符，可以放在方括号内，比如 [[aeiou] 。
如果要匹配连字号 - ，只能放在 [] 内的开头或结尾，比如 [-aeiou] 或 [aeiou-] 。
5.2 [^...] 和 [!...]
[^...] 和 [!...] 两种变体等价，表示匹配不在 [] 里面的字符。比如 [^abc] 或 [!abc] 表示匹配除 a 或 b 或 c 以外的字符。
# 存在 aaa aba bbb 三个文件 $ ls ?[!a]? aba bbb
5.3 [start-end] 形式
[start-end] 表示匹配一个连续的范围。比如 [a-c] 等同于 [abc] ， [0-9] 匹配 [0123456789] 。
# 存在文件 a.txt、b.txt 和 c.txt $ ls [a-c].txt a.txt b.txt c.txt # 存在文件 report1.txt、report2.txt 和 report3.txt $ ls report[0-9].txt report1.txt report2.txt report3.txt
常用简写:
[0-9]: 所有数字。[a-zA-Z]: 所有字母。[A-Z]: 所有大写字母。[a-z]: 所有小写字母。[a-zA-Z0-9]: 所有字母与数字。program.[co]: 文件program.c与文件program.o。
[!start-end] 表示匹配不属于这个范围的字符。比如 [!a-zA-Z] 匹配非英文字母的字符。
# 存在文件 report1.txt、report2.txt 和 report3.txt $ echo report[!1–3].txt report4.txt report5.txt
6 {} 扩展
6.1 基本形式
{} 内各个值之间使用 , 分隔，且逗号前后不能有空格，表示分别用 {} 内的各个值替换表达式整体。比如 a{1,2,3} 扩展成 a1 a2 a3 。
$ echo {1,2,3}
1 2 3
$ echo d{a,e,i,u,o}g
dag deg dig dug dog
逗号 , 前面可以没有值，表示插入一个空的扩展项:
$ echo a.log{,.bak}
a.log a.log.bak
大括号 {} 表达式可以嵌套:
$ echo {j{p,pe}g,png}
jpg jpeg png
可与其他模式联用，并总优先于其他扩展:
$ echo /bin/{cat,b*}
/bin/cat /bin/b2sum /bin/base32 /bin/base64 ... ...
大括号 {} 表达式可以用于多字符模式匹配，中括号 [] 表达式只能匹配单字符。
$ echo {pig,dog}
pig dog
不论结果如何，大括号 {} 表达式扩展都会发生。
$ ls {a,b,c}.txt
ls: cannot access 'a.txt': No such file or directory
ls: cannot access 'b.txt': No such file or directory
ls: cannot access 'c.txt': No such file or directory
6.2 {start..end} 形式
6.2.1 基本用法
{start..end} 表示扩展成一个连续序列。比如， {a..z} 可以扩展成所有的小写英文字母:
$ echo {a..c}
a b c
$ echo d{a..d}g
dag dbg dcg ddg
这种形式支持逆序:
$ echo {c..a}
c b a
$ echo {5..1}
5 4 3 2 1
如果整数前面有前导 0，扩展输出的每一项都有前导 0。
$ echo {01..5}
01 02 03 04 05
$ echo {001..5}
001 002 003 004 005
遇到无法理解的形式，原样输出:
$ echo {a1..3c}
{a1..3c}
多个简写形式连用，会有循环处理的效果。
$ echo {a..c}{1..3}
a1 a2 a3 b1 b2 b3 c1 c2 c3
可以嵌套使用，形成复杂的扩展:
$ echo .{mp{3..4},m4{a,b,p,v}}
.mp3 .mp4 .m4a .m4b .m4p .m4v
6.2.2 常见用法
新建一系列目录:
$ mkdir {2007..2009}-{01..12}
另一个常见用途，是直接用于for循环:
for i in {1..4}
do
echo $i
done
6.3 {start..end..step} 形式
{start..end..step} 可以指定扩展的步长:
$ echo {0..10..2}
0 2 4 6 8 10
7 变量扩展
Bash 将 $ 开头的词元视为变量，将其扩展成变量值。
$ echo $SHELL /bin/bash
变量名也可以放在 ${} 里面。
$ echo ${SHELL}
/bin/bash
${!string*} 或 ${!string@} 返回所有匹配给定字符串 string 的变量名。
# 扩展成所有以S开头的变量名
$ echo ${!S*}
SECONDS SHELL SHELLOPTS SHLVL SSH_AGENT_PID SSH_AUTH_SOCK
8 子命令扩展
$(...) 可以扩展成另一个命令的运行结果，该命令的所有输出都会作为返回值。
$ echo $(date) Tue Jan 28 00:01:13 CST 2020
还有另一种较老的语法，子命令放在反引号之中，也可以扩展成命令的运行结果。
$ echo `date` Tue Jan 28 00:01:13 CST 2020
$(...) 可以嵌套，比如 $(ls $(pwd)) 。
9 算术扩展
$((...)) 可以扩展成整数运算的结果。
$ echo $((2 + 2)) 4
10 字符类扩展
[[:class:]] 表示一个字符类，扩展成某一类特定字符之中的一个:
[[:alnum:]]: 匹配任意英文字母与数字[[:alpha:]]: 匹配任意英文字母[[:blank:]]: 空格和 Tab 键。[[:cntrl:]]: ASCII 码 0-31 的不可打印字符。[[:digit:]]: 匹配任意数字 0-9。[[:graph:]]: A-Z、a-z、0-9 和标点符号。[[:lower:]]: 匹配任意小写字母 a-z。[[:print:]]: ASCII 码 32-127 的可打印字符。[[:punct:]]: 标点符号（除了 A-Z、a-z、0-9 的可打印字符）。[[:space:]]: 空格、Tab、LF（10）、VT（11）、FF（12）、CR（13）。[[:upper:]]: 匹配任意大写字母 A-Z。[[:xdigit:]]: 16进制字符（A-F、a-f、0-9）。
11 各扩展的匹配次数
量词语法可以用来控制模式匹配的次数。它只有在 Bash 的 extglob 参数打开的情况下生效。下面的命令可以查询:
$ shopt extglob extglob on
如果extglob参数是关闭的，可以用下面的命令打开。
$ shopt -s extglob
量词语法有下面几个。
?(pattern-list): 匹配 0 个或 1 个模式。*(pattern-list): 匹配 0 个或多个模式。+(pattern-list): 匹配 1 个或多个模式。@(pattern-list): 匹配 1 个模式。!(pattern-list): 匹配给定模式以外的任何内容。
# ?(def) 匹配零个或一个 def $ ls abc?(def) abc abcdef
# 匹配一个 .txt 或 .php $ ls abc+(.txt|.php) abc.php abc.txt